熔岩隧道施工技术总结

西南地区岩溶地区隧道施工

---技术总结

贵州省地处中国西南地区，山峦起伏，四季雨水充沛，地表水和地下水长期对可溶性岩层进行物理、化学作用而形成各类形式的溶蚀现象，这种喀斯特地质多表现为溶岩、溶腔、裂隙、裂谷等地质，不良地质有岩溶、顺层偏压、淤泥、特殊岩土等，地理条件复杂，地质条件较差，雨水多，铁路隧道施工难度大，安全要求高。

这种溶蚀对隧道的影响主要表现为：长期溶蚀使得隧道结构物局部或者全部悬空，溶蚀对运行期隧道结构也有不利影响，同时也增加了隧道施工难度；如溶洞、溶腔等填充物外涌，给施工现场造成困难和安全隐患；下大雨或雨季来临，洞内掌子面泥水四溢，时有掉块、坍方、冒顶，洞内施工更加困难。所以，在溶蚀地质施工铁路隧道，制定合理、科学、有效的施工方案对隧道施工安全质量尤为重要。

下面以息烽县郁家坡隧道坎坎坷坷、极为艰难的施工经历为例，总结出以下6点在溶蚀地质隧道施工的心得经验。

郁家坡隧道位于云贵高原黔中东缘息烽县，隧区内海拔大约有950-1200m，为低中山地貌。隧道埋深10-100m。区内属中亚热带高原季风湿润性气候，雨量充沛，分干湿两季。

隧址区高坡陡，地表径流条件好，大气降雨多沿坡面排入沟中冲走，地表水较少，主要以季节性水流为主。处于费德尔环流圈，常年受西风带控制，属于亚热带湿润温和型气候，年平均气温15.3℃，年平均总降水量为1129.5毫米。

郁家坡隧道设计全长806m,地处岩溶发育地区，而且多处浅埋、偏压。2013年6月1日开工，计划2015年5月底完工，工期24个月，采用单口掘进（隧道进口），早期开挖时掌子面经常有涌泥、坍方，甚至隧道冒顶发生，工程进度非常缓慢，2014年11月底，18个月进尺累计不足200m,每月进尺不足10m，原因是大部时间花在处理涌泥、塌方、冒顶等工程事故上面。为保证隧道按期完成，不影响铺轨工作，就必须加快速度，于是监理和施工方一起仔细认真调查分析影响进度的各种原因，最后研究决定从以下6个方面进行改进：

1.对郁家坡隧道顶部地表水进行截、堵、引、排。

为减小地表水下渗对隧道施工产生的不良影响，施工前在隧道掌子面里程前后100m、左右60m范围内的地表水进行截、堵、引、排，尤其是沟谷处，路线中心线上有50m处截、堵，用直径300mm的PVC管引排到下游，并在沟底做一条浆砌排水沟，以便雨水多的时候排泄较大流量的雨水、洪水。

这样处理数段沟谷及地表之后，发现洞内渗漏水环境明显减少，文明施工也比以前好了许多，掌子面涌泥、坍方现象也减少了，没了返工窝工，进度加快了约30%~50%。。

2.加强隧道超前地质探测及隧道地质描述，为初期支护参数增减提供依据。

任何坍方、冒顶，只要仔细观察，都是有预兆的，比如地表沉降迅速变化，洞内掌子面有掉快，仰拱附近初支混凝土有裂纹、掉片，洞内观测点沉降变化较快。所以做好地质调查和超前探测、沉降观测工作很有必要。

郁家坡隧道现场主要采用以下方法进行预警防范。采用地质调查法+物探法（TSP202+地质雷达+红外探水）+超前钻探法（3孔+加深炮孔）超前地质预报探明掌子面前方围岩，根据结果及时调整施工工法并加强支护参数。施工中逐段核实围岩级别，做好围岩构造节理的产状与分布状况的调查，对因构造节理形成的不稳定部位加强支护，防止坍塌；遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，压缩施工工序间距，精心组织施工。

为防止仰拱下沉及隧道运行期的安全，在仰拱纵向每5m一个断面横向间距5m共三个点向下钻探5m深，灌水检查仰拱下面是否有溶洞、溶腔，如有则及时填石或注浆处理，以此保证隧道仰拱运行期安全和质量。超前钻探3个孔主要是上台阶向前方一次钻探约30m第二次钻探需要搭接5m(重叠)，另外2孔中台阶位置向外侧斜插月45度角打入，深度约30m，用来检查溶洞、溶腔等，如有，则采取浆砌或C25混凝土回填，拱顶处理采用喷射混凝土到一定厚度，然后喷砂处理(缓冲顶上掉块、坍方)。

3.掌子面开挖工法、方法。该隧道净空尺寸设计已定，开挖施工方法根据围岩级别、埋深不同，分别采用CRD和三台阶开挖工法施工，为避免掌子面（因为震动）塌方、掉块，隧道掌子面开挖采用挖掘机破碎

头开挖，未采用爆破法施工（早期爆破施工，掌子面坍方较多），这样有利于保护围岩的稳定性，减少坍方，为初期支护提供良好条件，而且节省时间。

4、加强隧道施工初期支护。短开挖，强支护，当然也要快支护，开挖完后初期几个小时沉降最为明显。中管棚、超前小导管、系统锚杆、拱架（V级围岩I20a间距50cm）、网片等，注浆完毕喷射混凝土（湿喷）连续作业，预埋沉降观测标志，首次观测记录。随着后续工序展开，一直要按照规定（或加大）频率进行观测沉降和收敛值，为初期支护参数增减提供基本数据。

5.加强隧道顶部地表和洞内沉降观测，里程洞内纵向为掌子面到二衬段落的沉降、收敛值，地表纵向掌子面前30m到二衬段落每5m一个断面左右5m一个点、横向左右约60m到二衬段落的沉降观测，及地面裂缝的有无、是否增大等情况的巡视观测，做好内业记录，分析变化趋势，为施工支护参数增减提供基础依据。

在开挖下台阶、尤其是开挖仰拱时，沉降值及收敛值变化较大，这时候在保证安全情况下尽快促使仰拱封闭形成承载环；或者沿中台阶高度设置数道水平钢拱架加喷射混凝土水平横撑，然后竖向均布钢拱架支撑，辅助径向小导管注浆等措施稳定围岩，使得围岩沉降、收敛减缓至接近稳定。在初支沉降基本稳定且初支不侵限二衬时应尽早完成二衬施工。

6.地表注浆，尽管采取了上述方法，工程进度仍达不到计划目标，经过研究又增加了浅埋段地表注浆，同时增开了另一洞门施工（出口），在隧道未开挖区域的地表，2倍洞宽高度埋深范围内，进行纵横3m×3m梅花形布置的地表注浆，孔深在隧道顶部1~5m，此举效果明显，之后洞内施工再无掉块、坍方，进度加快不少，最终按在计划工期（调整后）2015年11月底前开通完工，比原计划晚了6个月，但是没有影响铺轨工作。

总之：郁家坡隧道地处岩溶发育地区，地理复杂，岩层多变，加之雨水多，工期紧，开始施工时因为考虑隧道不长，影响不了工期，所以不够重视，在工期吃紧情况下 ，才仔细分析原因，采取措施得当，如采用地表水引排、加强地质及超前观测、洞内外沉降频率加大、开挖方法得当，初期支护及时等措施和最后地表注浆、增开洞口措施，工期才如期（调整后）完成。这6点经验都是在付出代价后获得，所以尤显弥足珍贵。