高成林

1 工程概况

某隧道基岩为中低山区沟壑侵蚀剥蚀地貌。区内地势总体中部高，东西部低，山峦叠嶂，沟谷幽深，地形崎岖复杂，沟谷切割强烈。海拔标高一般在500m～800m之间，最大高差659.7m。该隧道所在地区属暖带大陆性气候，四季分明，年平均气温13.37℃，年降水量600mm左右，土壤最大冻结深度68 cm。隧道洞身附近水温在 9.77℃～14.97℃之间。本段地震动峰值加速度为 0.05g(6度)。隧道区域地层主要为奥陶系中统下马家沟组(02x)，奥陶系下统亮甲山组(01l)、冶里组(01y);寒武系上统凤山组(ε3f)、长山组(ε3c)、崮山组(ε3g)，寒武系中统张夏组(ε2z)、徐庄组(ε2x)，寒武系下统毛庄组(ε1mz)页岩。

孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层中，埋深 15m～80m。岩溶水年水位动态有明显的季节性变化规律，受大气降水系及地表水补给影响，地下水位随季节变化幅度较大。本区地下水对混凝土不具有腐蚀性。

2 岩溶地段施工工艺流程

该隧道存在岩溶地段。根据设计文件的地质资料、超前预报资料和现场实际，查明岩溶分布范围、类型情况(大小、有无水，溶洞是否在继续发育，以及其填充物)、岩层的稳定程度和地下水流情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增长)等，对岩溶裂隙地层强富水地段，采用注浆堵水，限量排放，分部开挖，及时封闭，衬砌紧跟，加强量测，注意安全。岩溶施工工艺流程图见图 1。

3 注浆堵水技术措施

采用综合超前地质预测与预报手段确定注浆地段，通过注浆封闭加固，提高岩体完整性使其成为具有一定承载能力的结构体，形成围岩注浆固结圈，以限制排水量，实现控制排放，并与喷锚支护一起共同保证施工期间洞室稳定及安全。

注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种形式。在注浆实施过程中，根据地质超前预报及揭示的地质信息，注浆工艺，注浆效果及浆液的可能性，结石强度，耐久性及注浆前、后承压，水量变化特征等注浆施工资料和相关科研阶段成果适时对注浆方式、注浆范围、注浆标准、注浆材料等予以调整。

4 溶洞处理技术措施

1)引排水。当暗河和溶洞有水流时，不得堵塞水流通道。查明水源流向及其与隧道位置的关系后，采用暗管、涵洞、小桥等设施，宣泄水流或开凿泄水洞引排。排水作业应考虑下列主要危险源、危害因素:a.富水软弱围岩，岩溶隧道突水、突泥;b.排水设备不足或损坏，排水能力不够;c.围岩松软地段，施工用水浸泡地基;d.洞口地表水渗漏及冲刷边仰坡;e.有水地段电缆线破损漏电;f.施工排出的水质不符合标准，污染环境。2)堵填。对已停止发育、跨径较小、无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置关系及其填充情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。拱部以上空洞采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。3)跨越。当溶洞较大较深时，采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上，必要时用圬工加固。隧道在不同的部位遇到溶洞的跨越措施:a.当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，则加深该侧的边墙基础通过。b.当隧道底部遇到较大溶洞并有水流时，在隧道底部以下砌筑浆砌片石支墙，支撑隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。c.当隧道边墙遇到较大、较深的溶洞时，在边墙或隧道底部以下筑拱跨越。d.当隧道中部及底部遇到深狭的溶洞时，加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过。4)绕行。施工中遇到一时难以解决处理的溶洞时，采取迂回导坑绕行溶洞区，继续隧道施工，再行处理溶洞。

5 施工安全注意事项

岩溶地段隧道施工应主要考虑以下危险源:1)专项施工技术方案不合理、开挖方法选择不当;2)超前地质预测、预报工作不到位，分析判断不准确;3)初期支护施作不及时，支护强度不足;4)量测数据失真，信息反馈不及时。岩溶地段隧道施工应特别注意以下事项:1)加强地质探测与预报。施工过程中必须进行综合详细的地质超前预报工作，调查清楚岩溶的大小和其他发育情况，根据其类型确定正确的处理方案。超前地质预报作业应注意下列主要危险源、危害因素:a.工作面坍塌;b.凿顶不彻底;c.高处作业台(支)架失稳、安全防护失效;d.突泥、突水。2)保证施工期间的安全。充分体现以人为本的理念，确保施工安全，在施工过程中，喷锚支护及开挖面应在无水压和低水压的状态下施工。在进入设计高水压地段之前，进一步加强工作面前方地质超前预测预报，施工中根据富水情况及水压大小，采用超前帷幕注浆或限量管道排放等手段降低工作面水压，并在开挖时严格遵循“短进尺、弱(不)爆破、早封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。3)保证隧道支护安全。施工中注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较高时，应设置施工防护排架或钢筋防护网。在溶蚀地段的爆破作业，应尽量做到多打眼，打浅眼，并控制药量。在溶洞充填体中掘进时，加强超前支护措施，必要时采取预注浆加固地层。溶洞未做出处理方案前，不要将弃碴随意倾填于溶洞中。采用高强度抗水压钢筋混凝土圆形衬砌，在该段不设盲沟和泄水孔，防水层全环铺设，并在衬砌两端设止水隔离带，使高压水安全封堵在衬砌之外。4)保证地表生态环境不受或少受影响。为防止隧道施工可能造成的地下水严重流失，导致生态环境遭到破坏，做好地表水、出水点的观测工作，必要时对地表进行处理。对暗河地段施工排水采用“以堵为主，限量排放”的原则，尽量维系岩溶暗河的既有通路，使地下水恢复到原有水位。

[1] 闵家瑞，王树辉.溶洞区铁路隧道工程问题探讨[J].山西建筑，2010，36(4):317-318.