余海

摘要： 隧道溶洞水处理是隧道溶洞处理关键技术，采取的措施根据不同形态的溶洞及水文情况，需要采取不同的措施，或引排，或封堵，或结构跨越方式处理。

Abstract： The water treatment of tunnel karst caves is the key technology. Different measures including cited row， or plugging， or structure crossing mode processing are taken according to different forms of karst caves and hydrological situation.

关键词： 隧道；溶洞；水

Key words： tunnel；karst cave；water

中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0117-02

0 引言

岩溶地区隧道施工，常遇到地下溶洞，这些溶洞形态各异，有水、填充等状态各不相同，但是有水溶洞对隧道的危害是巨大的，因此我们要根据不同的水文状态，溶洞与线位关系制定不同的处理措施。

1 溶洞与线位关系

溶洞通过与隧道断面关系主要有：溶腔通道在隧道旁边通过、溶腔通道横穿隧道断面、溶腔通道在隧道顶部、溶腔通道在隧道底部。

2 水文状态分析

溶洞在开挖揭示季节不尽相同，开挖揭示时水量不一定具有代表性，通常需要进行一个水文年观测，摸清岩溶水与地表、降雨间的相互关系。溶洞根据水文发育情况分有水溶洞和无水溶洞，有水溶洞又分地下裂隙水和与地面贯通的地表汇水。根据不同的水量及流速需要采取不同的措施。

3 处理措施

隧道防排水设计，对于地下水发育的岩溶隧道，需采取“以堵为主，限量排放”原则，应尽可能维持原有地下水系统，排放地下水时，应随时检查水压力。当前水量较小时，可采取“以排为主，排堵结合”的原则。遇到富水溶洞，可采取结构物跨越等方式处理。

遭遇超大溶洞，一般会采取迂回通过，给溶洞处理、水文观测等留下了足够时间，通常需要进行一个水文年摸清水文关系，根据流量、形态决定措施强弱。

3.1 裂隙水，水量较小 当隧道遇到岩层裂隙水，岩溶通道没有与地表汇水直接贯通，这种溶洞通常较小，仅有小型溶腔。水量较小、较分散，可以采取以堵为主的方式处理；存在小型溶腔，水流较为集中，水流在隧道不同位置均可以采取增设透水盲管方式，将溶洞水引至隧道中心水沟，保持水的自然渗流。盲管数量根据水量大小，预留足够富裕量设置。

3.2 裂隙水，水量较大 开挖过程中，只有小型溶腔，溶洞内无风、迁移性泥沙等与地表有连通的显著痕迹。一般地下水较发育，溶洞产生较新。但是隧道通过后，原水路一般发生了变化，根据溶腔走向不同，采取不同的措施：

①溶洞横穿隧道顶部：可以在溶洞内增设排水沟槽，将水流引出隧道范围，可以有效避免长期水流冲刷，影响隧道结构安全。同时对水路进行封堵，水量较大时，还可以减低水对隧道的压力，降低结构破坏的风险。

②溶洞横穿隧道洞身范围：这种通过方式处理最为麻烦，如果处理不当，后期问题较多。裂隙水一般受地表降雨有一点变化，如果补给过快，超过消水能力，结构背后积水，对隧道衬砌结构危害较大。遇到这种类型溶洞水，尽量采取引排的方式处理。横穿洞身并且水量较大的溶洞，如果中心水沟不能满足流量要求，出水口标高又较高时，必须另外设置泄水洞处理。如果采用顶部跨越方式，会造成洞身背后水压力过大，对结构安全造成隐患。出水口水位较低，低于隧道仰拱，可以采用桥、涵方式跨越。

③溶洞在隧道底部：当溶洞在隧道底部通过时，处理方式相对比较明确，主要采取跨越的方式通过。但需要对隧道两侧流水面进行处理，避免长时间冲刷，造成结构物被掏空，造成坍塌等病害。

3.3 地下暗河，水量较小 地下暗河，一般存在较大型溶腔，这种溶洞，一般形成时间较长。水量较小，分几种情况，暗河走向发生变化，在隧道通过位置仅存在历史上形成的腔体，或者水源补给发生变化，造成当前水量较小。这种类型的溶洞首先需要判明出水口是否畅通，是否存在被堵塞的问题。同时找寻暗河上游进水口，如有可能对进水口进行封堵，同时对出水口进行疏浚，加固处理，确保出水口不会被堵塞。正洞处理方式可以采取文中“3.1裂隙水，水量较小”相同的措施处理。

3.4 地下暗河，水量较大 地下暗河水量较大，一般可以找寻到水源位置，分析水源是否能封堵或者改变流向，如果能够改变流向或者封堵，采取措施后，根据水量大小可以采取文中“3.1裂隙水，水量较小”相同的措施处理。如果不能封堵或者改变流向，这种时候只能采取引排的方式处理或者采取文中“3.2裂隙水，水量较大”所介绍的措施处理。

4 工程实例

4.1 实例概况 某西南地区铁路隧道，全长2770m，隧道进口里程D2K170+160，出口端里程为D2K172+930。隧址区属中山峡谷地貌，最高点高程1140m，最低点966m，相对高差174m，隧道从山中下部穿越，洞轴向走向程南北向。隧址区位于鼎山城向斜西翼，有肖家田断层穿越隧址区；隧道穿越地层岩性大部为志留系下统石牛栏组泥灰岩；地下水类型为：第四系松散巖类孔隙潜水和碎屑岩岩类夹碳酸盐岩裂隙溶洞水两大类。

4.2 地下暗河揭示情况 隧道进口工区掌子面施工至D2K171+320处左侧拱顶揭示岩溶空腔，进入洞内踏勘测量判定，此处为一处地下暗河，河道宽度2-10m不等，高度3-25m，局部存在坍塌，人员通过困难，经过进一步开挖揭示，该处暗河五处与正洞交叉，其中三处与正洞拱顶相交，两处在拱顶以上约3-10m，来水方向在线路左侧，经过五次来回穿越正洞后，从线路右侧排出。经过测量，暗河底部标高并不完全呈规律变化，小型支洞较多，局部隧道断面占据暗河河床，隧道施工后，将会抬升河床标高，改变流水通道走向。（如图1，图2）

该处溶洞开挖揭示正值枯水季节，揭示初期水量较小。但是经过洞内形态勘察，底部有较高冲刷痕迹，表面沉积物以粗颗粒为主，但是当前水量较小，判定该处溶洞季节性水量变化大；洞内冲积物存在药瓶等物品，判定该处暗河与地表连通；通过地表进一步踏勘，在线路小里程D2K170+100左侧约400m山腰处发现“天坑”，汇水面积约213000m2，但是该处没有其他大型补给水源；大里程D2K171+550线路右侧约90m处有岩溶大泉出水点，测量显示出水点标高低于隧道仰拱标高约3m，随着正洞开挖揭示，该处出水点水量逐渐减小直至无明显出水。

从开挖揭示情况分析，该处水量不能以开挖揭示水量确定处理措施，因此对该处暗河进行一个雨季观测后确定处理方案。经过一个雨季流量观測，该处暗河雨季最大流量为74000m3/d，隧道原设计排水结构已经不能满足消水需求。

4.3 处理措施 经过对该处暗河整体分析，该处暗河大致分为两段，以D2K171+320为界，确定采用“截、引、堵”相结合的措施进行处理。基本思路为：线路左侧增设积水囊道，横向设置泄水洞排出洞外，局部封堵。如图3。

4.3.1 “截” 从前文分析，该处暗河来水方向在线路左侧，径流较集中，季节性水量变化大，局部流水通道堵塞，因此，采用堵的方式已经不能解决问题。基于暗河形态，在线路左侧设置积水囊道，于D2K171+280处截断原暗河通道至积水囊道中，在D2K171+350处设置横向泄水洞，将积水囊道径流直接引出洞外。

4.3.2 “引” D2K171+280往小里程端虽然在隧道顶部穿越，但是，该段岩层缓倾，岩层完整性好，因此对于小里程段暗河通道采用疏引方式，低洼地带清理后采用混凝土回填，对局部松散易坍塌段落进行清理，并挂网喷浆防护处理。大里程段支洞较多，主要径流通道已于D2K171+280处截流，在大里程段D2K171+360左侧处增设联络通道，将暗河通道与积水囊道连通，其余不能准确确认溶隙位置的部位，采用在囊道内侧横向打孔的方式引排裂隙水及小股岩溶水。

4.3.3 “堵” 以上措施处理后，D2K171+330～D2K171+355右侧任然存在暗河通道，在D2K171+330左侧暗河通道口设置封堵墙，避免暗河径流继续汇流至隧道顶部，D2K171+330～D2K171+355线路右侧存在部分低洼地带，采用混凝土回填，避免积水。

5 结语

岩溶地区修造隧道，经常遇到各类溶洞，水处理措施都不尽相同，但是只要遵循“能引不堵、宁强不弱”的原则，将会减少隧道溶洞后期病害，降低运营安全风险，同时也会减少溶洞处理的费用。

参考文献：

[1]黄鸿健，张明庆.宜万铁路隧道工程岩溶及岩溶水施工技术[A].现代隧道技术（增刊），2009.

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