隧道岩溶处理技术

[摘 要]在地下工程中，尤其是隧道工程，不可避免会遇到许许多多复杂的不良地质，从而引发了许多工程事故。其中，不良地质中，岩溶地质是地下工程中最常见，也是最难处理的地质之一。因为它具有很强的隐蔽性，一般需要借助仪器才能确定大置以及溶岩类型和规模；并且，由于其极易发生突泥和涌水，给在岩溶地质中的施工带来了极大的影响，不仅仅会破坏施工设施，影响工程进度，严重时，还有可能危及到施工人员的安全。本文从岩溶的分布，岩溶的形成条件以及隧道溶洞的处理做出介绍。

[关键词]隧道 岩溶 超前预报

中图分类号：TG502.13 文献标识码：TG 文章编号：1009914X（2013）34032501

前言：地球上约有15%的地形是喀斯特岩溶地貌，并且我国是世界上岩溶分布最广的国家，随着，我国社会经济实力的逐步增强，我国在基础建设上的投资力度也是逐年在增加。可以说是我国正处在一个大兴土木的时期，港口的建立，大桥的架立，高速路的新建和扩建，隧道的一座座通车，都显示着我国的经济实力和综合国力的增强。尤其在道路隧道的修建，可以说是主力军，近十多年，随着西部大开发的实行，我国西部的土木建设更是占很大的比重。但是，众所周知，我国西部的地质条件较为复杂，多为山区和丘陵地带，所以在西部地遇到岩溶等复杂难以处理的工程困难也是不可避免的。岩溶地质本来就是“活着”的，本身受到水文条件和地质条件的影响，再加上人为外部施工对岩体的多次扰动，故这内因和外因的综合因素使得在隧道开挖时遇到岩溶性质的工程难题是必然的，岩溶主要表现为突然突泥，涌水，使掌子面破坏，地板塌陷，顶板岩溶的填充物陷落冒顶等问题，正因为岩溶地质有这样一些工程的特点，所以，由岩溶引起的工程事故也是影响很大的，不仅仅破坏施工设施，影响工程进度，严重时，还有可能危及到施工人员的安全。但是，只要我们在岩溶地质地区进行仔细的勘察，并结合超前预报仪器对前方的地质进行预报，然后采取科学合理的加固和开挖方式，都可以将工程事故的风险降到最低。例如，2002年 渝怀铁路圆梁山隧道9・10涌突水灾害、2006年1月21日宜万铁路马鹿箐隧道涌突水灾害、2008年宜万铁路野山关隧道及大支坪隧道涌突水灾害等因采用超前预报进而弄清隧道溶洞的形状，大小，类型并且采用有效的预警系统和科学合理的施工方法才高效率，低风险的完成该地区的隧道工程作业。

1.岩溶的意义及形成条件

岩溶是可溶性地层，例如：石灰岩、白云质灰岩、岩盐等在活动水（该水要参与水循环）的反复作用下，逐渐被水侵蚀，并且被水流带走，从而留下空穴、洼地的现象。因此要形成岩溶必须要具备内因和外因两个条件，内因就是岩体的物理性质，就是岩石必须能够在水的长期作用下发生溶解、分解。外因包括水和岩体的构造性质两部分。水也是岩溶形成的必要条件，其中水必须是活动的，才能将岩体溶解后运出去，新的循环水又进入，并进行新一轮的侵蚀；岩体的构造性质主要是影响岩溶的发育进程和规模，经过大量岩溶地质的调查发现可以知道向斜构造比背斜构造岩溶发育强烈，向斜构造的核部岩溶发育比两翼强烈，背斜构造的两翼比核部岩溶发育要强烈。

2.在隧道中岩溶地质的处理

在隧道施工中，遇到岩溶地质时，首先要确定溶洞区域的位置，溶洞的大小，类型（是否会引起突泥、涌水等灾害），然后采取相应的施工措施对溶洞进行正确地处理。

2.1.当溶洞属于已经停止发育并且无突泥和涌水的可能，溶洞没有水以及其他填充物时，一般溶洞规模较小时，可根据其与隧道的相交位置及其填充情况，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，；当溶洞规模较大时，一般采用加强隧道顶部的构造，并且设置缓冲层的方式，可以降低成本。

2.2当岩溶地区遇到暗河或者溶洞有水时，最佳的方法就是排出，宜排不宜堵。首先要清楚的了解该地区的水文地质情况，查明水源流向及其与隧道的位置关系。然后采用涵洞，暗管，附属坑道将水排除洞外。

2.3当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时，可加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过。顶部有溶洞时要注意对隧道顶部结构进行加强并且用材料进行密室回填。

2.4当隧道在遇到较大并且较难处理的岩溶地质区域时，可以采用迂回道坑法，绕过该区域，继续进行隧道施工，并同时对岩溶地区的隧道进行技术研究，寻找解决的方法，尽量不要延误工期。

总体说来就是要：遵循采取以疏为住、堵排结合、因地制宜、综合治理的原则。“堵排结合”是治水的基本方法。在保证掌子面稳定，拥有良好的工作环境下，并且注意对周边环境的影响来选取适当的措施。

3.综合超前预报技术的应用

隧道超前地质预报是隧道信息化施工的重要组成部分，是保障隧道安全施工的重要环节，尤其实在确定掌子面前方的地质情况，为接下来的隧道施工提供依据。目前，在对隧道进行超前地质预报有很多种方法，常用的地质预报方法分为两大类：地质分析法和地球物理法。对于较为复杂的地质需要结合许多中超前预报的技术方法来进行综合的超前预报，因此，在以后的隧道工程中综合超强预报将会被运用。

结论：隧道施工难以避免的会遇到岩溶等地质灾害，首先我们应该对掌子面前方进行超前预报，以确定采取哪种措施进行处理，以保证良好的施工环境和施工人员的安全，使隧道施工进度加快，工程成本降低，安全性提高，并提前做好跨越岩溶溶洞的应急预案，防止大面积塌方和涌水的发生。

参考文献

【1】李术才，《高风险岩溶地区隧道施工地质灾害综合预报预警关键技术研究》

【2】覃仁辉，王成《隧道工程》

【3】覃志明，《浅谈公路隧道施工岩洞及涌水突泥处理》

【4】李治国，《隧道岩溶处理技术》

作者简介

秦磊（1992.04-），男，重庆丰都人，郑州大学水利与环境学院本科生，道路桥梁与渡河工程专业.

李宗艺（1992.12-），男，河南商丘人，郑州大学水利与环境学院本科生，道路桥梁与渡河工程专业.