岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
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3 岩溶隧道设计的几点建议
基于对岩溶发育的特点及岩溶对工程的影响分 析，设计时应从隧道通过岩溶区的位置、岩溶水的处 理原则及结构设计等方面综合考虑， 以控制并降低 其风险，确保隧道安全。
3.1 岩溶地区隧道位置确定
从岩溶在地下水垂直分带上发育特点上分析， 以及岩溶地区隧道修建经验表明，线路选线设计时， 隧道位置应尽量选择在岩溶不发育地段通过； 当受 条件限制时线路应采用高线位， 以隧道通过岩溶水 垂直渗流带为宜，尽量避免穿越岩溶水水平径流带。 对于季节交替带、深部缓流带则应慎重对待，尤其是 深部缓流带中岩溶一般不发育，对隧道修建影响小； 但条件适宜时也能形成相当规模的溶洞， 对工程的 危害极大。 渝怀线圆梁山隧道修建经验也证实了这 一点。因此当线路要穿过此带时，地质勘探应重点查 明有无规模较大的溶洞发育，若存在这类情况，线路 选线时应尽量避免。
1 岩溶发育的类型及对工程的影响
1.1 按岩溶发育条件分类
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。 因此设计时， 一般可 把岩溶类型归结为以下几类：
（1） 地下水沿层面流动，形成沿地层走向，即沿 层面发育的岩溶。
一般可溶岩和非可溶岩接触带、 不同地层可溶 岩接触带、 同一种地层中可溶岩内沿层面推测至地
2 岩溶对隧道工程的影响及危害
岩 溶 对 隧 道 工 程 的 影 响 [2]主 要 是 ：洞 害 、水 害 、洞 穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷四个方面，其中尤以 岩溶水对隧道工程的危害最大。
2.1 施工期间
在修建过程中， 岩溶对工程的影响主要有以下 方面：
（1） 突水突泥 在岩溶及岩溶水发育地段， 一般造成施工进度 缓慢，严重时则可能造成人员伤亡、场地被毁、工期 延误等灾害。 如全长 9 418 m 渝怀线武隆隧道，中部 横洞工区先后揭示 4 处较大规模岩溶暗河，2#、3# 暗 河 在 2002 年 雨 季 时 最 大 涌 水 量 达 138×104 m3/d； 经过一个雨季， 随着岩溶管道的疏通，2003 年最大 涌水量达 718.6×104 m3/d， 涌水时间一般持续 1～2 天；洞口施工场地四次被毁，梭矿、风机等设备冲入 乌江，工期耽误近 6 个月，溶洞处理费用高达 7 000 万；宜万线马鹿箐隧道[3]2006 年 1 月 21 日平导出现 突水，大水封闭整个平导、正洞，持续时间约 40 分钟 后衰减，突水总量约 18×104 m3/d，造成 11 人遇难、 场地冲毁等。 鉴于岩溶水危害严重， 在有关研究资料或规 定[4，5]中，将其突水、突泥灾害分为四级。 A 级（严重）：特大突水（涌水量＞1×105 m3/d）、大 型突水（涌水量 1×104～1×105 m3/d）、突泥、高水压。 发
岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
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的大型溶洞、暗河、地下湖等。 隧道通过此地段时具 有高—极高的风险。
（3） 水平径流带 位于地下水排泄基准面附近， 地下水的运动相 当强烈， 常沿裂隙及层面发育大量水平和倾斜的溶 洞，构成互相连通的地下通道。 工程位于此带时，其 对工程的危害和影响大，风险极高。 （4） 深部缓流带 此带低于地下水排泄基准面， 水的流动方向不 受当地水文网排水作用的直接影响， 而由地质构造 情况决定， 水在排泄基准面以下相对缓慢运动而排 到远处。此带中岩溶一般不发育，但条件适宜时（如： 深部岩溶水具承压性、深部岩溶水水温较高、深部岩 溶水流经碳质页岩、煤层和含硫化物的岩层时等）也 能形成相当规模的溶洞。 这类溶洞将对隧道工程的 修建造成极大影响。
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文 章 编 号 ：1009-6582（2011）01-0090-04
岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
Fra Baidu bibliotek杨昌宇
(中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031)
摘 要 岩溶地区隧道修建中出现的问题较多，尤其是岩溶水对施工安全、结构安全、运营安全的危害，并严重 影响建设工期和工程投资。 为此从岩溶发育的类型、岩溶对隧道工程的影响和危害等方面，通过近年在株六、渝怀、 宜万等铁路项目的工程实例，对岩溶地区隧道工程设计理念、设计技术等进行了系统分析，提出了岩溶地区隧道工 程的选线应尽量避开岩溶水的径流带及深部缓流带的建议；针对岩溶危害，在隧道结构设计时应结合安全评价，采 取适宜的加强措施；岩溶水一般宜按“宜疏不宜堵”原则治理，辅助坑道、洞口设置等应重视对岩溶水引排的适应性。
岩溶隧道线路坡度宜采用人字坡， 为保证排水 顺畅，富水岩溶隧道宜优先选用大坡度线路方案。
3.2 隧道岩溶水的处理
（1） 隧道内岩溶水处理一般 “宜疏不宜堵”，由 于岩溶水发育的不规律性， 建立排水系统应注意以 下问题。
① 施工中揭示出的岩溶暗河水随着暗河通道 上游充填物不断流失，管道被洗通，吸附影响范围加 大， 在后期水量还可能增大， 在利用人工构筑物引 排、选择过水断面时，应考虑过水能力有足够的富余 量作为安全储备。
关键词 岩溶隧道 工程影响 设计建议 中图分类号：U452.2+7 文献标识码：A
随着我国铁路建设的不断发展， 铁路路网规划 的不断实施，在岩溶地区修建的隧道越来越多，尤其 是在西南山区， 诸多长大复杂岩溶隧道正在修建或 即将修建。 由于岩溶的复杂性、发育的不规律性，在 岩溶地区修建隧道风险高。 降低岩溶隧道的建设风 险，保证工程安全有序实现，以及提高岩溶隧道工程 质量，确保岩溶地区隧道长期的运营安全，是岩溶地 区隧道设计的基本思想。围绕这一基本思想，在近几 年岩溶地区隧道设计中，针对岩溶风险、岩溶及岩溶 水的处理、衬砌结构、施工安全措施等方面积累了较 多经验，也有不少教训，值得思考。
表且地表洼地、落水洞、槽谷等岩溶现象明显等，且 岩层倾角陡的比倾角缓的岩溶相对发育。 隧道通过 这些地段可能发生灾害的风险高。
（2） 地下水沿节 理裂隙及其 密集带运移 ，形成 沿节理裂隙发育的岩溶。
（3） 沿断层发育 的岩溶，张性 断层附近的 岩溶 发育程度较强，而压性断层附近发育程度相对较弱。
（4） 沿向斜构造核部发育的岩溶。
生突水时短时间淹没施工掌子面、破坏施工设施、危 及作业人员安全，突水时间长达数小时至数十小时。
B 级（较严重）：中小型突水（涌水量 1×103～1×104 m3/d）、突泥。 可能致使施工停止，对作业人员安全有 一定影响。
C 级 （一 般 ）：小 型 涌 水 （涌 水 量 1×102～1×103 m3/d）、涌泥。
第 48 卷第 1 期(总第 336 期) 2011 年 2 月出版
91
Vol . 48 ， No . 1 ， Total . No . 336 Feb . 2011
现代隧道技术
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岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
衬砌泄水孔、 施工缝出现射水现象。 2006 年 5 月 9 日株六复线新猫猫营隧道洞身标+710~+790 段左侧 边墙开裂，尤其是+734~+744、+750~+760 段左侧衬 砌开裂严重，边墙外鼓，且有剥落掉块现象，严重危 及行车安全。 段内为灰岩，地表岩溶漏斗发育，拱顶 埋深约 30～40 m， 事发时当地也出现持续强降雨天 气。
水能力、防冲刷、冲淤条件外，应充分考虑施工作业 要求、人员逃生需要的要求。
④ 强化洞口排水系统的处理，避免排水影响洞 口环境。
（2） 对于地下水发育且隧道修建对生态环境或 工程环境可能产生不利影响的水塘、水库影响地段， 采取“以堵为主，限量排放”的原则。
（3） 对于环境保护要求低、但施工期间可能发生 如突水、突泥等危害地段，围岩破碎时应采取超前注 浆加固围岩，以改善围岩的力学性质，避免固体物质 流失，减少地下水涌出；当围岩完整稳定，可通过超 前钻孔引排地下水，减小水量，以避免突水的发生。
修 改 稿 返 回 日 期 ：2011-01-20 作者简介： 杨昌宇（1970-），男，高级工程师，从事于隧道与地下工程设计工作，E-mail：teysds@yeah.net.
90 第 48 卷第 1 期(总第 336 期) 2011 年 2 月出版 Vol . 48 ， No . 1 ， Total . No . 336 Feb . 2011
D 级（轻微）：涌水量＜1×102 m3/d，涌突水可能 性极小。
（2） 地表影响 隧道内岩溶水大量涌出， 还易造成地表失水及 地表塌陷， 如渝怀线的歌乐山隧道施工期间在堵水 以前，地表出现了 6 个陷坑，并造成水塘、泉点水位 下降。 （3） 结构影响 部分岩溶地段隧道开挖揭示出小溶洞、溶蚀现象 发育，岩溶水量不大甚至干燥无水，但在雨季时已完 工的衬砌或支护受岩溶水影响出现开裂、变形。 渝怀 线的杉树陀、白岩、涪陵等 10 余座隧道曾出现该类病 害；洛湛线、黔桂线等岩溶隧道也曾出现类似病害。 （4） 充填溶洞及空溶洞对隧道的影响 其主要加大了施工难度，减缓了施工进度，造成 投资增加。如渝怀线板桃隧道出口段溶洞长达 455 m， 形态复杂，处理时采用回填、支顶、跨越等措施，且在 DK215+693~+750 段 采 用 了 隧 道 边 墙 桩 基 托 梁 ，行 车部分采用 3-16 m 钢筋混凝土梁桥，桥全长 57.04 m 的跨越方案。 该段溶洞处理费用近 2 000 万，施工 缓慢， 为加快施工进度不得不增加迂回导坑绕避该 段。而渝怀线干溪沟隧道内溶洞群则采用了回填、旋 喷桩、钢管桩、框架基础等多种措施处理，处理费用 近 1 000 万。
（2） 衬砌结构应适应岩溶水可能变化的环境 在排水条件下， 衬砌选择时应重视岩溶及岩溶 水发育的不规律性的影响，从地形条件、岩溶发育程 度、排水系统的有效性、运营后环境条件可能的变化 等方面分析隧道工作环境可能存在的不利条件，评 估衬砌结构的可靠性和安全性， 并选择适宜的加强 衬砌结构。 ① 应重视地表岩溶发育的特点及岩溶发育的 规模。对于地表径流条件较差、而岩溶洼地、漏斗、槽 谷等发育地段， 衬砌结构选择时应考虑雨季或暴雨 等条件下可能的地下水量、水压等的变化。 ② 应考虑隧道排水系统的可靠性和有效性以 及岩溶水量变化的滞后性。随着时间的推移，岩溶管 道的洗通， 袭夺地下水影响范围扩大， 水量等会加 大。 上述中株六复线新猫猫营、 大竹林隧道出现的 事故原因之一就在于排水系统的局部堵塞， 地下水 环境的改变，产生了衬砌结构所不能适应的静水、动 水压力。 ③ 衬砌设计应考虑地表环境可能的变化，尤其 应重视隧道区域内水利设施、 地方工矿企业的建设 和规划， 其可能造成地表径流条件变化而导致地下
2.2 运营期间
由于岩溶水影响，建成通车后的隧道则可能出 现隧道渗漏水严重、洞内水淹没道床、隧道底板被 岩溶水挤压破坏、衬砌开裂变形甚至破坏，危及行 车安全，甚至中断行车等。 如株六复线开通运营四 年 后 ， 6 067 m 的 大 竹 林 隧 道 在 2005 年 7 月 9 日 下 午 14：10 洞 身 标 1775 附 近 起 拱 线 以 上 0.5~1 m 范围混凝土衬砌剥离坍塌，长度约 5 m，边墙局部段 开裂严重，在水沟顶附近至施工缝，局部有错台，边 墙有外挤现象，造成中断行车 18 小时 40 分钟。该段 为灰岩，且地表有一大洼地，事发时曾发生强降雨，
3.3 衬砌结构
大量的工程实践表明，对于岩溶地区隧道，尤其 是岩溶发育地段，衬砌的选用应慎重。
（1） 衬砌结构应适应揭示的围岩状况及岩溶水 环境
隧道衬砌结构适用于揭示围岩的状况及岩溶水 环境条件是设计必须的。 对地表环境有影响需采取 堵水措施地段，应采用防 水型衬砌[6]，其 衬砌结构须 适应一定的水压；排水地段则采用排水型衬砌，为防 止串水，宜设置分区防水系统。
② 采用恢复岩溶通道排水的方案时，宜对岩溶 通道做详细调查和观测，包括连通试验等，且岩溶通 道具有完整洞壁、沉积物少、下游流程短的特点，同 时还宜预留排泄不畅时的补救条件。
③ 泄水洞过水断面、坡度等的确定，除考虑过
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1.2 按岩溶地区地下水垂直分带进行分类
岩溶发育的垂直分带性取决于岩溶地区水文地 质的垂直分带，一般在岩性单一的可容岩中，地下水 具 有 四 个 分 带[1]，对 应 的 岩 溶 发 育 有 以 下 特 点 ：
（1） 垂直渗流带 位于地下水排泄基准面以上， 为临时性地下水 运动带，以垂直运动为主，地表水通过裂隙垂直向下 运动。 岩溶形态以漏斗、落水洞等为主，局部可能形 成水平溶洞。 （2） 季节交替带 地下水运动随季节变化，呈周期性交替。干季时 地下水位降低，为垂直运动；雨季时地下水位上升， 为水平运动。在此带中岩溶发育最强烈，常形成复杂
基于对岩溶发育的特点及岩溶对工程的影响分 析，设计时应从隧道通过岩溶区的位置、岩溶水的处 理原则及结构设计等方面综合考虑， 以控制并降低 其风险，确保隧道安全。
3.1 岩溶地区隧道位置确定
从岩溶在地下水垂直分带上发育特点上分析， 以及岩溶地区隧道修建经验表明，线路选线设计时， 隧道位置应尽量选择在岩溶不发育地段通过； 当受 条件限制时线路应采用高线位， 以隧道通过岩溶水 垂直渗流带为宜，尽量避免穿越岩溶水水平径流带。 对于季节交替带、深部缓流带则应慎重对待，尤其是 深部缓流带中岩溶一般不发育，对隧道修建影响小； 但条件适宜时也能形成相当规模的溶洞， 对工程的 危害极大。 渝怀线圆梁山隧道修建经验也证实了这 一点。因此当线路要穿过此带时，地质勘探应重点查 明有无规模较大的溶洞发育，若存在这类情况，线路 选线时应尽量避免。
1 岩溶发育的类型及对工程的影响
1.1 按岩溶发育条件分类
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。 因此设计时， 一般可 把岩溶类型归结为以下几类：
（1） 地下水沿层面流动，形成沿地层走向，即沿 层面发育的岩溶。
一般可溶岩和非可溶岩接触带、 不同地层可溶 岩接触带、 同一种地层中可溶岩内沿层面推测至地
2 岩溶对隧道工程的影响及危害
岩 溶 对 隧 道 工 程 的 影 响 [2]主 要 是 ：洞 害 、水 害 、洞 穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷四个方面，其中尤以 岩溶水对隧道工程的危害最大。
2.1 施工期间
在修建过程中， 岩溶对工程的影响主要有以下 方面：
（1） 突水突泥 在岩溶及岩溶水发育地段， 一般造成施工进度 缓慢，严重时则可能造成人员伤亡、场地被毁、工期 延误等灾害。 如全长 9 418 m 渝怀线武隆隧道，中部 横洞工区先后揭示 4 处较大规模岩溶暗河，2#、3# 暗 河 在 2002 年 雨 季 时 最 大 涌 水 量 达 138×104 m3/d； 经过一个雨季， 随着岩溶管道的疏通，2003 年最大 涌水量达 718.6×104 m3/d， 涌水时间一般持续 1～2 天；洞口施工场地四次被毁，梭矿、风机等设备冲入 乌江，工期耽误近 6 个月，溶洞处理费用高达 7 000 万；宜万线马鹿箐隧道[3]2006 年 1 月 21 日平导出现 突水，大水封闭整个平导、正洞，持续时间约 40 分钟 后衰减，突水总量约 18×104 m3/d，造成 11 人遇难、 场地冲毁等。 鉴于岩溶水危害严重， 在有关研究资料或规 定[4，5]中，将其突水、突泥灾害分为四级。 A 级（严重）：特大突水（涌水量＞1×105 m3/d）、大 型突水（涌水量 1×104～1×105 m3/d）、突泥、高水压。 发
岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
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的大型溶洞、暗河、地下湖等。 隧道通过此地段时具 有高—极高的风险。
（3） 水平径流带 位于地下水排泄基准面附近， 地下水的运动相 当强烈， 常沿裂隙及层面发育大量水平和倾斜的溶 洞，构成互相连通的地下通道。 工程位于此带时，其 对工程的危害和影响大，风险极高。 （4） 深部缓流带 此带低于地下水排泄基准面， 水的流动方向不 受当地水文网排水作用的直接影响， 而由地质构造 情况决定， 水在排泄基准面以下相对缓慢运动而排 到远处。此带中岩溶一般不发育，但条件适宜时（如： 深部岩溶水具承压性、深部岩溶水水温较高、深部岩 溶水流经碳质页岩、煤层和含硫化物的岩层时等）也 能形成相当规模的溶洞。 这类溶洞将对隧道工程的 修建造成极大影响。
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文 章 编 号 ：1009-6582（2011）01-0090-04
岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
Fra Baidu bibliotek杨昌宇
(中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031)
摘 要 岩溶地区隧道修建中出现的问题较多，尤其是岩溶水对施工安全、结构安全、运营安全的危害，并严重 影响建设工期和工程投资。 为此从岩溶发育的类型、岩溶对隧道工程的影响和危害等方面，通过近年在株六、渝怀、 宜万等铁路项目的工程实例，对岩溶地区隧道工程设计理念、设计技术等进行了系统分析，提出了岩溶地区隧道工 程的选线应尽量避开岩溶水的径流带及深部缓流带的建议；针对岩溶危害，在隧道结构设计时应结合安全评价，采 取适宜的加强措施；岩溶水一般宜按“宜疏不宜堵”原则治理，辅助坑道、洞口设置等应重视对岩溶水引排的适应性。
岩溶隧道线路坡度宜采用人字坡， 为保证排水 顺畅，富水岩溶隧道宜优先选用大坡度线路方案。
3.2 隧道岩溶水的处理
（1） 隧道内岩溶水处理一般 “宜疏不宜堵”，由 于岩溶水发育的不规律性， 建立排水系统应注意以 下问题。
① 施工中揭示出的岩溶暗河水随着暗河通道 上游充填物不断流失，管道被洗通，吸附影响范围加 大， 在后期水量还可能增大， 在利用人工构筑物引 排、选择过水断面时，应考虑过水能力有足够的富余 量作为安全储备。
关键词 岩溶隧道 工程影响 设计建议 中图分类号：U452.2+7 文献标识码：A
随着我国铁路建设的不断发展， 铁路路网规划 的不断实施，在岩溶地区修建的隧道越来越多，尤其 是在西南山区， 诸多长大复杂岩溶隧道正在修建或 即将修建。 由于岩溶的复杂性、发育的不规律性，在 岩溶地区修建隧道风险高。 降低岩溶隧道的建设风 险，保证工程安全有序实现，以及提高岩溶隧道工程 质量，确保岩溶地区隧道长期的运营安全，是岩溶地 区隧道设计的基本思想。围绕这一基本思想，在近几 年岩溶地区隧道设计中，针对岩溶风险、岩溶及岩溶 水的处理、衬砌结构、施工安全措施等方面积累了较 多经验，也有不少教训，值得思考。
表且地表洼地、落水洞、槽谷等岩溶现象明显等，且 岩层倾角陡的比倾角缓的岩溶相对发育。 隧道通过 这些地段可能发生灾害的风险高。
（2） 地下水沿节 理裂隙及其 密集带运移 ，形成 沿节理裂隙发育的岩溶。
（3） 沿断层发育 的岩溶，张性 断层附近的 岩溶 发育程度较强，而压性断层附近发育程度相对较弱。
（4） 沿向斜构造核部发育的岩溶。
生突水时短时间淹没施工掌子面、破坏施工设施、危 及作业人员安全，突水时间长达数小时至数十小时。
B 级（较严重）：中小型突水（涌水量 1×103～1×104 m3/d）、突泥。 可能致使施工停止，对作业人员安全有 一定影响。
C 级 （一 般 ）：小 型 涌 水 （涌 水 量 1×102～1×103 m3/d）、涌泥。
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岩溶地区隧道设计的几点思考及建议
衬砌泄水孔、 施工缝出现射水现象。 2006 年 5 月 9 日株六复线新猫猫营隧道洞身标+710~+790 段左侧 边墙开裂，尤其是+734~+744、+750~+760 段左侧衬 砌开裂严重，边墙外鼓，且有剥落掉块现象，严重危 及行车安全。 段内为灰岩，地表岩溶漏斗发育，拱顶 埋深约 30～40 m， 事发时当地也出现持续强降雨天 气。
水能力、防冲刷、冲淤条件外，应充分考虑施工作业 要求、人员逃生需要的要求。
④ 强化洞口排水系统的处理，避免排水影响洞 口环境。
（2） 对于地下水发育且隧道修建对生态环境或 工程环境可能产生不利影响的水塘、水库影响地段， 采取“以堵为主，限量排放”的原则。
（3） 对于环境保护要求低、但施工期间可能发生 如突水、突泥等危害地段，围岩破碎时应采取超前注 浆加固围岩，以改善围岩的力学性质，避免固体物质 流失，减少地下水涌出；当围岩完整稳定，可通过超 前钻孔引排地下水，减小水量，以避免突水的发生。
修 改 稿 返 回 日 期 ：2011-01-20 作者简介： 杨昌宇（1970-），男，高级工程师，从事于隧道与地下工程设计工作，E-mail：teysds@yeah.net.
90 第 48 卷第 1 期(总第 336 期) 2011 年 2 月出版 Vol . 48 ， No . 1 ， Total . No . 336 Feb . 2011
D 级（轻微）：涌水量＜1×102 m3/d，涌突水可能 性极小。
（2） 地表影响 隧道内岩溶水大量涌出， 还易造成地表失水及 地表塌陷， 如渝怀线的歌乐山隧道施工期间在堵水 以前，地表出现了 6 个陷坑，并造成水塘、泉点水位 下降。 （3） 结构影响 部分岩溶地段隧道开挖揭示出小溶洞、溶蚀现象 发育，岩溶水量不大甚至干燥无水，但在雨季时已完 工的衬砌或支护受岩溶水影响出现开裂、变形。 渝怀 线的杉树陀、白岩、涪陵等 10 余座隧道曾出现该类病 害；洛湛线、黔桂线等岩溶隧道也曾出现类似病害。 （4） 充填溶洞及空溶洞对隧道的影响 其主要加大了施工难度，减缓了施工进度，造成 投资增加。如渝怀线板桃隧道出口段溶洞长达 455 m， 形态复杂，处理时采用回填、支顶、跨越等措施，且在 DK215+693~+750 段 采 用 了 隧 道 边 墙 桩 基 托 梁 ，行 车部分采用 3-16 m 钢筋混凝土梁桥，桥全长 57.04 m 的跨越方案。 该段溶洞处理费用近 2 000 万，施工 缓慢， 为加快施工进度不得不增加迂回导坑绕避该 段。而渝怀线干溪沟隧道内溶洞群则采用了回填、旋 喷桩、钢管桩、框架基础等多种措施处理，处理费用 近 1 000 万。
（2） 衬砌结构应适应岩溶水可能变化的环境 在排水条件下， 衬砌选择时应重视岩溶及岩溶 水发育的不规律性的影响，从地形条件、岩溶发育程 度、排水系统的有效性、运营后环境条件可能的变化 等方面分析隧道工作环境可能存在的不利条件，评 估衬砌结构的可靠性和安全性， 并选择适宜的加强 衬砌结构。 ① 应重视地表岩溶发育的特点及岩溶发育的 规模。对于地表径流条件较差、而岩溶洼地、漏斗、槽 谷等发育地段， 衬砌结构选择时应考虑雨季或暴雨 等条件下可能的地下水量、水压等的变化。 ② 应考虑隧道排水系统的可靠性和有效性以 及岩溶水量变化的滞后性。随着时间的推移，岩溶管 道的洗通， 袭夺地下水影响范围扩大， 水量等会加 大。 上述中株六复线新猫猫营、 大竹林隧道出现的 事故原因之一就在于排水系统的局部堵塞， 地下水 环境的改变，产生了衬砌结构所不能适应的静水、动 水压力。 ③ 衬砌设计应考虑地表环境可能的变化，尤其 应重视隧道区域内水利设施、 地方工矿企业的建设 和规划， 其可能造成地表径流条件变化而导致地下
2.2 运营期间
由于岩溶水影响，建成通车后的隧道则可能出 现隧道渗漏水严重、洞内水淹没道床、隧道底板被 岩溶水挤压破坏、衬砌开裂变形甚至破坏，危及行 车安全，甚至中断行车等。 如株六复线开通运营四 年 后 ， 6 067 m 的 大 竹 林 隧 道 在 2005 年 7 月 9 日 下 午 14：10 洞 身 标 1775 附 近 起 拱 线 以 上 0.5~1 m 范围混凝土衬砌剥离坍塌，长度约 5 m，边墙局部段 开裂严重，在水沟顶附近至施工缝，局部有错台，边 墙有外挤现象，造成中断行车 18 小时 40 分钟。该段 为灰岩，且地表有一大洼地，事发时曾发生强降雨，
3.3 衬砌结构
大量的工程实践表明，对于岩溶地区隧道，尤其 是岩溶发育地段，衬砌的选用应慎重。
（1） 衬砌结构应适应揭示的围岩状况及岩溶水 环境
隧道衬砌结构适用于揭示围岩的状况及岩溶水 环境条件是设计必须的。 对地表环境有影响需采取 堵水措施地段，应采用防 水型衬砌[6]，其 衬砌结构须 适应一定的水压；排水地段则采用排水型衬砌，为防 止串水，宜设置分区防水系统。
② 采用恢复岩溶通道排水的方案时，宜对岩溶 通道做详细调查和观测，包括连通试验等，且岩溶通 道具有完整洞壁、沉积物少、下游流程短的特点，同 时还宜预留排泄不畅时的补救条件。
③ 泄水洞过水断面、坡度等的确定，除考虑过
92 第 48 卷第 1 期(总第 336 期) 2011 年 2 月出版 Vol . 48 ， No . 1 ， Total . No . 336 Feb . 2011
1.2 按岩溶地区地下水垂直分带进行分类
岩溶发育的垂直分带性取决于岩溶地区水文地 质的垂直分带，一般在岩性单一的可容岩中，地下水 具 有 四 个 分 带[1]，对 应 的 岩 溶 发 育 有 以 下 特 点 ：
（1） 垂直渗流带 位于地下水排泄基准面以上， 为临时性地下水 运动带，以垂直运动为主，地表水通过裂隙垂直向下 运动。 岩溶形态以漏斗、落水洞等为主，局部可能形 成水平溶洞。 （2） 季节交替带 地下水运动随季节变化，呈周期性交替。干季时 地下水位降低，为垂直运动；雨季时地下水位上升， 为水平运动。在此带中岩溶发育最强烈，常形成复杂