岩溶地质下隧道处理措施Word格式文档下载.docx

1、当隧道穿过可溶性岩层时，有的围岩破碎，容易发生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当隧道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，形成“天窗”，隧道的初期支护压力剧增。有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广，处理十分困难。正确处理岩溶地质对隧道的施工具有重要意义。1.断层破碎带处理措施 对于洞身断层破碎带的处治应遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则，在有地下水的情况下，采取全断面预注浆对地下水进行封堵，并加强隧道

2、衬砌防排水设计，视断层软弱、破碎情况采用双排或单排注浆小导管进行超前支护，对衬砌结构进行加强，并通过基础设置注浆小导管提高衬砌结构承载力。将通过断层地段的各施工工序之间的距离缩短，尽快将断层地段进行全断面衬砌封闭，以减少岩层暴露、松动和地压增大;爆破掘进通过断层时，严格掌握炮眼数量、深度和装药量，尽量减小爆破对围岩的震动;采用上下导坑掘进、先墙后拱衬砌法施工时，其下导坑不宜超前过多，开挖后立即进行初期支护;支护宁强勿弱，并应经常检查加固。工程实例：江西省万载至宜春高速公路A2合同段严岭二号隧道 严岭二号隧道进口左洞开挖至ZK8+910.8处，掌子面围岩为松散土，自稳能力极差，拱部出现塌方，地表

3、塌陷，并在ZK8+894-ZK8+910.8段出现多处环向裂缝。处理方案：（1）对已经完成初期支护的ZK8+892.5-ZK8+910.8段紧贴钢支撑内壁采用I18工字钢作为临时支撑加强初期支护，在新增环向工字钢两侧纵向各增加一排I18工字钢与环向I18工字钢焊接牢固，在每根纵向工字钢底部增加89*6mm的锁脚管棚，在水平方向增加I18工字钢作为横撑;（2）由于塌方对ZK8+892.5-ZK8+910.8段已经完成的初期支护破坏较严重，环向采用50*5mm注浆小导管进行加固，与工字钢焊接牢固;（3）为了下一步的继续安全施工，对ZK8+910.8掌子面进行挂网、C25喷射混凝土进行封闭后，并补打

4、超前小导管进行超前支护;（4）从ZK8+910.8-ZK8+925.8段开始初期支护按加强一个级别支护形式进行施工;拱部加强超前支护，以保证隧道的施工安全;初期支护的22mm的砂浆锚杆和锁脚锚杆改为50*5mm的注浆小导管，环向间距不变;（5）从ZK8+905-ZK8+920段在地表线横向斜向下3角打一排间距1米的108*6mm长管棚，长度至隧道右侧边开挖线。2.浅埋软弱围岩段处理措施 对于隧道浅埋段，视具体覆盖层厚度、地质情况采用大管棚、注浆小导管、地表小导管、地表砂浆锚杆、地表注浆等辅助施工措施，洞内通过初期支护设置工字钢拱架，二衬采用钢筋混凝土对衬砌结构进行加强，同时隧道软弱围岩地段，采

5、用短台阶法进行开挖，施工中加强监控量测，充分利用反馈信息来指导施工;合理组织分部开挖与支护台阶长度，开挖后及时进行初期支护。对困难施工地段增设环向中空注浆锚杆，加速围岩固结，增强围岩的自稳能力;严格按“先排管、后注浆、再开挖、注浆一段、开挖一段、支护一段、封闭一段”的作业程序进行施工。严岭二号隧道进口左洞开挖至ZK8+857处，掌子面围岩为中风化碳质灰岩，节理裂隙较发育，左侧拱顶有一处溶洞，沿洞身纵向发育，溶洞内夹有泥土并连续坍塌，围岩稳定性较差，该处围岩埋深约12米。（1） ZK8+857-ZK8+861段原设计支护类型FS5c，其中I18工字钢间距由0.6m变更为0.4m，初期支护按照FS

6、5c变更间距支护形式进行施工。（2）对溶洞空腔处腔壁采用22砂浆锚杆、I18工字钢和钢筋网进行喷射砼回填，并在孔内预埋一根108钢管进行注C25砼，两根108钢管用于排气及排水。（3）通过超前钻孔探测围岩情况，前方1.5米处有泥土层，存在大型溶洞隐患，初步探明溶洞走向，在溶洞区域仅管棚无法满足超前辅助施工的作用，增加单层50*5mm超前注浆小导管，加强围岩超前支护，避免坍塌，保证隧道施工安全。3.隧道偏压段处理措施 隧道进口端覆盖层埋深较浅，并且岩体空隙裂隙水发育，下雨时容易形成洞内拱部淋雨状，极易产生冒顶坍塌现象，隧道出口端山坡自然坡度较陡，洞身段围岩级别低，易产生滑坡或崩塌现象。整个隧道全

7、长范围勘察分析，山体坡度向线路右侧倾斜，左侧偏压。对于存在偏压问题的隧道，在特定的地质条件下，如对于隧道仰坡岩层表现为顺层，倾角较大的岩层来讲，对于长度为4m 的砂浆锚杆，由于其形成的孔径较小，握裹体质量比较差，提供抗拔力有限。所以往往难满足保证仰坡的稳定，仰坡的岩层易沿着这些弱结构面滑动，仰坡不加处理或措施不够，隧道开挖时，边仰坡易发生开裂滑坡现象，给仰坡的稳定和隧道的施工带来不利影响。根据隧道仰坡所处的地质情况，应相应的延长锚杆的长度或改变支护方式。施工时应注意施工过程中的不稳定因素，采取相应的加固来减小其不利影响。 工程实例：严岭二号隧道进口左洞开挖至ZK8+861处，掌子面围岩为中风化

8、碳质灰岩，拱顶左侧有一处溶洞，沿洞身纵向发育，溶洞内夹有泥土连续坍塌，由于连续大雨的影响，现溶洞顶山体已塌陷，塌陷区域呈椭圆形范围;前方ZK8+861-ZK8+890段为偏压溶洞区。（1）ZK8+861-ZK8+890段由原设计支护类型FS5c，其中I18工字钢间距为0.6m变更为I18工字钢间距为0.4m，初期支护按照FS5c变更间距支护形式进行施工;（2）洞口长管棚已被塌方破坏，从ZK8+857处开始超前钻孔探明前面围岩情况，并根据探明的情况在溶洞区的拱部采取89*6mm短管棚进行超前支护;（3）将初期支护原设计22mm的砂浆锚杆和锁脚锚杆改为50*5mm的注浆小导管，环向间距不变;（4）

9、在ZK8+857-ZK8+890偏压浅埋段开挖线拱顶上部2米处地表线横向斜向下3角打一排间距2米的108*6mm长管棚，如果遇到薄弱地层再对长管棚进行加排加密处理，长度至隧道右侧边开挖线;（5）在ZK8+857-ZK8+890偏压浅埋段，隧道中线右侧拱部上每榀工字钢增加两根长9米89*6mm的锁脚管棚，防止偏压影响。（6）地表塌陷区设置沉降观测点，定期观测地表的沉降情况。4.突泥涌水处理措施 对隧道岩溶段地下水的处理原则是宜疏不宜堵.为防岩溶水的突泥涌水，施工中采取超前探孔，预备足够的抽水设备，顺坡施工隧道作业面设置两侧排水沟进行施工排水，确保施工安全。复杂情况下应采取截、堵、排、综合治水的措

10、施，堵水时，只能改变水流方向。工程实例1：严岭二号隧道进口左洞开挖至ZK8+925.8处，掌子面围岩为中风化灰岩夹碳质岩，岩体破碎，自稳能力较差，拱部出现石块塌落，岩缝夹杂泥土;在掌子面左侧拱脚和中部轴线、右侧拱部出现大股涌水，水流很急。处理方案1：ZK8+925.8ZK8+930段由原设计FS5b变更为FS5c，按照FS5c复合式衬砌形式进行施工;掌子面拱脚处增加5个纵向排水孔，增加2道110mm环向透水管，确保排水通畅，保证隧道施工安全。设计图纸前方为溶岩发育地带，施工过程中采取短进尺、增加超前探孔，出现围岩变化，及时到现场确定方案后再进行施工。工程实例2：严岭二号隧道右线进口掘进时出现涌

11、水，导致距隧道距离约300米处的一座水库水位下降至干涸，影响了当地村民的饮用水及灌溉水等问题。处理方案2：对隧道内YK9+652-YK9+700段采用长5m50*6mm注浆小导管注浆堵水，间距2m*2m梅花形布置，采用双浆液注浆（水泥+水玻璃）。涌水量较大浅部注浆困难时，为了保证注浆质量，采用长10m108mm钢管引流泄压，全部注浆完成后，再对该孔注浆。 考虑到注浆完成后水头压力过大，保留适量的排水量，在涌水点处采用108mm钢管用于排气及排水。5.规模较大溶洞的处理措施 5.1暗沟排水 隧道穿过无填充的空溶洞，顶部常有水流下，沿溶洞水流通道由消水洞自排出。为不致因修建隧道后阻塞水流道路，在隧

12、底修建石砌暗沟使溶洞水通过暗沟仍沿原有通路由消水洞自行排出。5.2涵洞、泄水洞排水 当溶洞自行排水通道不畅，地下水又很发育，不足以排除溶洞涌水时;为不使溶洞地下水危及隧道安全，在溶洞底设置涵洞和泄水洞系统排水.为引水汇排，对岩层进行了钻孔引水，隧道边墙及泄水洞相应地段预留泄水孔洞，以利引水，集中汇水后由泄水洞排除。5.3渗沟、铺砌排水 为保障水流畅通，隧底溶洞水流通道采用渗沟排水，明洞顶铺砌排水，将水引入溶洞另一侧，由溶洞自行排走。7.总结 岩溶地质下隧道出现溶洞、突泥涌水等现象非常普遍，施工过程中只有认真做好超前地质预报，了解岩溶发育的的规律特点，在遇到不同的岩溶构造采取不同的处理措施，才能切实保证岩溶隧道施工的安全与质量。