溶洞处理措施

溶洞处理措施

溶洞就是以岩溶水得溶蚀作用为主,间有潜蚀与机械塌陷作用而造成得基本水平方向延伸得通道。溶洞就是岩溶现象得一种。

岩溶就是指可溶性岩层,如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等,受水得化学与机械作用产生沟槽、裂缝与空洞以及由于空洞得顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象与作用。我国石灰岩分布极广,常会遇到溶洞、因此,在这些地区修建隧道,必须予以注意。

一、溶洞得类型及对隧道施工得影响

溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种、死、干、小得溶洞比较容易处理,而活、湿、大得溶洞,处理方法则较为复杂。

当隧道穿过可溶性岩层时,有得溶洞岩质破碎,容易发生坍塌。有得溶洞位于隧道底部,充填物松软且深,使隧道基底难于处理。有时遇到填满饱含水份得充填物溶槽,当坑道掘进至其边缘时,含水充填物不断涌入坑道,难以遏止,甚至使地表开裂下沉,山体压力剧增、有时遇到大得水囊或暗河,岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。有得溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广,处理十分困难。

二、隧道遇到溶洞得处理措施

(1)隧道通过岩溶区,应查明溶洞分布范围与类型,岩层得完整稳定程度、填充物与地下水情况,据以确定施工方法。对尚在发育或穿越暗河水囊等地质条件复杂得岩溶区,应查明情况审慎选定施工方案。对有可能发生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等,必须事先制定措施,确保施工安全。

(２)隧道穿过岩溶区,如岩层比较完整、稳定,溶洞已停止发育,有比较坚实得

填充,且地下水量小,可采用探孔或物探等方法,探明地质情况, 如有变化便于采取相应得措施、如溶洞尚在发育或穿越暗河水囊等岩溶区时,则必须探明地下水量大小、水流方向等,先要解决施工中得排水问题, 一般可采用平行导坑得施工方案,以超前钻探方法,向前掘进。当出现大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况时,平导可作为泄水通道,正洞堵

塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面,不致正洞停工。

(３)岩溶地段隧道常用处理溶洞得方法,有“引、堵、越、绕”四种。①引

遇到暗河或溶洞有水流时,宜排不宜堵。应在查明水源流向及其与隧道位置得关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施渲泄水流或开凿泄水洞将水排除洞外(图)。当岩溶水流得位置在隧道顶部或高于隧道顶部时,应在适当距离处,开凿引水斜洞(或引水槽)将水位降低到隧底标高以下,再行引排。当隧道设有平行导坑时,可将水引入平行导坑排出。

桥涵渲泄水流示意图

②堵

对已停止发育、跨径较小,无水得溶洞,可根据其与隧道相交得位置及其充填情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭;或加深边墙基础,加固隧道

底部(图)。当隧道拱顶部有空溶洞时,可视溶洞得岩石破碎程度在溶洞顶部采用锚杆或锚喷网加固, 必要时可考虑注浆加固并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理(图)。

溶洞堵填示意图

喷锚加固与护拱示意图

③越

当隧道一侧遇到狭长而较深得溶洞,可加深该侧得边墙基础通过(图)。隧道底部遇有较大溶洞并有流水时,可在隧道底部以下砌筑圬工支墙,支承隧道结构,并在支墙内套设涵管引排溶洞水(图)、隧道边墙部位遇到较大、较深得溶洞

不宜加深边墙基础时,在边墙部位或隧底以下筑拱跨过(图)、当隧道中部及底部遇有深狭得溶洞时,可加强两边墙基础,并根据情况设置桥台架梁通过(图)。隧道穿过大溶洞,情况较为复杂时,可根据情况,采用边墙梁、行车梁等,由设计单位负责特殊设计后施工、

④绕

在岩溶区施工,个别溶洞处理耗时且困难时,可采取迂回导坑绕过溶洞,继续进行隧道前方施工,并同时处理溶洞,以节省时间,加快施工进度。绕行开挖时,应防止洞壁失稳。

加深边墙基础示意图

支墙内套设函管示意图

筑拱跨过示意图

三、溶洞地段隧道施工得注意事项

(１)当施工达到溶洞边缘,各工序应紧密衔接,支护与衬砌赶前。同时应利用探孔或物探作超前预报,设法探明溶洞得形状、范围、大小、充填物及地下水等情况,据以制定施工处理方案及安全措施。

图架梁跨过示意图

(２)施工中注意检查溶洞顶部,及时处理危石。当溶洞较大较高且顶部破碎时,应先喷射混凝土加固,再在靠近溶洞顶部附近打人锚杆,并应设置施工防护架或钢筋防护网。

(３)在溶蚀地段得爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼,并控制爆破药量减少对围岩得扰动、防止在一次爆破后溶洞内得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。

(4)在溶洞充填体中掘进,如充填物松软,可用超前支护施工。如充填物为极松散得砾石、块石堆积或流塑状粘土及砂粘土等可于开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表与洞内注浆相结合加固。如遇颗粒细、含水量大得流塑状土壤,可采用劈裂注浆技术,注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆进行加固。

(５)溶洞未做出处理方案前,不要将弃渣随意倾填于溶洞中。因弃渣覆盖了溶洞,不但不能了解其真实情况,反而会造成更多困难。

第五节坍方施工

隧道开挖时,导致坍方得原因有多种,概括起来可归结为:一就是自然因素,即地

质状态、受力状态、地下水变化等;二就是人为因素,即不适当得设计,或不适当得施工作业方法等。由于坍方往往会给施工带来很大困难与很大经济损失。因此,需要尽量注意排除会导致坍方得各种因素,尽可能避免坍方得发生。一、发生坍方得主要原因

(一)不良地质及水文地质条件

(1)隧道穿过断层及其破碎带,或在薄层岩体得小曲褶、错动发育地段,一经开挖,潜在应力释放快、围岩失稳,小则引起围岩掉块、坍落,大则引起坍方。当通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后引起坍塌。在软弱结构面发育或泥质充填物过多,均易产生较大得坍塌。

(2)隧道穿越地层覆盖过薄地段,如在沿河傍山、偏压地段、沟谷凹地浅埋与丘陵浅埋地段极易发生坍方。

(３)水就是造成坍方得重要原因之一。地下水得软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体得失稳与坍落。岩层软硬相间或有软弱夹层得岩体,在地下水得作用下,软弱面得强度大为降低,因而发生滑坍。

(二) 隧道设计考虑不周

(1)隧道选定位置时,地质调查不细,未能作详细得分析,或未能查明可能坍方得因素。没有绕开可以绕避得不良地质地段、

(２)缺乏较详细得隧道所处位置得地质及水文地质资料,引起施工指导或施工方案得失误、

(三)施工方法与措施不当

(1)施工方法与地质条件不相适应;地质条件发生变化,没有及时改变施工方法;工序间距安排不当;施工支护不及时,支撑架立不合要求,或抽换不当“先