湾田3号隧道岩溶处治方案设计

（３）与溶洞相对应的地表地质特征。 通过地表地质调查可确认湾田３号隧道左幅中 Ｋ４０－Ｆ２３０处溶洞的自云质灰岩的下伏岩层为绢云 母板岩。板岩相对白云质灰岩为隔水层，故白云质 灰岩低部地下水相对丰富，溶蚀作用可能更强，形成 地下溶洞的可能性较大。
圈４溶洞口断层面及节理发育情况
圈３地表Ｋ４０＋３００附近溶蚀洼地地貌 （４）结论。 ①该溶洞延长３３ ｍ，延深大于３６ ｍ，延深大于
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隧道轴线
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图例：
圈白云质灰岩 圈绢云母板岩
囱溶洞位置
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囹溶洞投影
田地质雷达测线位置及编号
Ｅ习地质剖面线
日高密度电法测线位置及编号
围２溶洞平面示意
⑤溶腔底部块石堆积体之下有流水，可听到流 水声。
⑥主要溶洞的南东延展方向上，还见一小溶洞 （附洞），高约３ ｍ，宽约２．５ ｍ，延长大于２０ ｍ。
岩溶对隧道工程的影响主要表现在对隧道结构 本身的影响和对隧道区环境的影响。岩溶对隧道结 构本身的影响主要是：空穴、地下水、洞穴充填物及 坍塌、洞顶地表塌陷等４个方面。岩溶对隧道区环
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境的影响主要为：在岩溶区隧道工程的建设和后期
建成运营期间，由于处治措施不当等原因，引起了隧
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圈５溶洞中的石幔、石钟、石笋
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雷华等：湾田３号隧道岩溶处治方案设计
部主要为块石堆积，无近期崩塌、掉块痕迹，其下有 流水，可听到流水声。溶腔四周均较潮湿。
⑤溶洞内地下水有可能和地表贯通，特别是雨 季，可能会出现突泥、涌水。
延长，隧道轴线方向溶洞宽度为１７ １２１，是一个受断 层控制以垂向溶蚀为主形成的溶洞。
参考文献： ［１］ＪＴＧ Ｄ７０一２００４，公路隧道设计规范［ｓ］． ［２Ｊ云南省交通规划设计研究院．湾田３号隧道施工图
［Ｚ］． Ｅ３］云南航天质量无损检测站有限公司．蒙新高速公路第
九合同段湾田３号隧道左幅ＺＫ４０＋２３０处溶洞勘察 报告［Ｒ］．
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文章编号：０４５１—０７１２（２００９）０４—００４１—０５
中圈分类号：Ｕ４５５·４
文献标识码：Ｂ
湾田３号隧道岩溶处治方案设计
雷 华，，李志厚ｚ，周应新３，马 永３，陈树汪２，陈华斌２
（１．昆明理工大学 昆明市 ６５００００；２．云南省交通规划设计研究院 昆明市 ６５００１１’
３．云南蒙新高速公路建设指挥部昆明市６５００１１）
该方案，改变了原排 水系，存在对水保环 保不利的风险。
根据现场调查、初步探测以及邀请相关专家咨 询后最终采用了３５ ｍ长的桥梁跨越方案，创造了 隧道中架桥的“洞中桥”奇观。具体处治方案如图
１１～图１３。
３结论 （１）由于溶洞区的分布、大小，特别是其涌水量
的大小难以查清楚，应加强现场调查和探测。 （２）岩溶对隧道的影响需综合多方面进行分析
考虑，并按影响程度的大小进行综合评定，量化为分 值区间，建立一个影响程度评价分析体系。
（３）结合以往实际工程经验，通过数值模拟、模 型试验、现场测试等研究方法，对隧址区岩溶的形成 与发育机理、隧道结构受力机理等方面进行研究，形 成一套完善的岩溶区隧道修筑技术。
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摘要：溶洞是公路隧道典型不良地质情况之一。以湾田３号隧道在施工中所遇溶洞处理方案设计为例，介绍
在该类溶洞处理过程中的一些方法，供类似隧道溶洞处理参考· 关键词：公路隧道，岩溶；处治方案；设计
岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层（石灰岩、 白云岩、石膏、岩盐等）经化学溶解作用和机械破坏 作用所形成的地下溶蚀现象。岩溶发育的条件是岩 石的可溶性与裂隙性，以及水的侵蚀性及其流通 条件。
调查和测量，得出溶洞的基本特征如下。 （１）隧道左幅Ｋ４０＋２３０处溶洞，在８８０ ｍ高程
的水平断面形状为锥形（见图２），南东宽，北西尖， 其长轴方向为Ｓ７。Ｅ—Ｎ７。Ｗ，水平长３３ ｍ，与隧道 中轴线方向（１４５。）呈２８。角斜交，最大宽度１８ ｍ·
（２）溶腔围岩地质特征。
①溶腔边壁形态转折变化与结构面（断层节理 面）、岩层层面基本一致，说明溶洞一溶蚀作用受结
②溶洞向小里程方向倾斜延伸至Ｋ４０＋２２２（垂 深２０ ｍ）。
③溶洞底部的白云质灰岩之下的绢云母板岩， 依产状推测，与隧道相交于Ｋ４０＋２５４处。
④溶腔顶部及边壁陡悬处，石钟很发育；溶腔底
２处治方案设计 当隧道穿越岩溶地段时，治理比较复杂，应根据
溶洞的实际情况和隧道在其中所处的位置灵活确 定。一般情况下，可按岩溶对隧道的影响情况及施 工条件，采取跨越、加固洞穴、引排截堵岩溶水、清 除充填物或注浆对软弱地基加固，回填夯实、封闭 地表塌陷、疏排地表水等工程综合治理设计方案。 根据云南航天质量无损检测站有限公司的《蒙新 高速公路第九合同段湾田３号隧道左幅ＺＫ４０＋ ２３０处溶洞勘察报告》和现场调查的情况，本着“安 全、彻底、生态、经济、快速”的原则，对该溶洞初步 提出了２个处理方案：“跨越处理方案”、“回填处理 方案”。
圈１
道区环境的改变。
１工程概况 湾田３号隧道位于二河国道主干线（ＧＺ４０）蒙
自～新街段高速公路９合同糯谷米段，右幅起止桩 号为Ｋ３９－｝－６９５～Ｋ４１＂＋＂４９６，长１ ８０１ ＩＴＩ，左幅起止 桩号为Ｋ３９＋７３０～Ｋ４１＋４７０，长１ ７４０ ｍ，全隧道 位于直线上，左右幅纵坡为一２。５６％、一２·５％，为长
收稿日期：２００９—０３—１２
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隧道内轮廓的设计不仅要满足隧道建筑限界的 要求，还要考虑施工误差。同时还应对衬砌结构受 力特性、工程造价等因素进行分析、比较，使采用的 净空断面满足功能要求，受力均匀、经济合理。隧道 内轮廓设计净跨为１１．２０ ｍ，净高为７．１ ｍ，采用单 心圆曲墙式衬砌断面（图１）。
２００６年１月１７日隧道掘进至左幅Ｋ４０＋２３０
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高
ｔ／ 圈９跨越处理纵剖面示意
ｌ， 围１０回填处理纵剖面示意
裹１
方案 主要特点
优点
缺点
桥梁跨越 方案一
溶洞区
采用跨越方式。保持 了原排水系，有利于 水保环保。
该方案，施工周期较 长，造价较高．
采用隧底 片石回填 方案二 并埋设涵 洞处理
该方案施工相对简 单、快速，造价较低， 且对隧道前方的掘进 施工影响较小．
处出现一较大规模的溶洞，通过在洞内、洞外做地质
构面和岩层层面控制。 ②溶腔顶部及边壁陡悬处，石钟很发育，相对应
的底部石笋发育，说明地下渗水流、滴水丰富，溶蚀 作用强。
③溶腔顶部及边壁陡悬处围岩稳定性差，易掉 块，局部不利结构面组合处易坍塌。
④溶腔底部主要为块石堆积，为溶洞形成过程 中坍塌体堆积而成。
（１）跨越处理方案。 洞内：①为不改变该溶洞排水系，对洞底段溶洞 采用桥梁跨越方式处理，桥梁尽可能采用现浇方案， 桥下挖一引水沟与原溶洞连接；②为确保运营安全， 于桥梁顶面采用明暗洞结合隧道结构通过该溶洞 区，明洞衬砌采用厚２ ｍ以上的浆砌片石护拱保 护；③对溶洞的处理，该溶洞稳定性较好，对其局部 危岩（岩体受层理、裂隙、溶沟等切割，有突然掉落岩 块或钟乳石的危险）可根据实际情况采用清除或锚 喷加固处理。 洞外：于洞顶溶蚀洼地周边设浆砌片石截水沟 以拦截和旁引地表水，将地表水引人天然沟谷。 （２）回填处理方案。 洞内：①对洞底段溶洞采用清除崩塌物并做浆 砌片石回填处理，为预留一溶洞排水通道，可在隧道 底部适当位置设一涵洞与原溶洞连接；②洞底处理 完成后，采用明暗洞结合隧道结构通过该溶洞区，明 洞衬砌采用厚２ ｍ以上的浆砌片石护拱保护；③加 强该段隧道衬砌的排水；④对溶洞的处理，该溶洞稳 定性较好，对其局部危岩（岩体受层理、裂隙、溶沟等 切割，有突然掉落岩块或钟乳石的危险）可根据实际 情况采用清除或锚喷加固处理。 洞外：于洞顶溶蚀洼地周边设浆砌片石截水沟 以拦截和旁引地表水，将地表水引入天然沟谷。 （３）处理方案比较表，见表１。
圈ｌｌ 隧道跨越溶洞断面示意
圈１３隧道跨越溶洞纵面示意
圈１２ 隧道跨越溶洞平面示蠢
（４）对岩溶区已建成隧道，在运营过程中可能出 现的一些病害，需形成一套完善的处理技术，并建立 一个后评价体系对其耐久性进行评价。
（５）施工中要采用地质超预报等进一步查清溶 洞的分布范围、类型、岩层的完整程度、充填物和地 下水流情况等，然后据此确定施工方法。