岩溶区山岭隧道围岩整治技术的研究.doc

岩溶区山岭隧道围岩整治技术的研究 　　摘要：随着我国基础设施建设的快速推进，西部地区交通等基础建设迅猛发展，长大岩溶隧道建设越来越多。岩溶隧道修建过程中，经常遇到突水、涌泥等大型地质灾害，岩溶隧道围岩整治技术成为岩溶地区隧道施工中亟待解决的重要问题。根据防突厚度及突水机理的研究成果，结合众多岩溶隧道施工中揭露出来的溶腔以及与需要处理的隐伏溶腔的治理实践，概括和总结出隧道溶腔段围岩整治技术。以云桂线红石岩隧道为例验证了岩溶隧道围岩整治技术的可靠性和合理性，为类似工程提供了参考和借鉴。 　　关键词：岩溶隧道；地质灾害；防突厚度；围岩整治 　　中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号： 　　1引言 　　国内外岩溶分布广泛，岩溶灾害研究最早开始于1933年的前苏联，当时，由舍维亚科夫院士发起召开了第一届全苏Karst会议，标志着岩溶问题相关研究的开端[1]。1973年在德国首次举行了主题为“与可溶岩有关的工程地质问题”的国际讨论会，之后，有关岩溶灾害的研究迅速发展起来。2009年10月在克罗地亚召开的欧洲岩石力学学术大会的主题就是困难地层条件下的岩石工程——软岩与岩溶，将岩溶地区工程地质和水文地质、岩石性质测试方法、设计与分析方法、开挖与支护以及岩溶地区工程环境问题等作为会议的主要讨论议题，可见对岩溶问题的重视程度。当前，随着环境岩土工程和地质灾害研究的深入，岩溶问题研究有了长足的发展[2~4]。 　　本文结合号称“岩溶博物馆”的宜万铁路及正在施工中的新云桂铁路沿线众多岩溶隧道施工中揭露出来的溶腔以及与隧道间岩层安全距离不足的隐伏溶腔的治理实践，概括和总结出露溶腔和部分隐伏溶腔的整治技术和相关施工方法，为岩溶隧道揭示溶腔段的施工、整治措施的制定、进而为提高岩溶区隧道的整体施工水平提供基础。 　　2隧道过溶腔段围岩整治方法 　　2.1 溶腔段隧道顶板围岩整治方法 　　由于受地下水溶蚀的不规律性，溶洞顶板可能存在大块危石或宽张裂隙，会对下部的施工及结构造成安全隐患，针对溶腔发育的具体特点，分别采用回填、护拱、喷锚防护、立柱、拱罩、结构加强等处理措施。 　　回填方案：适用于溶腔向拱顶以上发育规模较小，无水（少水）的空腔、半充填型溶腔，可采用混凝土回填至溶腔顶板。 　　护拱防护：适用于溶腔向拱顶以上发育规模较小或溶腔尽管向上发育较高但宽度很窄，回填混凝土至溶腔顶板标高存在一定困难，可在初期支护外侧施作1m~2m厚混凝土护拱，护拱以上吹砂做缓冲层。 　　喷锚网防护：普遍适用于溶腔纵、横向发育范围较广，溶腔顶板稳定性较好，通过加长锚杆及加厚网喷混凝土，增强溶腔顶板整体稳定性。 　　立柱（结构）支顶：适用于溶腔纵、横向发育范围均较广，溶腔顶板发育在隧道拱顶以上10m以内，可在边墙两侧采用立柱或侧墙支顶，隧道结构向上延伸支撑于溶腔顶板，保证隧道范围内溶腔顶板稳定。 　　拱罩防护：适用于溶腔纵、横向发育范围均较广，溶腔顶板发育在隧道拱顶以上10m以上，顶板整体稳定性较好，仅存在小块落石的可能，且清除危石难度较大，可在隧道结构外侧施作一个3m~5m厚钢筋混凝土拱罩，拱罩与隧道结构分离设置，并预留一定的空间，防止落石对隧道结构造成危害。 　　2.2 溶腔段隧道底板围岩整治方法 　　针对溶腔（岩溶暗河）地段隧道底板溶腔形态、规模及充填物性质，可采用回填、注浆、钢管桩、板梁、拱跨、桩基承台、路基填筑等处理措施。 　　回填方案：适用于发育在隧底附近的小型空腔或半充填溶腔，可采用混凝土或浆砌片石回填（换填），以保证隧底有足够的承载力。 　　注浆加固：适用于隧底10m～15m的溶腔充填物，通过注浆（可注性较好）或钢管桩注浆（可注性较差），形成足够承载力的注浆改良复合地基[5]。 　　板（梁）跨越：适用于发育至隧底以下深度较大的充填型溶腔，充填物具有一定的密实度及承载力，但均匀性较差，可通过板（梁）调整地基的整体均匀性，控制差异沉降，保证隧道结构安全。 　　拱桥跨越：适用于发育至隧底以下深度较大且纵向发育范围有限的空腔，采用拱桥跨越，拱座位于溶腔两侧的基岩上，但由于随着拱跨的增大，拱座位置下挖深度不断增大，所以不适用于纵向范围较大的溶腔。 　　桩基承台（托梁）：适用于发育至隧底以下深度较大的空腔或溶腔充填物承载力很低，注浆效果难以保证的充填型溶腔或不易封堵的过水通道，桩基承台适用性较强，对溶腔的纵、横向范围要求不大，但是如果桩基过深会增大施工难度。 　　路基填筑：适用于发育至隧底以下深度较大的空腔，且纵横向发育规模较大，可采用路基填筑方案，为控制路基高填路基工后沉降，可通过复合地基及隧道内预留沉降空间解决。 　　2.3 溶洞（岩溶暗河）地段隧道侧板整治方法 　　溶洞（岩溶暗河）位于隧道侧面时，可根据溶腔形态、规模