浅谈隧道施工溶洞及塌方处理

浅谈隧道施工溶洞及塌方处理

摘要：隧道工程是一种地下施工工程，在施工的过程中容易受到地质情况差异的影响，各种不同地质变化和外力的因素的作用下，均有可能对工程质量造成重大的影响，这些影响主要包括工程安全、施工效率和施工进度等。由于溶洞是地表水和地下水对溶性岩层经过多年的化学反应和机械破坏而形成的一种地下溶蚀现象，这种物质的存在对隧道工程的主要影响在于结构的不稳定和悬空，造成了隧道使用可靠性降低，且随着季节的变化这种溶洞还是会出现涌水和渗水现象，给工程施工带来不便和结构体系不稳定的影响。本文通过工程实例分析，就隧道工程溶洞隐患及塌方问题的处理进行简要阐述，并提出合理、科学、有效的处理方案。

关键词：公路隧道溶洞塌方处理

隧道施工是一项复杂的系统工程，在施工的过程中，无论是哪个方面，哪个环节，哪个阶段或者是哪个环节的工作没有做好，没有做到位，都有可能酿成重大的事故。尤其是在溶洞地质情况下，这种问题显得尤为重要。因此在目前工程项目中，如何有效的确保隧道工程施工安全、施工合理和施工进度的有效控制是摆在我们广大隧道施工管理和技术人员面前的主要难题。

一、工程简介

某高速公路在施工中经历了多种隧道工程，最长隧道全长2727 m，且在隧道设计的时候是双洞四车道设计流程，每个隧道的宽度为11.25m，隧道高度设置为7.1m。由于在施工的过程中，该隧道

地处复杂的山陵之间，各种山地土质结构错综复杂，总体为西高东低，地貌结构总体上都是以低山为主，而周围多数为丘陵和溶蚀山地，在这种地形的影响下，施工进度和施工质量受到了极大的影响，且在山区沟壑错综，岸坡陡险，山峰和河谷的相对高差较大。在施工的过程中，沿线的底层也是较为复杂，各种岩石性质变化多端，布局错综。岩性主要为白云岩、漂卵石土、亚砂土、碎石土等，而在路线的经过区域，地质构造运动较为强烈，褶皱和断层发育明显，岩石层具有着较为破碎的形态。

二、溶洞概况

1.某隧道右线yk171+128掌子面前方围岩溶蚀发育，发育有较大溶洞、钙化、石钟乳和钟乳石，溶洞顺路线前方及右下方分布，形成长条状溶洞（由于溶洞内地形复杂，无法探测具体溶洞长度及深度）。

2.某隧道右线yk171+341.2左上方拱顶溶洞坍塌，溶腔涌水，形成锥形空腔；右线yk171+341.2位置的洞顶原地表塌陷，形成（长7m*宽6m*深9m）锥型坑洞，塌陷区位于山谷冲沟，危及隧道安全。

3.某隧道右线yk171+340～ yk171+348段为断层，并伴有溶洞、孤石、崩塌体和涌水现象，顺路线前方发育。造成yk171+341.2掌子面左上方拱顶溶洞坍塌，yk171+345掌子面正上方拱顶溶洞坍塌，洞顶原地表塌陷，虽采用强支护施工到目前掌子面，但因溶腔内孤石脱落，导致该段拱腰至拱脚初支出现开裂，目前yk171+348掌子面右侧拱顶和左侧拱脚又出现溶洞，左侧拱脚洞内有气流，围岩极

为破碎、松散，岩体自稳能力差。

三、溶洞及塌方处理原则

（1）安全性，安全性可以说是任何工程项目和施工中都不容忽视的重点环节，在施工的过程中是确保施工合理进行的基础前提，也是保证隧道工程完成之后不渗不漏的主要保障。（2）可操作性强。要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。（3）灵活性好。根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。（4）具有可连续性。需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。（5）经济性强。即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。（6）处理施工方案科学。首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。

四、开挖工程处理方法

开挖工作是隧道施工的第一流程，开挖工作的优越与否直接影响隧道施工的安全、质量和效益。提高光面爆破，可以减少对围岩的扰动，减少应力集中，有利于自然拱的形成，便于喷砼施工，因此，隧道施工安全的关键是开挖。

良好的光面爆破可以减少超欠挖，这样减少了欠挖处理及超挖

石碴的外运量，减少衬砌时砼的回填量，而且砼衬砌厚度均匀减少了应力集中。因此，开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。开挖是关键，还在于开挖决定了隧道的初始几何尺寸表明了隧道的贯通及误差，一旦开挖出了问题，其它后续工序也就失去了意义，再次施工安全就很可能得不到保障。

五塌方处理

1、施工地形选择

在山区修建隧道，由于隧道穿越地区工程地质和水文地质的复杂多变，决定了山岭隧道的施工难度。下面列举容易发生塌方的地段和部位，以便遇到类似情况时能引起高度重视。

（1）容易发生塌方的地段

a、埋深较浅地段：山岭隧道埋深在200米以下时，围岩由于受到地表水侵蚀，岩层风化严重，如施工不当易发生塌方。

b、断层破碎带及断层影响带：因其围岩破碎，自稳能力差，并含有大量的填充物和地下水，如施工不当易发生塌方。

c、岩层接触带：因其岩层不同，且大多伴有小构造，如重视不够可能会发生塌方。

（2）容易发生坍方的部位

a.隧道洞口：隧道洞口集埋深浅、石质较差、受力结构复杂等不利因素于一体，处理不当极易发生坍方。

b.隧道拱脚：当采用台阶法施工开挖下半断面时，若拱脚支护不力，极易造成坍方。

c.隧道墙脚：当进行检底施工时，措施不当墙脚悬空时，致使边墙失稳而发生偏帮。

2、处理方法

隧道施工过程和方法是多种多样的，在当前的施工实践中，采用最多的方法是台阶法，其次是全断面法。在大断面隧道中，中隔壁法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法采用较多。选择施工方法，并不完全决定于地质条件。地质条件仅仅是选择施工方法的一个因素，而更应强调的是：施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。其中环境因素有时成为选择施工方法的决定性因素。选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归纳为：

a.施工条件：经过多种施工实践证明，在目前的隧道工程中，施工条件是决定施工质量和施工效益的最基本因素，也是施工中采用最多的一种施工方式和施工策略，在这种工程项目施工的时候要确保工程施工人员的能力和素质能够满足施工技术要求，管理者水平能够达到施工设计目标。

b.围岩条件：也就是地质条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等。围岩级别是对围岩工程性质的综合判定，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。

四、结束语

通过以上处理措施的实施，该隧道工程安全通过了溶洞，经量测表明，该段下沉、收敛情况稳定，支护结构表面无明显渗漏水现象。运用上述方法，对某隧道开挖过程中所遇到的溶洞进行了处理，