隧道隱伏溶洞超前預(yù)報(bào)與治理技術(shù)研究

廖友洪

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

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隧道隱伏溶洞超前預(yù)報(bào)與治理技術(shù)研究

廖友洪

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

針對(duì)巖溶地區(qū)隧道工程建設(shè)中存在的隱伏溶洞問(wèn)題，提出相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)，得出隧道隱伏溶洞有效治理對(duì)于提升工程施工與運(yùn)營(yíng)安全意義重大的結(jié)論，旨在為交通事業(yè)的不斷發(fā)展提供可靠的依據(jù)。

隧道工程；隱伏溶洞；超前預(yù)報(bào)；治理技術(shù)

1 隧道隱伏溶洞治理原則分析

對(duì)于巖溶隧道工程，其具有相對(duì)較高的復(fù)雜性、風(fēng)險(xiǎn)性與隱蔽性，所以巖溶治理技術(shù)必須充分結(jié)合巖溶的實(shí)際發(fā)育情況與施工現(xiàn)場(chǎng)，以此選取出最為科學(xué)合理的措施和方案。單從溶洞治理基本原則進(jìn)行分析，施工中應(yīng)嚴(yán)格遵循“引排、堵漏、跨越、繞開(kāi)”等治理原則。在治理溶洞的早期，大多情況下會(huì)使用引排的策略，即為在合適的位置修建泄水洞等設(shè)施，及時(shí)排除地下水，阻止溶洞進(jìn)一步發(fā)育。但是這種治理方法會(huì)對(duì)隧道的后期運(yùn)行帶來(lái)一定安全隱患?；诖耍殡S相關(guān)研究的不斷深入，相關(guān)研究人員提出了“以堵漏為核心、充分結(jié)合排堵措施、因地制宜與綜合防治”的思想，從而在更高層面上保證施工質(zhì)量，確保隧道施工與運(yùn)營(yíng)安全。

2 隧道隱伏溶洞治理技術(shù)

隧道隱伏溶洞治理技術(shù)有許多種，在實(shí)際情況中應(yīng)根據(jù)溶洞的具體位置、尺寸、充填情況等進(jìn)行判斷，以采取最佳的治理技術(shù)。

2.1 無(wú)充填溶洞治理技術(shù)

針對(duì)無(wú)充填的小規(guī)模隧道溶洞，應(yīng)先采取相應(yīng)的技術(shù)措施對(duì)溶洞實(shí)際發(fā)育位置與尺寸進(jìn)行探測(cè)，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用填堵的策略。而如果溶洞的規(guī)模較大，且無(wú)法采用填堵的策略，則需使用跨越的方法實(shí)施治理。

2.2 充填溶洞治理技術(shù)

2.2.1 小規(guī)模充填溶洞治理

(1)拱腰上方溶洞治理

通過(guò)對(duì)溶洞現(xiàn)場(chǎng)的多次試驗(yàn)和驗(yàn)證，針對(duì)拱腰上方的小規(guī)模溶洞(溶洞發(fā)育范圍在6 m以?xún)?nèi))，應(yīng)采用超前支護(hù)的方法，如小導(dǎo)管與中管棚等，可保證治理措施的有效性。

(2)仰拱底端溶洞治理

實(shí)踐表明，仰拱底端存在溶洞會(huì)對(duì)高速鐵路隧道的運(yùn)營(yíng)安全造成影響，如果處理不及時(shí)或不到位，將造成翻漿、冒泥等實(shí)際問(wèn)題，因此必須對(duì)此引起足夠的重視，治理要深入到位，采取多次試驗(yàn)等方法，保證治理效果。

①溶洞處在仰拱底端6 m的區(qū)域內(nèi)，針對(duì)這種情況最為常用的治理方法為挖除換填，同時(shí)使用和仰拱處完全相同的混凝土進(jìn)行回填。比如按照常規(guī)的方法使用小導(dǎo)管注漿以及鋼管樁處理，均無(wú)法起到良好的處理效果時(shí)，巖石的自身剛性和充填物容易造成不均勻沉降問(wèn)題。

②溶洞處在仰拱底端6～30 m區(qū)域內(nèi)，此時(shí)溶洞大多被巖石包裹，與仰拱的底端存在約6 m左右的距離，此時(shí)應(yīng)使用鋼管注漿法進(jìn)行處理。

2.2.2 大規(guī)模充填溶洞治理

(1)拱部溶洞治理

對(duì)于隧道拱部大規(guī)模充填溶洞，建議采取“大管棚結(jié)合大外插角小導(dǎo)管”的方法實(shí)施治理，此治理方案主要運(yùn)用注漿對(duì)溶洞當(dāng)中的充填物實(shí)施支護(hù)與固結(jié)，以此防止開(kāi)挖時(shí)有部分充填物滑出，從而提高隧道施工的安全性與穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多處溶洞的有效治理，很好的驗(yàn)證了此治理方法的作用，發(fā)揮出實(shí)用性高、安全性突出的效果。

(2)穿越串珠溶洞治理

對(duì)于穿越串珠型溶洞，相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)研究提出了“大管棚結(jié)合大外插角小導(dǎo)管結(jié)合雙層型鋼鋼架結(jié)合周邊徑向注漿”的治理方案，此方案選用大管棚錨固溶洞，再采取注漿法處理塌方問(wèn)題。初級(jí)支護(hù)主要使用雙層型鋼鋼架處理施工中存在的失穩(wěn)等問(wèn)題；初級(jí)支護(hù)完成以后，對(duì)溶洞周?chē)M(jìn)行徑向注漿處理，以此對(duì)充填物進(jìn)行固結(jié)，形成一個(gè)十分堅(jiān)固的外殼，達(dá)到提升圍巖穩(wěn)定性能的作用。

(3)富水溶洞治理

富水溶洞普遍具有流塑狀特點(diǎn)，對(duì)于規(guī)模較大的富水溶洞，建議運(yùn)用超前注漿的方法進(jìn)行治理。這種治理方法主要是對(duì)前方土體實(shí)施加固，并在開(kāi)挖的工作面形成一個(gè)隔水帷幕，預(yù)防地下水不斷滲流，從而防止突水等災(zāi)害的出現(xiàn)。除此之外，還能對(duì)圍巖起到一定固結(jié)作用，使得周?chē)坞x的軟塑粘土等形成整體，為施工安全提供保障。

(4)隧道底端溶洞治理

對(duì)于隧道底端的溶洞，最為合理且有效的治理方案為微型樁支承和地層改良，其中地層改良是指采用鋼管樁對(duì)基底實(shí)施治理，這兩種方法具有施工簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)襯砌造成影響等優(yōu)勢(shì)，具有相對(duì)較高的使用價(jià)值。

(5)從溶洞中心穿越

這種溶洞的治理難度較大，因?yàn)樗淼赖闹苓叾继幵谔畛鋮^(qū)域內(nèi)，施工中需要處理三個(gè)問(wèn)題，其一為探測(cè)拱部與基底溶洞的實(shí)際發(fā)展情況，進(jìn)而優(yōu)化選取加固方案；其二為在開(kāi)挖時(shí)保證拱部可靠性和穩(wěn)定性，提升整個(gè)施工過(guò)程的安全性；其三為保證隧道底端平穩(wěn)性，以便將工后沉降控制在規(guī)范的限度之內(nèi)。常用的治理方案為“大管棚結(jié)合雙層鋼架，以臨時(shí)支撐為基礎(chǔ)進(jìn)行套拱襯砌”，而基底的加固方案主要為“鉆孔樁結(jié)合筏板”，其中，鉆孔樁的直徑應(yīng)得到嚴(yán)格控制，通常為1.25 m左右。

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[2] 李宇翔,田俊,張文東,等. 溶洞隧道的超前預(yù)報(bào)與治理措施分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2012,(14):15-19.

[3] 李術(shù)才,李樹(shù)忱,張慶松,等. 巖溶裂隙水與不良地質(zhì)情況超前預(yù)報(bào)研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007,(18):217-225.

2016-05-23

廖友洪(1984-)，男，貴州人，工程師，研究方向:項(xiàng)目管理。

U457

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1008-3383(2016)07-0142-01