岩溶隧道施工工艺

岩溶隧道施工工艺

一、工艺概述：

溶洞是岩溶现象的一种。它是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本呈水平方向延伸的通道。

岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。我国石灰岩分布极广，在这些地区修建隧道常会遇到溶洞，因此必须高度重视超前地质预报，及时了解前方围岩情况，以便在以后施工中可以灵活应对。

本施工段里程为DK166+360～DK168+860，设计主要为Ⅱ级围岩。根据设计方地质调查本施工段的不良地质主要为溶洞，洞内以前有流水，现以干涸，分析可能有暗河。在实际施工过程中发现溶洞多出现在Ⅱ级围岩当中，溶洞呈不规则发育，多为蜂窝式岩溶槽，呈不规则形状，类似于蜂窝的形式，溶洞内往往内侵蚀性水切割岩体形成不规则倒悬挂体，其中有一些溶沟、溶柱等其他几何形式的岩溶产物，钟乳石颜色多呈白色晶状体，易碎、无承载能力，在岩溶槽内有小范围渗水，在施工扰动的情况下容易脱落、掉块。也有部分岩溶洞内为大块岩体，切节理张开极不稳定，岩石被黄土夹层包围，溶洞表面附有结晶状钟乳石，而且溶洞与正常围岩呈明显断层，内部夹有粒径不等的碎石。岩溶槽大部分出现在隧道顶拱及两侧拱肩左右。

二、工作内容：

1、超前物探，必要时进行钻探；2、判断岩溶规模、分布状态、充填及赋水情况；3、

制定溶洞处理方案，如超前预注浆、钻孔排水等；4、洞穴处理。

三、施工准备：

1、岩溶隧道应编制切实可行的实时性施工组织设计。岩溶隧道应单独编制预防突水突泥，涌水和坍塌等地质灾害实施性施工组织设计，并制定包括技术、组织、安全、抢险、救护等技术组织措施。

2、岩溶隧道施工应把超前地质预测预报作为一道施工工序纳入整个施工中，设置突发性事件指挥中心，编制专项突发性事件应急救援预案。

3、加强安全技术培训，岩溶隧道施工前必须对职工进行安全生产教育和培训、保证从业人员具备必要的安全生产知识，掌握岩溶隧道施工突发性事件逃生知识。

4、要有一定的应急救援物资储备。

四、施工工艺：

隧道内岩溶洞处理方案一般有“引、堵、越、绕”四种。对于在本施工段出现的岩溶洞处理我们用以下方法处理。

1、首先用探孔或物探法作超前地质预报，探明溶洞位置及溶洞发育情况，及时施作施工应急预案，确保施工正常运行。当遇到岩溶洞穴时，应停止掌子面开挖，支护及时跟进，在围岩破碎地带应加强支护，确保施工安全后，方可用短进尺开挖。

2、采用新奥法原理施工，其支护和衬砌应予加强；一是尽早施作喷锚支护，二是喷锚

支护应尽快受力，三是增加钢筋网和钢架支撑，四是衬砌加厚或加钢筋、增大混凝土强度等级，这些都是为了保证工程质量和施工安全。在经过岩溶洞地段时，根据溶洞类型、发育情况、空洞大小实施相应的处理方法。

3、对于溶洞内有软弱填充物，如黄泥夹杂碎石时，先对岩层表面测量，如边墙处无法安装拱架，进行断面扩挖，一般为30cm，为立拱及加强支护的工作创造工作面。岩溶洞表面喷10cm厚C25砼进行早期封闭，同时制作支护用钢拱架，初期拱架支立本着少扰动围岩为原则，采用连接筋和临时支护固定。拱架分片固定安装就位，按先拱脚、再拱墙、最后拱顶的顺序支立，拱架各片间采用10mm厚钢板用M24螺栓连接牢固。

立拱架同时，沿拱架外缘支立钢模板，浇筑50cm厚C25砼，浇筑完砼后用片石砼回填与围岩间的空腔部分。C25砼和片石砼的浇筑与支立拱架同步，即架设一片拱架后立刻支模浇筑砼，使砼与拱架形成支护整体。

待拱架和砼施工完毕后及时钻设锁拱锚杆，锚杆沿拱架间距1m对锁，锚杆采用Φ22砂浆锚杆，入岩3米，锚杆与拱架部分焊接牢固，在拱脚和拱肩处加密锁拱锚杆；拱架间挂设Φ8钢筋网片（网格尺寸20×20cm）后喷C25砼填充密实。

4、对于边墙溶洞内没有水的空溶洞或者无水填充型溶洞。在空洞较大的部位进行浆砌片石或片石混凝土回填进行处理。对于拱顶出现的岩溶槽，在岩溶槽内个别空腔较大部位预留注浆管，待二衬后时进行必要的回填注浆。

5、对于边墙空洞很大的部位，应回填干砌片石直至密实，按开挖轮廓让出10cm喷砼空间后砌筑1米厚的浆砌石，喷C25砼10cm进行封闭即可。

6、隧道岩溶处理后，应该加强隧道的防排水和调整二衬结构形式，确保施工安全。

五、质量验收标准：

1、开挖：

①开挖方法宜采用台阶法，在Ⅱ～Ⅳ级围岩条件下，且溶洞仅穿过隧道底部一小部分断面时，可全断面一次开挖；

②爆破开挖时，应采用超前钻孔探测；

③当隧道只有一侧遇到溶洞时，应先开挖该侧，待支护完成后再开挖另一侧。

④在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制爆破药量，以减少对围岩的扰动，防止在一次性爆破后，溶洞内的填充物突然大量涌入隧道或溶洞水突然袭击隧道，造成严重损失。

2、片石回填：

①在空洞较大部分应回填浆砌片石或干砌片石；

②回填时应分层砌筑，确保回填密实，

3、注浆回填：

①墙背回填应用与边墙强度等级相同的混凝土一次灌注；

②在岩溶洞内回填注浆选用的注浆材料质量应符合设计要求；

③浆液配合比应符合设计要求；

④空洞处注浆应保证回填密实。

六、作业组织：

岩溶隧道现场组织协调好超前地质预报和正常开挖的衔接和配合，两道工序应该相互配合。

七、溶洞地段施工的注意事项：

1、若岩溶槽内有渗水情况时，宜排不宜堵，应在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵管、预留泄水孔等设施宣泄水流，排至洞内与排水系统相联系。

2、当施工到达溶洞边缘时，各工序应紧密衔接，支护和衬砌赶前。

3、待加强支护完后及时量测，经监控量测围岩稳定后在开挖进尺。

4、所有加强支护不得侵占设计二衬断面和建筑界限内。

5、溶洞未做出处理方案之前，不要将弃碴随意倾填于溶洞中。因弃碴覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。

6、溶洞处封闭支护处理后，派专人定期巡查，并设置监控量测点进行观测，随时了解

溶洞处的动态变化，为隧道的安全施工提供可靠的依据．

八、施工安全及环境保护

1、在隧道施工前，对地表进行详细勘察，结合施工图，分析研究岩溶状态，估计可能遇到岩溶动的地段，指定过各类溶洞的施工方案及安全措施。

2、对地表水、出水点、地表陷穴、等进行详细了解测量，采取截排水和对地表进行必要的处理，防止地表水下渗。岩溶严重涌水段宜避开雨季施工。、

3、当快达到溶洞边缘时，应注意观察底下水变化情况及裂隙溶蚀程度，当有所加剧时就加强支护及排水工作，放缓掘进速度，采用超前探孔的方法，探明前方地质和地下水情况，防止岩溶水或泥夹水大量涌入隧道。

4、当掘进达到溶洞边缘时，各工序要紧密衔接，加强支护，同时设法探明溶洞状况，根据情况指制定施工方案及安全措施。

5、施工中溶洞顶板要经常检查及时处理危石，根据溶洞大小，顶板石质情况，对顶板进行适当的加固防护。

6、在溶洞填充体中掘进，如填充物较松软、碎石堆积，应及时加强支护，必要时采用回填注浆加固。

7、溶洞未作出处理方案之前，不要将弃碴倾填在溶洞内，防止影响了解溶洞内的情况。

8、施工污水废水排出洞外后，需经过沉淀后排放。

9、开挖土石及填充物要弃置在指定弃土场防护。