概述巖溶對(duì)公路隧道的危害及施工處治對(duì)策

周 潔

（四川敘威高速公路有限責(zé)任公司， 四川 瀘州 646000）

公路隧道施工碰上巖溶地層，無(wú)疑會(huì)加重施工難度，溶洞與地下水的雙重影響，極大增加了公路隧道施工難度與建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，若預(yù)防措施不當(dāng)，將引發(fā)工程事故甚至地質(zhì)災(zāi)害。另外，巖溶地帶具有復(fù)雜的地質(zhì)，不同區(qū)域地質(zhì)不同，差異化較大且風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高，由此可見(jiàn)，在巖溶地帶的公路隧道施工中，最關(guān)鍵的工作便是巖溶隧道施工技術(shù)選擇。設(shè)計(jì)與建設(shè)巖溶地帶地層隧道，要以巖溶規(guī)模與類(lèi)別、溶洞圍巖穩(wěn)定情況等各種影響因素作為依據(jù)，對(duì)相應(yīng)處理措施作出綜合考慮。

1 巖溶與公路隧道工程之間的聯(lián)系

巖溶發(fā)育普遍成不規(guī)則狀態(tài)，巖溶與隧道關(guān)系基本呈三種類(lèi)型，分別為環(huán)繞型、相交型、嵌套型。當(dāng)關(guān)系為嵌套型的時(shí)候，若是具有較小的發(fā)育規(guī)模，并且在設(shè)計(jì)隧道時(shí)位于斷面位置，便可以忽略其影響。若具有較大的發(fā)育規(guī)模，并且設(shè)計(jì)隧道時(shí)需要穿過(guò)巖溶，便會(huì)增加施工難度，需以巖溶水發(fā)育狀態(tài)與填充物性質(zhì)為基礎(chǔ)，選擇合適處理方案。相交型巖溶所指溶洞位置與隧道位置產(chǎn)生相交，在隧道的周邊分布有溶洞，此時(shí)要采取相應(yīng)措施予以處理，避免產(chǎn)生不良影響導(dǎo)致施工質(zhì)量下降，造成安全隱患，當(dāng)處理妥當(dāng)之后方能開(kāi)工。環(huán)繞型巖溶主要是指公路隧道與巖溶之間并不存在相交，在隧道的周邊，普遍分布著溶洞。公路隧道工程施工受到巖溶影響的程度基本上取決于兩者之間的距離，巖溶穩(wěn)定性能與規(guī)模。

公路隧道工程受巖溶影響主要體現(xiàn)在溶洞坍塌、空洞、地表塌陷、溶洞填充物等等。若巖溶地層有公路隧道線(xiàn)路穿過(guò)，施工技術(shù)設(shè)計(jì)與處理環(huán)節(jié)將會(huì)面臨極大挑戰(zhàn)，此時(shí)要以工程實(shí)質(zhì)作為依據(jù)，分析工程現(xiàn)狀，科學(xué)分析解決方案并采取有效措施解決。

2 巖溶對(duì)公路隧道的危害

2.1 溶洞危害公路隧道

公路隧道建設(shè)遭遇溶洞，便會(huì)將其架空或者部分架空，將原有的隧道應(yīng)力分布情況作出改變，進(jìn)而集中局部應(yīng)力，較為容易造成公路隧道發(fā)生不穩(wěn)定或者坍落，對(duì)隧道的使用產(chǎn)生威脅。公路隧道出現(xiàn)坍落主要有三個(gè)因素。第一，人為造成振動(dòng)或者地震發(fā)生。第二，地下水活動(dòng)。第三，外力作用引發(fā)平衡破壞。

2.2 巖溶突水、突泥危害公路隧道

巖溶環(huán)境下的公路隧道，潛伏著突水和突泥的安全隱患，對(duì)公路隧道安全性產(chǎn)生極大威脅。高壓狀態(tài)下的突水突泥將會(huì)導(dǎo)致隧道被淹沒(méi)，對(duì)施工設(shè)備產(chǎn)生破壞，傷及人員，造成施工中斷。突水和突泥造成隧道覆土層發(fā)生效應(yīng)力以及水壓變化，同時(shí)將溶洞充填物與地表大量泥沙帶走，進(jìn)而造成地層的被沖刷后下沉，嚴(yán)重的情況下將會(huì)導(dǎo)致塌陷事故發(fā)生。

2.3 溶洞堆積物危害公路隧道

溶洞堆積物質(zhì)地較為松軟，所以會(huì)較為容易出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象。當(dāng)公路隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)震動(dòng)，將會(huì)對(duì)溶洞堆積物造成擾動(dòng)，進(jìn)而將原有的應(yīng)力狀態(tài)造成破壞。倘若原有的穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)破壞，將會(huì)造成坍落，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致施工人員發(fā)生傷亡，機(jī)械設(shè)備遭到破壞，造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)。

3 處理巖溶的原則

若是巖溶的溶洞較深或者較大的時(shí)候，在處理的時(shí)候，則不能直接運(yùn)用堵添的措施，倘若回填的地基土體具有較低的承載力時(shí)，將難以滿(mǎn)足隧道結(jié)構(gòu)承載的相關(guān)要求，此時(shí)在處理巖溶的時(shí)候，便可以利用橋梁結(jié)構(gòu)和拱結(jié)構(gòu)采取跨越設(shè)計(jì)，在具有較高穩(wěn)定性的巖層之上設(shè)置拱座與梁端。在必要的時(shí)候，也可以設(shè)置好相應(yīng)的灌注混凝土基礎(chǔ)，完成之后再采取加固的方式作出處理。假如公路隧道的線(xiàn)路需要穿過(guò)的溶洞特別大，在處理的時(shí)候便可以采取明洞結(jié)構(gòu)形式。假如具有合適的條件，在加固處理的時(shí)候還可以借助于錨索結(jié)構(gòu)連接隧道結(jié)構(gòu)與溶洞內(nèi)壁。

就已經(jīng)停止發(fā)育的溶洞或者是規(guī)模相對(duì)很小的溶洞，在封堵填充的時(shí)候可以利用干砌片石、漿砌片石和混凝土進(jìn)行。若是公路隧道必須要穿越巖溶地層的溶洞填充物地段時(shí)，需要以實(shí)際的地質(zhì)情況作為依據(jù)展開(kāi)勘查，并設(shè)計(jì)好相應(yīng)的方案。如果隧道結(jié)構(gòu)的底部位置巖溶填充地基不能夠滿(mǎn)足實(shí)際的承載需求，可以通過(guò)換填漿砌塊石和混凝土提升承載力。

4 巖溶公路隧道問(wèn)題處理措施

4.1 巖溶溶洞的處理措施

如果溶洞的位置在拱腰或者是拱頂上，最深的位置也不超過(guò)2m，可以先將內(nèi)部的填充物予以清理，沿著溶洞的周?chē)惭bΦ22 砂漿錨桿，將錨桿打入到巖體內(nèi)部的1m 位置即可。回填的時(shí)候可使用片石混凝土。如果溶洞額位置位于公路隧道的底部位置，可以先將內(nèi)部的填充物予以清理，填充的材料選用C15 混凝土。施工中發(fā)現(xiàn)在變強(qiáng)的位置有高度不超過(guò)3m 的溶洞出現(xiàn)，也應(yīng)該首先將填充物清除，回填的時(shí)候也可以利用片石，之后在距離隧道口的2m 位置之內(nèi)，運(yùn)用漿砌石進(jìn)行封堵，控制雜物不得侵入到初期支護(hù)中。

拱腰上部位置有大型溶洞的時(shí)候，需要將內(nèi)部的填充物清除干凈，沿著溶洞的周?chē)惭bΦ22 砂漿錨桿，錨桿的長(zhǎng)度為3m 即可。之后在將鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完成，規(guī)格為20cm×20cm，泄水軟管應(yīng)設(shè)置完成，規(guī)格為Φ10cm，回填利用C25 混凝土完成。倘若溶洞位于拱腰以上部位，并且難以清除干凈內(nèi)部填充物，在施工方案開(kāi)始之前開(kāi)展支護(hù)工作。

仰拱部位或者邊墻部位有大型溶洞，上部較窄時(shí)候，可運(yùn)用M7.5 漿砌片回填溶洞，使用C25 混凝土澆筑上方。與此同時(shí)，應(yīng)將Φ10cm 泄水軟管埋設(shè)到隧道底部。上部較寬時(shí)候，使用混凝土梁跨越或人孔挖孔樁，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的七成時(shí)，便對(duì)混凝土梁展開(kāi)澆筑，滿(mǎn)足于基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求。

4.2 巖溶水處理措施

實(shí)施公路隧道工程，若破壞巖溶水，當(dāng)溶洞處干枯狀態(tài)時(shí)或者溶洞內(nèi)部水量較少，需要對(duì)溶洞采取加固處理，以堵的思想進(jìn)行。都能夠溶洞內(nèi)部水量較大，那么不應(yīng)該以堵的思想進(jìn)行，可以利用排水溝或者排水管道進(jìn)行排水處理。實(shí)施公路隧道工程，若未破壞巖溶水，需加固處理通道位置。堅(jiān)決杜絕一味的排泄，否則將會(huì)破壞周邊環(huán)境。一般情況下，可以采取封堵和注漿的方式。掌子面突水，一般情況下會(huì)涌出大量的水源，此時(shí)則需要使用排水系統(tǒng)排水，排放到一定程度后再次采取注漿加固工程。

5 結(jié)束語(yǔ)

勘查公路隧道工程施工的巖溶階段，必須要細(xì)致入微。工程設(shè)計(jì)階段就要根據(jù)實(shí)際情況預(yù)提出加固措施，制定出具有可行性的解決方案。公路隧道施工過(guò)程中，需做好預(yù)測(cè)地質(zhì)和工程預(yù)報(bào)工作，制定完善應(yīng)急預(yù)案，始終堅(jiān)持工程施工原則，選取科學(xué)方案展開(kāi)施工。本文就巖溶與公路隧道工程之間的關(guān)系、巖溶對(duì)公路隧道的危害、處理巖溶的原則以及巖溶公路隧道問(wèn)題處理措施四個(gè)角度簡(jiǎn)要，希望能夠?yàn)閺V大工程人員提供參考。