岩溶发育区公路隧道溶洞处理施工方法探讨

摘要：修建岩溶发育区的隧道时由于溶洞的存在会拖慢工期，威胁建设安全。因此，在整体建设过程中，必须联系地质相关特点与岩溶不同的发育性质，采取与之对应的处理手段。本文结合岩洞处置的基本原则，根据施工的特殊性，总结普遍采用的施工措施，希望为该地区隧道施工提供参考。

关键词：岩溶发育区；公路隧道；溶洞处理；施工方法

一、处理溶洞基本原则

第一，坚持安全第一，严格控制质量。由开挖到二衬操作，对有关技术标准认真操作，实时监督控制隧道使用，并且了解溶洞变形的不均匀性与沉降变形。对涌突水异常状况和连带冒顶塌方现象有效掌握。实现设计防排水方案的可行性，降低施工操作中发生安全隐患的概率。

第二，管控程序不松懈。應当精细化处置管控程序并具体到每一个环节工序，最大程度彰显人的主动性，进而获得标准的施工操作。高度统一知识和实践操作，同时不断反思总结，深入积累学习，归纳创新，产生丰富的处置经验，为接下来的施工提供理论支撑。

第三，较强操作性的设计方案。联系工地真实状况，对工作人员、设施以及执行操作情况全方位思考，防止具体操作中无法科学联系人、机、料，整体把握工人的难易操作程度以及具体建设范围，尽量对设计方案持续改进，最大程度降低操作困难度，更好地推进项目建设[1]。

第四，经济最优。在充分确保安全和质量的基础上，有效改进建设方案。

二、隧道在岩溶发育区施工特点

（一）预报溶洞情况

由于隧道所在区域具体是灰岩，若可以对掌子面之前的围岩状况及时判断，一定程度上可以很好指导施工方式、开挖尺寸，进而合理调整支护参数，但是当前预报基本无法探测开挖面拱顶上部地质特点，通常仅能对正前方掌子面进行扫描，因此不能提前预报溶洞的赋存状况。只能完全开挖以后实行处理。

（二）施工中发生的风险

具体采取全断面开挖或者是上下台阶开挖方法，仅根据围岩等级实施判断，一般应用的方法不会发生较大的问题。但针对岩溶发育区域，特别是在全断面操作中遭遇溶洞时，很难处置断面开挖较大的情况。相应的解决方法一般是通过拱架增加对初期支护强化，此时需要扩挖断面才可以安装拱架，存在极高的安全威胁。在处理溶洞中的拱顶和拱腰部位时，墙体坍落和掉块现象时有发生，施工危险极高。

（三）施工关键点

通常在完成溶洞区域初期支护以后就立即回填，由于现场管理与安排未给予高度重视，一般这一操作表现出滞后性，不能满足回填要求，容易出现操作隐患。并且在施工操作中结构自身缺乏稳定性，其他因素容易对其造成一定的影响，孔腔体也会发生掉落块石问题，初期支护不能很好承受这一冲击而遭到破坏。

三、一般施工处理措施

（一）开挖与支护

在具体操作中，当挖至溶洞周围或者是断层破碎带时，应即刻采取安全支护操作，结合掌握的溶洞大小、结构等资料，准确判断填充物，并选择相应的支护方法。其中将地质水文资料作为主要判断标注，若将饱和水或者稀泥作为填充物，应先组织排水。当前段形成较大水量时，应对排水工作严格控制，应将施工安全放在第一位，同时也需要严格管理爆炸物剂量，只有支护与地质条件完全达到规定要求时，才可以继续进行开挖操作。

（二）结构支护

当穿越隧道区域，溶洞内部移除填充物必将影响结构受力情况，随着不断挖掘与转移填充物质，会相应的改变应力结构，高度集中受力点，隧道会集中承受局部应力。因此在转移填充物的过程中，必须严格管理支护操作，结合结构受力情况采取科学的受力措施[3]。在结构支护操作上，应当对受力情况谨慎思考，避免过于集中，局部应力引发安全问题，同时迅速连接初后期支护，防止发生空白区域。

（三）防排水操作

在处理操作中，若地下水发育形成的溶洞在对其处理过程中应避免对有关区域的地下水系统平衡造成损坏，否则将会影响整体施工。在排放地下水时，墙壁应保持稳定的压力，若排水速度较快也会加快腔壁压力损失，一般采取水压检测设备控制排水量[4]。若可以采取相关手段堵住地下水避免其影响隧道施工，可以先选择这一操作，之后才使用排水手段。

（四）辅助坑道

在保证隧道安全以及处理溶洞操作时辅助坑道发挥了巨大的作用，在设计操作中应对辅助坑道科学处置，最大程度发挥其作用。这项操作不仅可以提升操作速率，还可以为处理排水操作创造良好的条件，有利于地质预报工作的开展。在掌子面操作环境以及通风条件方面辅助坑道创造了最佳的通风环境。

四、不同类型的溶洞隧道处理技术

第一，饱和水填充物的溶洞。通常采取降压方法，这也是效率最高的处理方式。在开挖操作之前认真安排支护加固施工，并对溶洞附近进行堵水操作，实施必要的帷幕注浆，并且由其侧面设计排水孔。在这一操作中应当对排水量与速度严控，最好采取限排的方法，防止速度较快增加溶腔承受的压力。若发生紧急情况，应立刻使用注浆封堵，最大程度确保其稳定性。

第二，泥沙混合块石的溶洞。通常先实行注浆操作，对涌出物及时加固，并且安排好有关的支护操作，然后利用止浆墙、大管棚等方法深挖填充物，应当注意，这一操作中也需要安排好支护操作。

第三，干涸的溶洞。首先结合预报及时判断结构、大小等情况，在这一前提下采取注浆方式填充溶洞。在具体操作中应当结合结构情况组织支护操作，避免产生的局部应力损害隧道，结束填充以后也需要及时做好支护操作。

第四，稀泥填充的溶洞，关键是充分保证开挖的安全性，可以在施工操作中使用小导管与大管棚工具，结束开挖操作后快速注浆，认真加固处理填充物，在具体操作中应对施工工具的支撑刚度整体分析。

五、结束语

在岩溶发育区隧道建设过程中非常容易发生溶洞与溶槽问题，普遍影响施工操作。所以对其进行处理时必须高度重视方案的可行性和安全性。本文通过分析几种不同岩溶地区溶洞的施工处理手段，总结了具体操作中应当注意的原则，并且要求结合实际情况科学调节施工措施，提升操作的安全水平。

参考文献：

[1]张发文.水溶性聚氨酯注浆技术在地下室渗漏治理中的应用[J].科技风期刊，2017（11）：23

[2]毛邦燕.现代深部岩溶形成机理及其对越岭隧道工程控制作用评价[D].成都：成都理工大学，2016：11-12

[3]莫阳春，周晓军.岩溶隧道施工围岩变形动态监测与仿真分析[J].岩石力学与工程学报，2017（2）：3816-3820.

[4]蔡德志.公路隧道溶洞、溶槽处理技术[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2016（2） ： 17-20.

（作者单位：中铁隧道集团三处有限公司）