周晋

（中铁十四局集团建筑工程有限公司，济南250000）

1 引言

随着我国经济发展，西南地区铁路网建设进入高速发展时期，隧道成为山区铁路必不可少的选择。在岩溶隧道施工中采取何种方案安全、快速地处理溶洞，提高岩溶隧道施工技术水平，成为一项关键技术。本文结合工程实例介绍了在新建黔张常铁路施工过程中各种溶洞的处理方案。

2 工程概况

新建黔江至张家界至常德铁路位于湘西北、鄂西南和渝东南交界地带，线路自渝怀铁路黔江站引出东行，通过区地形起伏较大，山势陡峻，呈峡谷地貌景观。隧道总长8.65km，均为I级铁路双线隧道。隧址区各种岩溶形态发育不规律，施工中遇到溶洞、溶腔（槽）等风险较大。

3 溶洞处理措施

隧道施工过程中揭示多处溶洞，均无长流水，根据溶洞形态、与隧道结构相对位置采取了以下不同方案处理，取得良好的效果[1]。

3.1 拱顶、侧壁无充填溶洞处理

DIK55+860掌子面从左到右揭示有2处溶洞，掌子面左侧拱腰揭示溶腔纵向长约5m、结构外宽约6m，拱顶以上高约2m，洞顶有线状滴水；右侧拱腰揭示的溶腔宽约2～7m、拱顶以上高约3m，延伸至结构外7m，向下深约20m，局部滴水。针对该处溶洞采取以下处理措施：

1）对掌子面左侧溶腔采取C20（混凝土强度等级）混凝土分层回填，岩溶洞洞壁设置1根φ200mm打孔波纹管，波纹管采用土工布包裹，管口接入隧道侧沟。

2）右侧溶洞基底采用C20混凝土回填密实，回填至内轨顶以下1m；内轨顶以下1m以上位置，在隧道轮廓线以外3m做混凝土挡墙，挡墙顶高于拱顶2m；沿洞壁设置3根φ200mm打孔波纹管，波纹管采用土工布包裹，管口接入隧道侧沟，如图1所示。

3.2 贯通地表与基底无充填溶洞处理

DIK55+125上台阶掌子面左右侧各揭示一竖向发育溶洞，如图2所示，该溶洞从DK55+128开始发育，沿洞身往小里程延伸至DK55+ll0段继续发育，呈底部相连通的2个竖向发育的近椭圆状溶洞，均无充填，局部洞壁及洞顶有滴水。其中右侧溶洞自拱顶开始竖向发育，横向宽约11m，已出线路右侧边墙结构范围2m，竖向深度大于30m；左侧溶洞自地表竖向发育，与地表落水洞相连通，横向宽约6m，隧底以下发育深度大于30m。经地面调查发现，该掌子面里程附近地表竖向发育3个近圆状落水洞，直径为1～25m，经测距仪测量最深为86m，其中有1处落水洞直接与隧道洞身右侧溶洞相连。针对该处溶洞采取以下处理措施：

图1 回填处理示意图

1）基底以下5m范围内溶洞采用C20片石混凝土回填，其余采用洞砟回填。

2）拱顶以上溶腔设2m厚C20混凝土护拱并在护拱以上设置3m的废旧轮胎缓冲层；沿溶洞竖向布置2根φ400mm打孔波纹管作为排水通道，管口及管身包裹土工布，波纹管一端高于缓冲层顶面50cm，另一端引入溶洞底。

3）溶洞地表落水洞口边界以外1m沿洞口施做一圈I25钢围檩，并在其上沿横向（短边方向）设置I25型钢横梁间距50cm，纵向采用φ22mm连接钢筋连接，间距100cm，型钢及连接钢筋表面涂两层防锈漆，在型钢上敷设一层φ16mm钢筋网，网格间距25cm×25cm。吊装底模板现浇30cm厚C25混凝土板。

4）DIK55+110～DIK55+132段基底上部采用梁+板跨通过，DIK55+120掌子面处120°增设φ89mm×12m中管棚，如图3所示。

5）DIK55+120～DIK55+110段上、中台阶拱脚连接处沿纵向增设两根I20工字钢纵粱，上、中台阶拱脚处增设两根φ89mm锁脚锚管，深入基岩不小于4m。

3.3 基底裂隙型岩溶处理

DIK51+416～DIK51+467段上、下台阶开挖过程中揭示多处大小不一的封闭型半/无充填型小型溶腔，底部均以溶隙形态继续向下延伸。根据探孔结果，DIK51+416～DIK51+467段基底当前开挖面（高程：796.76m）以下约14.3m范围内节理裂隙发育，岩体破碎，岩溶发育，其中 2.7～14.3m（高程：794.06～782.46m）范围内岩溶形态多为大型溶隙，局部为溶腔，规模一般为0.2～1.0m，揭示最大规模为3.3m，以无充填为主，局部为黏性土半充填，且局部灰岩岩溶化极严重，钻进过程有卡钻现象，14.3m（高程：782.46m）以下岩体较完整，岩溶弱发育[2]。针对该处基底裂隙型岩溶采取以下处理措施：

1）DIK51+416～DIK51+467段采用φ89mm钢花管注M10（砂浆强度等级）水泥砂浆，复注水泥浆，钢花管间距2.25m，梅花形布置，钢花管深入溶隙底以下1m。钢花管管壁预留φ10mm注浆孔，间距1.5m梅花形布置。

2）注浆采用“先周边、后中间”原则，防止漏浆。钻孔过程中遇到较大溶腔，先用M10水泥砂浆回填密实，后注水泥浆。

3）注浆终压2.0MPa，注浆达终压后稳压10min，且注浆速度不大于10L/min，方可结束注浆。

图2 现场溶洞形态

图3 梁板跨越处理示意图

3.4 岩溶隧道施工注意事项

岩溶隧道施工注意事项包括：（1）岩溶隧道施工应将超前地质预报纳入工序管理，地质雷达、TSP等物探技术结合超前水平钻、加深炮孔等尽可能准确探出溶洞发育形态、大小、位置、是否有水，根据预报结果决定是否揭示，做到“不探明、不开挖”。（2）加强洞内监控量测，对洞内围岩拱顶沉降、水平收敛、初支变形及溶腔稳定性进行实时监控，预防施工处理过程中安全事故的发生。（3）溶腔处理过程中必须对原有过水通道进行保留，不得堵塞。

4 结语

通过以上所述类似处理措施，施工过程中所揭示溶洞均得以安全、快速处理，未产生质量缺陷问题。岩溶发育千变万化且具有不可预知性，本文所述仅为部分岩溶存在形式，针对不同的岩溶问题，需要在施工中进行更多的总结提高。