隧道岩溶专项施工方案

隧道岩溶专项施工

方案

中渡隧道岩溶预报、处治、监测专项施工方案

1 工程概况

中渡隧道进口进程DK451＋603，出口里程DK452＋327，全长724m。进口位于直线上，出口位于半径为5500m的右偏曲线上。纵坡为单面上坡，坡度为1.5‰。

中渡隧道位于中渡镇西侧，隶属峰丛地貌，地形起伏大，高程170～285m，相对高差5～115m，山体陡峻，自然坡度10°～40°。基岩裸露，坡面植被多为灌木。

主要地质为灰岩、白云质灰岩，其岩性为：浅灰、灰、灰白、深灰色，厚层～巨厚层状，隐晶质结构，块状构造，质坚硬。垂直节理发育，节理大多微张，延伸远，连通性好，内充填黄褐色黏土，方解石脉发育，岩体表面溶蚀现象发育，多发育小溶孔，山坡缓坡外多发育溶蚀峰林。地表岩体完整性较好，进出口段岩体较破碎。

水文地质特征：隧道区地表水以第四系孔隙水为主，主要由大气降水补给，富存于第四系孔隙之中，水量微弱，向洛江排泄；地下水以基岩裂隙水、岩溶管道水为主，主要由大气降水补给，水量微弱，沿基岩裂隙及岩溶管道向下排泄，最终向洛江排泄。

2 隧道不良地质——岩溶

2.1岩溶：隧道段内下伏基岩为灰岩，厚～巨厚层状，基岩表面发育小溶洞、溶沟及小溶槽。DK451＋914～DK451＋934段内右侧30～60m范围内发育一岩溶洼地，该洼地长轴约30m，短轴约15m，与基岩裂隙连

通，为大气降水补给岩溶水的主要通道；DK452＋012右侧240～270m 范围内发育一岩溶洼地，该洼地长轴约70m，短轴约30m，与基岩裂隙连通，为大气降水补给岩溶水的主要通道

2.2隧道进出口端发现多个岩溶形态，分述如下：DK451+610右侧40cm 左右斜坡脚处发现一地下溶洞，该溶洞出水量大，供中渡镇约3000人使用，日出水量为1025m3/d，最小水量为840 m3/d；DK451+600右侧60m处有一溶洞，约3×1.5m见方，深约1.5m，水位稳定，水质较清，见鱼游动，雨季时水质浑浊。据访问，该地区下暴雨时，该处有水涌出，且溢出地面；DK451+685右侧200m处，为一小溶洞，隧道出口DK452+370右120m，为一溶洞，洞口呈近半圆形，底宽3m，高2m，后向S65E斜坡呈15度向下延伸，长约10m，宽约1-3m，高约2.5m，洞底为一水井，水井呈矩形，长约3m，宽约1-1.5m，水深1-2m，未见流动，仅供一住户使用，据调查，暴雨水位上升约为1m，枯水期无水，井底沿S50W（洞外）为一小溶隙；DK452+370右280m坡脚低洼处，为一消水溶洞，洞口呈正方形，边长1m，井口为灰岩，井深约8m，水位深0.5m。未见明显流动。

隧道穿过的山体为巨厚层状灰岩，产状倾向SE（线路左侧），倾角约30°～45°，地表岩溶形态发育，下部岩溶通道较发达，为大气降水向洛江等山下低洼处渗流提供了良好的渠道。从隧道山体进、出口之间溶洞水的径流条件分析，其线路标高以上基本无水平向浅部较大的岩溶管道相联通，即以垂直岩溶发育为主，总体看来，隧道区属岩溶强烈发育区。

3 岩溶隧道可能出现的问题分析

由于岩溶发育的控制因素错综复杂，发育的形态千姿百态，以及岩溶发育的不均衡性和不规则性，给岩溶隧道的设计施工带来一系列困难，特别是施工阶段的突水、突泥对施工安全和进度造成很大威胁。总结分析国内外隧道施工岩溶问题可分为三大类：

第一类：隧道施工中的突水、突泥问题；

第二类：隧道施工中顶板溶洞充填物陷落冒顶；

第三类：隧道施工中底板塌陷。

4 岩溶预报

4.1岩溶隧道超前地质预报的原则：

“内外兼顾，内为重；长短结合，短为重；直间并用，直为重；综合集成、长期预报”。以此确保岩溶隧道的施工安全。

4.2地面（洞外）地质调查法

这种方法的主要工作内容如下：

4.2.1弄清楚隧道线路经过地区可溶岩(灰岩、盐岩)，特别是强溶岩(纯灰岩、白云岩、盐岩)的地层层位、展布范围及所处的岩溶水动力分带。

4.2.2查明隧道线路经过地区及其邻近地区，在可溶岩特别是强溶岩中分布规模较大断层的产状及其与地表隧道轴线的相互关系;特别注意那些两条或两条以上断层交汇的位置(它们是侵蚀性地下水的有利通道)。4.2.3查明可溶岩与非可溶岩接触界面的位置及其与地表隧道轴线的相互关系。

4.2.4结合上述有利于岩溶发育的岩层层位和构造位置，在大小封闭的

洼地内，寻找大型溶洞或暗河的入口。

4.2.5根据断层产状或可溶岩与非可溶岩界面的产状，用地面地质界面法和投射公式，求得可能出现的大型溶洞、暗河与隧道的相互关系。4.2.6查明暗河入口和出口的位置及标高，并结合可能成为暗河通道的较大断层或较紧闭背斜褶皱核部的位置、产状，推断暗河的大致通道，确定能否与隧道相遇或与隧道的大概位置关系。

4.2.7依据岩溶发育的分带性和隧道相对标高和季节变化，判断那些可能与隧道相遇溶洞、暗河的含水量;或推断那些不与隧道相遇的有水溶洞或暗河对隧道施工的影响程度。

4.2.8搞清隧道所在位置所属的构造体系和地表具体的构造行迹。

经过以上方法定性确定岩溶的空间分布，但此方法预报岩溶的精度远远满足不了隧道施工的具体要求，仅对具体预报的解释有指导意义。

4.3洞内掌子面岩溶探测方法

隧道掌子面的岩溶探测方法和地面（洞外）探测方法相比具有如下特点：

4.3.1可看到出露的岩体，与地面相比具有更多的已知条件；

4.3.2由于掌子面空间小，且要探测前方地质情况，因而，许多物探方法现场布置收到限制；如电极难以布置，地面的各种装置不能排布；线框大小受限，许多依靠线性的连续测量方法不能使用。

4.3.3掌子面通畅的干扰因素包括：各种电缆引起电性的干扰噪音、各种风钻、隧道施工机械的震动噪音等；

4.3.4预报的目的了解掌子面前方一定范围的岩溶地质情况，地面物探