岩溶地段隧道施工技术措施
复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究
复杂岩溶地层地铁盾构施工影响的关键技术研究发布时间：2023-03-02T06:47:39.205Z 来源：《工程建设标准化》2022年20期作者：丛英学[导读] 本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。
丛英学中交隧道工程局有限公司江苏省南京市 211100摘要：本文先从复杂岩溶地层的处理入手，接着分析了盾构施工的技术和注意要点，希望能够帮助施工人员更好开展工作。
关键词：岩溶地层；地铁盾构；施工影响；关键技术1岩溶地层处理1.1处理原则全填充溶洞属于基坑开挖面之外内容，在经过钻孔探测之后，如果填充物是硬塑状黏土，探孔没有渗漏水现象，那就不需要加固并对溶洞注浆，如果填充物是其它类型，那就要对溶洞注浆和加固。
开挖面以内的穿越状全填充型溶洞，如果填充物属于硬塑状黏土，开挖之后没有渗漏水、填充物比较稳定，那就不要清理填充物，只要对一些空洞回填注浆即可；如果填充物是其它物质就要注浆和加固。
盾构法施工过程中，除了建筑物涵盖的地区，其他地区使用地面处理方式，辅之以洞内处理。
1.2不同地区地铁工程的处理措施1.2.1处理措施的相同处我国地铁工程存在岩溶地层，通常使用间歇式注浆法，使用纯水泥浆、水泥砂浆等材料。
划分溶洞的时候需要考虑溶洞、结构距离、溶洞填充种类和溶洞高度等数据。
1.2.2处理措施的不同处一些城市要考虑隔水层，进而确定隧道底部的加固大小。
一些城市会考虑周围的建筑环境，从而更好地把握隧道两边和底部的加固大小。
施工人员选择注浆压力的时候，一些城市会参考地下水压力，根据注浆孔位来判断注浆压力。
结合隧道两边的处理范围，一些城市选择6m的直径盾构。
隧道底部的处理处理直径位于2m-10m之间。
1.3处理要求对于处理结果的要求，不同地区的地铁设计要求不一样，施工人员在具体验证的时候需要花费一些成本，试验的离散性较大。
以下是普遍的岩层地层处理结果要求，受限，岩溶地层在加固之后任意选择钻孔取芯，采取抗压试验，无侧限的抗压强度值大于0.5MPA。
岩溶隧道施工
岩溶隧道施工一、工艺概述主要是指隧道通过可溶性岩层（石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等地层）的施工。
岩溶隧道断层破碎带、富水地层施工前须根据设计提供的水文地质资料，结合现场实际情况，进行岩溶情况调查，分析岩溶分布范围和类型，根据岩溶发育的具体情况制定具有针对性的超前地质预报措施和施工方案。
二、作业内容主要作业内容有：岩溶调查、超前地质预报、岩溶段施工方案的确定、钻孔注浆施工等。
三、质量标准及验收方法岩溶段施工情况较为复杂，施工工序很多，钻孔注浆是最常用的施工措施。
1、钻孔岩溶隧道施工地质钻机钻孔作业允许偏差和检查方法必须符合规定。
2、注浆（1）岩溶隧道注浆作业检查方法必须符合规定：（2）注浆防水选用的注浆材料质量应符合设计要求。
（3）浆液配合比设计应符合设计要求。
(3)注浆效果必须符合设计要求。
(4)注浆压力、注浆量、注浆时间等注浆参数应符合设计要求。
(5)注浆孔数量、布置、间距、孔深应符合设计要求。
(6)注浆对地表的影响应符合设计要求。
(7)超前预注浆后的渗水量应小于设计值。
四、工序步骤及质量控制说明1、施工准备1.1完成岩溶段施工的施工方案的编制、会审和报批工作，并进行技术培训和交底。
1.2人力资源准备。
1.3主要材料准备。
1.4主要施工设备。
2、施工调查2.1岩溶调查2.1.1仔细阅读设计施工图纸的地质、水文资料，根据设计施工图纸提供的地质纵断面图，判断隧道是否通过可溶岩地段，分析出各段的位置。
并对岩溶地段的地形地貌作地表调查，尤其是石芽、溶沟、溶槽、暗河、落水洞等的位置、形状、大小以及其影响范围，并对地表水流向进行详细的调查，弄清其与隧道的位置关系。
2.1.2根据设计施工图纸的地质、水文资料和调查情况逐一对可溶岩地段进行地层、结构、岩溶发育规模、水量和物探等方面的分析，评估对隧道的影响大小。
2.2地质预报2.2.1根据岩溶调查的结果，选取相对应的地质预报措施，并编制各岩溶段的地质预报方案。
大瑶山3号隧道岩溶地段施工技术
公路 隧道
２ ０ 第 ２期 （ ０ ８年 总第 ６ ） ２期
大 瑶 山 ３号 隧 道 岩 溶 地 段 施 工 技 术
王 艳 芳
（ 中铁 十二局集 团第二工程有 限公 司 太原市 ０ ０ ３ ） ３ ０ ２
摘
要 大瑶山 ３号隧道地质 条件 复杂 ， 溶洞 、 腔 。本文简 要介 绍对溶 洞 、 的超 前地 质预报 手段 和处 存在 溶 溶腔
出 口（ 东侧 ） ２ ０ 出 口标 高约 １ ５ 低 于 隧道 出 约 ３ ｍ， ６ ｍ，
口标高 。附近 出露 岩 基 为 棋 梓 桥 厚 层状 灰 岩 ， 产状 ６ １。裂 隙较发 育 ， 道 流 沿 走 向 ２０方 向 的裂 Ｏ ２， 管 ６。 隙流 出 。流 量 随 季 节 性 的 变 化 较 大 ， 流 量 达 其 ４ ． Ｌ ｓ该 管道 流 出 口流 量 在 暴 雨 季 节 增 大 ２３ ９４ ／ ， ／， 且 水质 浑浊 。
段为碎屑岩～浅变质岩分布区， 属侵蚀构造型低 山，
其 主要 特 点 为 深 切 割 、 陡坡 、 谷 发 育 ； Ｋ１３ － 峡 Ｄ ９１ ９
７ｏ Ｋ ９ ２ ９０ 为碳酸盐分布 区， ｏ ～Ｄ １３ － ７ 段 ９ 属溶蚀 构
造 型低 山 ， 岩溶 十 分发 育 ， 主要 岩溶 地貌 形态 以丘 陵
及谷地为主 ， 微地貌为溶沟、 溶槽、 岩溶漏斗、 落水洞
等 十分发 育 ； 下 岩 溶 如 溶 洞 、 道 流 等 均 发 育 ， 地 管 地 形起伏 相 对较 小 ， 形 相对 高 差 一般 为 １０ 左 右 ， 地 ０ｍ
最 大约 ３ ０ ０ ｍ。
３ 岩 溶 地 段 施 工 流 程
４ 施工过程 中采用超前预报方法
岩溶隧道施工安全技术与风险控制
岩溶隧道施工安全技术与风险控制一、风险分析岩溶隧道施工常遇到的地质问题包括溶洞、暗河和水囊等。
一些溶洞位于隧道底部，需要对这些溶洞进行填充处理，但是填充物松软且深，当进行隧道基底施工时，易出现不均匀沉降现象；岩溶隧道施工会遇到大的水囊和暗河，一旦挖通岩壁或者水囊和暗河冲破岩壁，会有大量的岩溶水或者泥沙水涌入隧道；岩溶隧道施工会遇到饱含水分的充填物溶槽，一旦坑道掘进到其边缘时，将会有大量的含水充填物不断涌入隧道，造成地表开裂，山体压力剧增；此外，还有一些溶洞和暗河迂回交错的岩溶隧道，施工难度大。
在岩溶隧道施工中，除了具有一般隧道所具有的风险外，还主要存在以下风险：（1）未进行超前地质预报或预报方法太单一等不安全行为，一旦发生突发性突涌水事故，易发生重大人员伤亡事故，造成施工设备和器械浸泡、隧道内有轨和无轨道路中断、隐藏在水中的尖锐物体对人员造成意外伤害等。
（2）若对岩溶水处理不当，例如随意排放岩溶水，可能造成泥石流灾害。
（3）在溶洞充填体中掘进时，若不提前注浆加固，在掘进过程中极易造成塌方冒顶事故。
（4）钻炮眼前，若前方有地下承压水体但未进行超前钻孔探测，密集的炮眼会削弱掌子面的承载力，在钻眼时极易造成突水灾害，也可能在爆破瞬间发生突水灾害。
（5）长进尺、大药量爆破可能引发隧道坍塌冒顶事故，也可能引发突涌水灾害。
（6）当隧道只有一侧遇到溶洞时，若先开挖另一侧，可能造成片帮甚至塌方事故。
（7）施工中若未处理溶洞顶板危石，或高处处理危石时安全措施不当，可能造成物体打击伤害或高处坠落伤害。
（8）探明溶洞水流后，未进行排水减压或排水减压方法不当，可能造成突涌水灾害。
（9）二次衬砌施工前，未检查处理拱部、底板、侧边墙范围内的有害空洞，可能造成隧道坍塌，或给运营期间的安全留下隐患。
二、风险控制重点（1）杜绝不进行超前地质预报的不安全行为。
（2）在溶洞充填体中掘进前，现场盯控进行注浆加固。
（3）杜绝长进尺、大药量爆破的不安全行为。
关于岩溶隧道的施工控制要点
关于XXX隧道后期工程施工的几点要求目前XXX隧道施工已进入岩溶破碎带，掌子面围岩岩体破碎，节理裂隙及裂隙水发育，裂隙间大量泥质填充，溶蚀发育，开挖后易掉块、塌方。
施工难度较大，存在较大的安全隐患。
现特对你队后续的施工做如下要求：一、隧道施工时应遵循“短进尺、弱爆破、勤支护”的施工原则，同时严密监视围岩状况，加强超前探测和洞内监控量测，发现围岩异常及时上报项目部。
二、超前支护必须按照设计图纸进行施工，保证超前小导管的数量、间距、长度及外插角度等满足要求，特别强调的是，小导管必须按照设计及规范要求进行注浆，以达到超前支护的目的，确保开挖后临空面不出现掉块、塌方。
三、爆破施工是钻爆法施工的基本洞身开挖方式，其施工质量的好坏直接对隧道施工的安全、质量、进度、成本均造成决定性的影响，因此，爆破施工的爆破参数选择是我们控制的重点和难点。
在进行爆破开挖前，首先要确定好炮眼间距，炮眼深度，每立方装药量，掏槽眼、辅助眼及周边眼的设计等，并且在施工过程中也要根据围岩的变化情况不断的调整爆破参数，严格控制超欠挖，确保隧道光面爆破效果。
隧道开挖前应做好开挖轮廓线的测量放样工作，确保开挖轮廓形状和断面尺寸符合设计要求，尽量减小开挖轮廓线的放样误差，要求每个循环都要对掌子面进行测量放样工作，并及时复核上一循环初期支护的断面，一旦发现问题，及时进行调整和补救。
对于围岩较差的地段，开挖时必须预留核心土，必要时采用多台阶、多步骤的开挖方法，并在开挖完毕后及时对掌子面进行速喷封闭，避免掌子面因长时间暴露而产生塌方等地质灾害。
四、锚杆施工时按照设计测放孔位，并做好孔位标记，确保锚杆数量、长度满足设计要求，施工时应注意锚杆应尽量垂直于岩面，充分发挥锚杆作用。
特别要求的是，目前隧道已经入岩溶段及断层破碎带，应按照设计图纸要求，施工中空注浆锚杆，并按要求对锚杆进行注浆，保证初期支护质量。
五、结合前期施工情况，你队钢拱架控制较差，不是钢拱架间距过大，就是垂直度不满足要求，要不就是分段钢拱架之间的连接不到位（连接钢板角度不对、连接孔数量普遍偏少）。
分水岭隧道岩溶地段的施工
ｍ 。隧道按二级公路标准设计 ， 净宽 ９ ６ 净高６５ ． ｍ， ． ｍ 。根据原钻探资料 ， 该隧道位 于喀斯特地 区， 大部
分位于一条压扭性破碎带上 ， 破碎带宽度为 ４ ９ ０～ ０
２ 溶 洞 的 分 布 规 律
２ １ 进 口段 （ ２ ． ｋ ５＋０ ０～＋ ９ ） ７ ０ ５
ｍ不等。隧道轴线与构造带 走向基本一致 ， 原设计
提供 及实 际 围岩 类 别见表 １ 。
表 １ 原 设 计 围岩 类 别 长 度 ｍ
２０ ０ １年 ６月 ， 口段 在 开 挖 至 ｋ５＋０５上 台 进 ２ ７ 阶时 ， 现 围岩 地 质情 况 发 生 了很 大 变 化 。原 设 计 发
１ 期
筋 网与工 字钢焊 接 。
பைடு நூலகம்
肖文贵： 分水岭隧道岩溶地段的施工
１５ ４
纵 向联 接 ， 向间距 ５ ｍ， 顶 处 以 长短 不 一 的工 环 ０ｅ 空
４ 喷 ２ ） ０ ｍ厚混凝土 ， ｃ 使喷射混凝土 、 钢拱架 及钢筋网连成一整体 ， 钢拱架脚设工字钢作地梁 。
界处 ， 点：２ ８０ 终点 ：２ ３０ 长度为 ４０ 起 ｋ４＋ ９ ， ｋ５＋ ７ ， ８
隧道采用两头 同时掘进 、 台阶法施工。 Ｉ 围 类 岩段采用超短台阶法 ， Ⅲ段采用短 台阶法 ， Ⅱ、 Ⅳ类 采用长台阶法 。全隧道采用新奥法施工。该隧道一 般断面形状图见 图 １ 。全隧道地质情况见图 ２ 。
并对 隧道 设 计提 出了建议 。
关键 词 ： 隧道 ； 岩溶 ； 工 施
中图分 类号 ：４５ ４ Ｕ ５ ．
文献标 识码 ： Ｂ
１ 工 程概 况
分水岭隧道是湖南省永州至广州连县二级公路
【专业知识】在隧道施工中遇到溶洞的处理措施是什么
【专业知识】在隧道施工中遇到溶洞的处理措施是什么问：在隧道施工中遇到溶洞的处理措施是什么？答案：当隧道施工遇到岩溶危害时，可按岩溶对隧道的不同影响情况及施工条件，采取引流、跨越、加固、清除、注浆等不同措施或综合治理。
（1）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、填充物和地下水情况，据以确定施工方法。
（2）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，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水囊等岩溶区时，则必须探明地下水量大小、水流方向等，先要解决施工中的排水问题，一般可采用平行导坑的施工方案，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，平导可作为泄水通道，正洞堵塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面，不致正洞停工。
（3）岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法，有引、堵、越、绕四种。
①引排水：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位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施渲泄水流或开凿泄水洞将水排除洞外，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，应在适当距离外，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堵填：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其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭；根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。
当隧道拱顶部有空溶洞时，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拱顶回填进行处理。
③跨越：当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过。
隧道底部遇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溶洞水。
隧道溶洞处理施工技术总结
我国地源辽阔，隧道中溶洞出现的几率较大，所以对溶洞处理研究显得尤为重要。施工中要严格遵循处理原则，执行处理方案，根据工程的实际地质情况进行合理的施工参数调整，保证施工安全，创造最佳经济效益。
二、溶洞处理原则
施工中，应严格遵循新奥法施工原理。在溶洞处理过程中，坚持尽量保持溶洞围岩稳定性，做到轻扰动。
1.安全第一。从初支到二衬，严格控制围岩累计变形量，防止突水突泥及塌方冒顶，衬砌完工后隧道不渗不漏。
2.可操作性强。要充分考虑人员、机械的可操作性及方案的执行能力，并尽可能降低施工难度。
3.可选方案完备。施工过程中，根据实际情况，进行方案比选，选择切实可行的方案，并预留备案。
当掌子面短距离超前探孔内发生涌水，后可采用钻机进一步探测，探明空溶腔充水量，取证其水流补排途径。通过钻孔排水后，监控其水量、水压变化：地下水丰富的隧道，一般采取“以排为主，绕排结合”的施工方法，通过增设泄水洞对溶洞水的直接排放处理，同时增设横通道通过正洞绕行至平导解决前方掘进问题。针对可能造成地下水大量流失、环境遭到破坏的溶腔，主要以“以堵为主，限量排放，排堵结合”的施工原则进行治理。在施工中采用全断面帷幕注浆技术充填衬砌开挖轮廓线5m范围内岩溶腔体及裂隙，防止开挖过程中发生突泥、突水等地质灾害，保证施工安全。
4.隧道防、排水。对于地下水发育的岩溶隧道，需采取"以堵为主、限量排放的原则，尽可能地维系原有的地下水系统。排放地下水时，应随时检查水压力。当地下水大量流失，溶腔因应力损失过大过快时，极可能会造成溶洞孔壁坍塌。当前方水量较小时，可采取以排为主、排堵结合的原则。遇到富水溶洞时，应调整开挖面纵坡，并及时清理隧道内水沟，避免水淹道床。
4.经济性强。在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最优。
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岩溶地段隧道施工技术措施
在施工岩溶地段前，必须根据设计文件的地质资料、超前预报资料和现场实际，查明岩溶分布范围、类型情况（大小、有无水，溶洞是否在继续发育、以及其填充物）、岩层的稳定程度和地下水流情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增长）等，对岩溶裂隙地层较富水地段，采用注浆堵水、限量排放，分部开挖，及时封闭，加强量测，注意安全。
对隧道穿越溶洞地段分别以引、堵、越等措施进行处理。
1.注浆堵水
采用综合超前地质预测与预报手段确定注浆地段，通过注浆封闭加固，提高岩体完整性使其成为具有一定承载能力的结构体，形成围岩注浆固结圈，以限制排水量，实现控制排放，并与喷锚支护一起共同保证施工期间洞室稳定及安全。
注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种形式。
超前预注浆，每一循环长度30m，注浆加固范围为：正洞为衬砌轮廓线外5～8m；后注浆为开挖后全断面径向注浆加固支护；局部注浆分为：局部超前注浆、开挖后局部径向注浆等几种。
根据超前地质预报探明的局部岩溶实际分布（定位、定量）或开挖后地下水渗流状态分别采用。
补注浆为按上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆手段一种或多种补充注浆。
在注浆实施过程中，根据地质超前预报及揭示的地质信息。
注浆工艺、注浆效果及浆液的可能性、结石强度、耐久性及注浆前、后承
压、水量变化特征等注浆施工资料和相关科研阶段成果适时对注浆方式、注浆范围、注浆标准、注浆材料等予以调整。
2.引、堵、越等技术措施
引排水:当溶洞有水流时,不得堵塞水流通道。
查明水源流向及其与隧道位置的关系后,采用暗管、涵洞、盲沟等设施进行疏导。
堵填：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关系及其填充情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。
拱部以上空洞采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。
该措施必须慎重选择。
跨越：当溶洞较大较深时，采用梁、拱跨越。
但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上，必要时用圬工加固。
隧道在不同的部位遇到溶洞的跨越措施：
当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，则加深该侧的边墙基础通过。
当隧道底部遇到较大溶洞并有水流时，在隧道底部以下砌筑浆砌片石支墙，支撑隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
当隧道边墙遇到较大、较深的溶洞时，在边墙或隧道底部以下筑拱跨越。
当隧道中部及底部遇到深狭的溶洞时，加强两边墙基础，并根据情况设置墩台架梁通过。
绕行：施工中遇到一时难以解决处理的溶洞时，采取迂回导坑绕行溶洞区，继续隧道施工，再行处理溶洞。
3.溶洞地段隧道施工注意事项
⑴加强地质探测与预报。
施工过程中必须进行综合详细的地质超前预报工作，调查清楚岩溶的大小和其他发育情况，根据其类型确定正确的处理方案。
⑵保证施工期间的安全。
充分体现以人为本的理念，确保施工安全，在施工过程中，喷锚支护及开挖面应在无水压和低水压的状态下施工。
在进入高水压地段之前，进一步加强工作面前方地质超前预测预报，施工中根据富水情况及水压大小，采用超前帷幕注浆或限量管道排放等手段降低工作面水压，并在开挖时严格遵循“先预报、短进迟、控爆破、快封闭、早支护、勤量测”的原则。
⑶保证隧道支护安全和运营期间的使用安全。
施工中注意检查溶洞顶板，及时处理危石。
当溶洞较高时，应设置施工防护排架或钢筋防护网。
在溶蚀地段的爆破作业，应尽量做到多打眼，打浅眼，并控制药量。
在溶洞充填体中掘进时，加强超前支护措施，必要时采取预注浆加固地层。
溶洞未做出处理方案前，不要将弃渣随意倾填于溶洞中。
采用高强度抗水压钢筋混凝土衬砌，在该段不设盲沟和泄水孔，防水层全环铺设，并在衬砌两端设止水隔离带,使高压水安全封堵在衬砌之外。
⑷保证地表生态环境不受或少受影响。
为防止隧道施工可能造成的地下水严重流失，导致生态环境遭到破坏，做好地表水、出水点的观测工作，必要时对地表进行处理。
对暗河地段施工排水采用“以堵为主，限量排放”的原则，尽量维系岩溶暗河的既有通路，使地下水恢复到原有水位。