某岩溶隧道溶洞处理措施探讨

某岩溶隧道溶洞处理措施探讨

摘 要:岩溶隧道施工中经常遇到充填及非充填溶洞,溶洞的出现对隧道的施工带来非常大的影响。为保证隧道施工的安全,隧道中溶洞的合理处置将会起到非常重要的作用。本文结合实际工程,对岩溶隧道充填及非充填溶洞的处理措施进行探讨,为相似工程的施工提供借鉴。

关键词:充填型溶洞;非充填型溶洞;岩溶隧道

0、引言

岩溶隧道修建过程中由于溶洞的存在而影响施工的进度,同时还会影响的施工的安全,因此在岩溶隧道修建过程中,往往会结合工程地质与超前预报分析隧道前方是否存在溶洞,存在的溶洞类型等等,确保隧道施工过程中最大限度的安全。通过工程地质和超前地质预报分析得到溶洞的类型后,对溶洞的合理处置也在很大程度上影响隧道的施工进度及施工安全,不同类型溶洞合理的处理措施将会加快隧道的施工进度和保证隧道的施工安全,因此,岩溶隧道溶洞处理措施的研究就显得尤为重要,而不同地质情况下,岩溶发育的溶洞性质不同,从而相应的处理措施也就千差万别,因此,结合实际工程,研究对应条件下岩溶隧道不同类型溶洞的处理措施,为类似地质条件下溶洞的处理提供参考[1-2]。

1、工程地质

隧道地处构造侵蚀溶蚀低山～丘陵地貌单元,在大地构造位置上属扬子准地台(上)黄陵小区,位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜南东翼,该背斜由核部晋宁花岗闪长岩-翼部震旦系、寒武系和白垩系地层组成的单斜构造,无次生级褶皱发生,区内并未发现大的断裂。总的来说,该区工程地质条件复杂,岩体较破碎,构造裂隙发育,岩溶发育,施工难度大。

2、溶洞类型及相应处理措施[3-5]

根据超前地质预报资料,确定岩溶规模大小,按岩溶工程地质及水文地质特征,对隧道工程施工中所遇到的岩溶进行分类得到,该岩溶隧道中溶洞主要包括洞穴型岩溶、管道型岩溶。

2.1、洞穴型岩溶

在岩溶隧道施工中,小型岩溶洞穴一般指发育规模小于50m3的干溶洞、充填型溶洞。溶洞充填物的特点是松软、含水量高、下沉量大、强度低、稳定性差,大多由泥砂及其混合物组成。

施工中,针对小型岩溶洞穴,应综合考虑岩溶洞穴的充填特征、所处位置和施工现状,以及方便现场施工等因素,制定相应的处理措施,如表1所示。

2.2、管道型岩溶

在岩溶隧道垂直循环带和水平循环带内,多发育岩溶管道,岩溶管道的处理应按充填物特征、水文地质特征,以及岩溶所处隧道的部位确定方案。

(1)无充填型岩溶管道

对于拱部、拱腰部发育的无充填型岩溶管道,经水文地质判断,将来不会有较大过水时,采取溶腔防护层、结构防护层、初支加强层、结构保护层、缓冲层和结构排水系统等综合措施治理,如图1所示。

Fig.1 Backfilling scheme of Karst conduit

(2)充填型岩溶管道

对于充填泥砂(水)型岩溶管道,应采取加强探测工作,探测过程中,对涌水量监测和涌出物观察,判断岩溶管道是以静储量为主,还是以动储量为主,确定岩溶管道的危害度,继而采取适宜的处理措施。

通过采取加强探测及监测工作,若确定岩溶管道规模不大,补给不强,并且岩溶管道填充物涌出后水质不断变清,水量不断减少至Q<50m3/h时,可采取“后处理”措施:

(a)采取爆破法揭示岩溶管道。

(b)对隧道开挖轮廓线外5m范围岩溶管道采用2mΦ22mm@(1m×1m)砂浆锚杆、Φ6mm@(20cm×20cm)钢筋网、8～10cm厚C20喷射混凝土进行锚网喷防护。

(c)对岩溶管道及其影响段采取钢架支护,间距1榀/0.5m。

(d)对开挖轮廓线外3～5m范围采用浆砌片石回填。

(e)根据水压力大小确定抗水压。

3、小结

通过该隧道监控量测的数据分析,目前该岩溶处围岩已经处于稳定,说明该岩

溶隧道洞穴型岩溶和管道型岩溶的处理措施是合理的。因此,这两种类型岩溶的处理措施为相应的工程提供一定的参考价值。

参考文献:

[1]踪敬良.新南岭隧道通过复杂岩溶地段处理方案研究[J].铁道勘测与设计,2009,1:58-61.

[2]傅中文,舒磊,谢卫民. 复杂地质条件下隧道施工中典型岩溶处理措施[J],山西建筑,2009,35(7):299-303.

[3]彭刚.大型岩溶隧道处理技术[J],山西建筑,2009,35(1):321-322.

[4]李杰,黄永红.隧道施工中几种典型岩溶的处理[J],铁道建筑技术,2002(z1):52-54.

[5]薛俊峰.龙麟宫隧道岩溶处理施工技术[J],铁道标准设计,2008,9:89-92.