理论教育 隧道工程施工:溶洞防控

隧道工程施工:溶洞防控

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:溶洞是岩溶现象的一种。防止在一次爆破后溶洞内的充填物突然大量涌入隧道,或溶洞水突然涌入隧道,造成严重损失。

隧道工程施工:溶洞防控

溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主,并受潜蚀和机械塌陷作用而形成的基本沿水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。

岩溶是指可溶性岩层,如石灰岩白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等,其受水的化学作用和机械作用会产生沟槽、裂缝和空洞,空洞顶部塌落会使地表产生陷穴、洼地等现象。我国石灰岩分布极广,隧道施工时常会遇到溶洞。

1.溶洞的类型及对隧道施工的影响

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

当隧道穿过可溶性岩层时,有的溶洞岩质破碎,容易发生坍塌;有的溶洞位于隧道底部,充填物松软且溶洞较深,使隧道基底难以处理;有时遇到饱含水分的充填物溶槽,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;有时遇到大的暗河,岩溶水或泥沙夹水大量涌入隧道;有的溶洞、暗河迂回交错,分支错综复杂,范围宽广,处理十分困难。

2.隧道施工遇到溶洞时的处理措施

隧道通过岩溶区,应查明溶洞分布范围和类型、岩层的完整稳定程度、充填物和地下水情况,据此确定施工方法。对尚在发育或穿越暗河等地质条件复杂的岩溶区,应查明情况,审慎选定施工方案;对有可能发生的突然大量涌水、流石、流泥、崩坍、落石等,必须事先制定措施,确保施工安全。

隧道穿过岩溶区,如岩层比较完整、稳定,溶洞已停止发育,有比较坚实的填充物,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,便于采取相应的措施;如溶洞尚在发育或穿越暗河等岩溶区时,则必须探明地下水量大小、水流方向等,先解决施工中的排水问题,一般可采用平行导坑施工方案,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,平行导坑可作为泄水通道,正洞堵塞时也可利用平行导坑在前方开辟掘进工作面,以免正洞停工。

岩溶地段隧道常用的溶洞处理方法有引、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的位置关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施排出水流或开凿泄水洞将水排出洞外,当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时,应在适当位置处开凿引水斜洞(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。

(2)堵。(www.daowen.com)

对已停止发育、跨径较小、无水的溶洞,可根据其与隧道相交的位置及充填情况,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。当隧道拱顶有空溶洞时,可视溶洞的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进行拱顶回填处理。

(3)越。

当隧道一侧有狭长而较深的溶洞时,可加深该侧的边墙基础;隧道底部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水;隧道边墙部位有较大、较深的溶洞,不宜加深边墙基础时,可在边墙部位或隧底以下筑拱跨过;当隧道中部及底部有深狭的溶洞时,可加强两边墙基础,并根据情况设置桥台架梁通过;隧道穿过大溶洞,情况较为复杂时,可根据实际情况,采用边墙梁、行车梁等,由设计单位进行特殊设计后再施工。

(4)绕。

在岩溶区施工,个别溶洞处理耗时且困难时,可采取迁回导坑绕过溶洞,继续进行隧道施工,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。

3.溶洞地段隧道施工的注意事项

(1)当施工到溶洞边缘时,各工序应紧密衔接,支护和衬砌提前施作。同时应利用探孔或物探作超前预报,设法探明溶洞的形状、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。

(2)施工中应注意检查溶洞顶部,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,再在溶洞顶部附近打入锚杆,并应设置施工防护架或钢筋防护网。

(3)在溶蚀地段进行爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼,并控制爆破药量,减少对围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的充填物突然大量涌入隧道,或溶洞水突然涌入隧道,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。如充填物为极松散的砾石或流塑状黏土及砂黏土等,可于开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表和洞内注浆相结合的方法加固;如遇颗粒细、含水量大的流塑状土壤,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)未做出溶洞处理方案前,不要将弃渣随意倾填于溶洞中。如果弃渣覆盖了溶洞,不但不能了解溶洞的真实情况,反而会给施工造成更多困难。

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