白须公隧道特大型溶洞处理研究
溶洞的存在对隧道开挖影响的数值分析
从《 白须公隧道地质情况》 和现场观察来看 ， 岩溶段 围岩为水平层状 Ｉ 级 围岩 ， Ｉ Ｉ 溶洞底部填充
物被碎石换填。因此模 拟过程 中参照 Ｉ 级围岩 Ｉ Ｉ
段横穿隧道。发现溶洞后继续 向前方开挖至掌子 面 Ｋ １８＋ ８ ， ２７ ０ １停止掘进。溶洞周壁 围岩为近似 水平状灰岩， 溶洞底部有坍塌 的落石 ， 大小不一 ， 溶洞洞壁潮湿 ， 未见流水 ， 有泥质填充物。
下断 面开 挖 过 程 中支 撑墙 承 受 的 压 力 几 乎 不 变 ， 甚至 有所下 降 。
２ ３ 初衬 应 力 ．
的沉降影响要 比对 隧道｛顶 的影响要 小 ， 同 隧道开 挖下台阶时隧道拱顶 的沉降开始大于溶洞顶板 的 沉降量 。隧道下台 阶开挖过半 后 ， 隧道拱顶和溶
洞顶板 的沉 降趋 于稳定 。
３ 实测结果
基于现场的实际情况 ， Ｋ １８＋ ８ 在 ２ ７ ０ ５断面 ， 在支撑墙上部埋设水平 和竖直方向的压力盒 ， 对
图 ６ 支撑墙施 工终 了时主应力云 图
支撑墙内侧受围岩水平应力
Ｏ
一
支撑墙底部 、 隧道两侧壁 的收敛 和支撑墙顶部附 近 的溶洞顶板进行 了精确测量 。
下统 灰岩 。
用该程序模 拟围岩初始 地应 力时 ， 只考虑其 自 重应力， 忽略其构造应力 ， 即在程序第一步计算
自重应 力 场 ， 足 之 处 是 得 到 的应 力 场 并 非 实 际 不
应力场 ， 而且在 自重作用下产生了初始位移 ， 而现 实 中初始位移早已结束 ， 对隧道开挖不产生影响，
参数 ， 溶洞底部换填层 参照 Ｖ 级 围岩进行模拟。 Ｉ
溶洞支顶结构采用钢筋 混凝 土材料 ， 隧道初期支 护为喷射 ２ ｃ ５ｍ厚 的 Ｃ ５早强混凝土结合直径 ２ ２ ２
大型溶洞对铁路隧道影响及处理方案研究
工方式，先在路面设立一个支撑体系,使其形成一个墙体结 构，从而达到提高路基整体强度的目的。施工人员必须严格 按照工程设计的标准和要求，控制路面结构体系施工的质 量，才能为路基高边坡防护施工效果的提升提供强有力的 支持。
植被防护带是公路路基高边坡防护施工的重要手段之 一，植被防护带在实践应用过程中，实际上就是通过在边坡 上种植植被的方式,利用其形成的防护形状,提高公路路基 边坡防护的效果。由于该技术在实际应用过程中具有美观 性、环保性和经济耐用等优点，所以被广泛地应用于公路路 基高边坡防护施工中。
4.3护面墙
护面墙防护工程也是当前公路路基高边坡锚杆防护施 工中常用的技术之一。该技术在实际应用的过程中，主要是 通过适当调节路基的方式提高路基高边坡锚杆防护施工的 效果。施工企业在运用该防护施工技术时，应针对不同类型 的护面墙制定不同的防护施工方案，提高护面墙防护施工的 效果。 4.4路边支挡
因此，针对该溶洞采用部分治理的方法，即针对溶洞右 半部分进行治理，即可以降低成本，同时也将溶洞对隧道的 不良影响降到最低，同时治理用时短，对工期影响较小。 4.2处理方案的确定
在确定部分治理的前提下，采用“弓I、拦、填、缓、支”的 方法叫
1） 引，即引导岩溶水排出，降低和防范岩溶水的危害。现 场勘查发现,即使在雨量充沛的夏季，溶洞内水量也很小，而 且雨水能顺利沿溶洞左下脚处的裂隙排出。因此,在施工时, 应注意清除充填物,防止其堵塞裂隙而影响岩溶水的排放。
关键词:铁路隧道;大型溶洞；影响；处理方案
中图分类号:U455.49
文献标志码:A
文章编号：1672 - 4011 (2021) 06 - 0170 - 03
岩溶区隧道充填型溶洞的塌方处治优化研究
岩溶区隧道充填型溶洞的塌方处治优化研究孙柏林;王升;徐学军;周宗青;袁永才【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】对于岩溶区隧道塌方地段，选取合理的处治方案是非常关键的。
利用TSP 超前地质系统对尚家湾隧道出口左洞 ZK 67＋390～ZK 67＋270进行了探测，破译出 ZK67＋360附近可能赋存充填型溶腔，当施工至 ZK67＋360时充填型溶腔揭露并发生塌方，探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。
根据工程塌方处治实例，比较分析各种塌方处治方案的优缺点，给出了优化处治方案：护拱法配合砂浆锚杆稳固塌腔岩面。
在处理段增设监测断面，通过监测隧道的水平收敛位移和拱顶沉降量以及钢拱架的内力反映隧道围岩的稳定状况，量测结果表明，在一定时间内围岩达到稳定，表明采用此方法处理隧道塌方区效果良好。
【总页数】6页(P187-192)【作者】孙柏林;王升;徐学军;周宗青;袁永才【作者单位】湖北省保宜高速公路建设指挥部，湖北宜昌 444200;山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061 1;湖北省保宜高速公路建设指挥部，湖北宜昌 444200;山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061 1;山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061 1【正文语种】中文【中图分类】U457+.5【相关文献】1.隧道塌方机理及典型(溶洞)塌方处治措施 [J], 郭乾2.公路隧道穿越充填型溶洞注浆处治技术研究 [J], 李晓春3.岩溶区隧道大型溶洞处治技术研究 [J], 黄骤屹;叶铭;徐仁华;蒋定然;汪涛4.岩溶区隧道大型溶洞处治技术研究 [J], 黄骤屹;叶铭;徐仁华;蒋定然;汪涛5.公路隧道充填型溶洞处治方案设计 [J], 张超;吴华;姜同虎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高速铁路隧道穿越半填充大型溶洞技术措施研究
229中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.06 （上）1 工程概况太焦铁路珏山隧道区位于晋城市泽州县金村镇，地貌形态总体属中山区。
进口处地面标高约为717.927m，出口处海拔约554.417m。
中间地段主要以中山为主，地形切割较浅，其中沟谷发育，海拔一般在511.93～850.0m，隧道在此位于深切沟谷的小里程，埋深152m。
隧道区域内地表水、地下水均不发育，勘察、施工期间未见地表水和地下水。
溶洞充填物为黏土（含碎石、块石），可塑，掌子面无渗水现象。
珏山隧道DK313+350～DK313+375段洞身穿越地层为奥陶系中下统交界面，岩性为石灰岩，此段施工过程中遇一大型半填充干溶洞，溶腔纵向长度约25m，横向最大宽度约20m，溶洞顶板最高点在拱顶以上约6～8m，溶洞底板最低点在隧底开挖轮廓以下22m，顶板以下9m 左右为空溶洞，9m 以下溶洞充填物为黏土（含碎石、块石），可塑，黏土（含碎石）承载力基本值100kPa。
黏土（含块石）承载力基本值300kPa。
2 需解决的课题（1）隧道拱顶上方空洞处理。
隧道拱顶开挖线上方最大8m 溶洞为空腔，全部填充或加固难度极大，需采取合理可靠的措施解决溶洞上方掉落石块破坏支护结构的风险，保高速铁路隧道穿越半填充大型溶洞技术措施研究王继刚（济青高速铁路有限公司，山东 济南 250014）摘要：在铁路隧道工程建设中，溶洞处理一直是较为复杂的特殊地质之一。
尤其对于高速铁路来说，其高运营速度对溶洞的基底处理及结构本身安全提出了更高的要求。
本文通过太焦高铁珏山隧道穿越的半填充大型溶洞工程项目，研究探讨了树根桩深层加固+浅层混凝土换填的基底处理措施和套拱回填法处理周边空洞措施通过溶洞段落的方法研究，成功地通过了此段岩溶工程地质段落，为此类工程处理技术措施提供了借鉴。
关键词：高速铁路；隧道工程；溶洞；处理措施中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）06（上）-0229-02证施工阶段和运营阶段的安全是需要解决的问题。
关于岩溶地区隧道溶洞处理的探讨
万方数据关于岩溶地区隧道溶洞处理的探讨作者：孙勇作者单位：中铁二十局集团第四工程有限公司,山东,青岛,266061刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2010(8)1.向勇.Xiang Yong桂竹园隧道溶洞处理设计与施工[期刊论文]-天然气与石油2009,27(5)2.蒋永冰.JIANG Yong-bing香炉山隧道溶洞处理与防塌分析[期刊论文]-北方交通2008(9)3.黄俊.张顶立.陈来生富水软弱地层地铁隧道浅埋暗挖施工技术[期刊论文]-岩土工程技术2004,18(6)4.刘重庆高压旋喷桩在隧道溶洞地基加固中的应用[期刊论文]-低温建筑技术2010,32(8)5.林目国.李明华.LIN Mu-guo.LI Ming-hua高压旋喷桩复合地基在整治隧道溶洞中的应用[期刊论文]-铁道工程学报2006(2)6.龚成文.GONG Cheng-wen盾构穿越珠江的工法及保护措施[期刊论文]-广州建筑2008,36(4)7.周登武.ZHOU Dengwu盾构模拟江底掘进接收技术[期刊论文]-隧道建设2010,30(5)8.赵菁.公宝兴.ZHAO Jing.GONG Baoxing浅埋平顶大跨隧道穿越流沙层暗挖施工技术[期刊论文]-隧道建设2008,28(5)9.周晓军.吴克信西气东输延水关黄河隧道的设计与施工[期刊论文]-地下空间2004,24(1)10.杜永强.都强.Du Yongqiang.Du Qiang齐岳山隧道溶洞处理施工技术[期刊论文]-铁道建筑技术2009(1)本文链接：/Periodical_hljkjxx201008205.aspx。
运营高铁隧道上方大型溶洞整治方案研究
图1溶洞施工揭示
2014年6月3日7时~6日13时DK105+785右侧溶洞出现较大涌水，涌水前期水质较浑浊，据抽水量测算平
2.2隧道现状及前期处置
2019年6月22日强降雨后，该隧道DK105+710~+820段施工缝多出渗漏水，其中右线DK105+725和左线DK105+790两处位于接触网上方，影响行车安全，增设两处接水板。
洞内采取措施如下（见图3）：
①疏通既有泄水孔，于边墙底部及集水洞室内增设100泄水孔（实际表明，泄水孔较快被堵塞）；
②边墙渗漏水较严重的施工缝进行凿槽引排。
洞外地表DK105+770线路左侧103m 发现发育溶洞，洞口直径约5m ，为避免暴雨后大量地表水汇集径流入落水洞，对落水洞洞口采用砼进行封堵；于地表设置排水沟，引排落水洞上游地表水汇集。
3方案研究
3.1病害原因分析
整治设计及不足
设计单位提出两个泄水洞方案（图5）。
方案一：左侧泄水洞方案，设于线路左侧与正洞交于DK105+775处，长约100m ，坡度2.5%，出口接长约图2溶洞处治设计图
图3边墙及集水洞室凿孔引流
（d ）洞内左侧
图4溶洞后期探测图
（a ）位置示意
（b ）竖井冒烟测试
（c ）洞内右侧
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图5泄水洞设计方案
溶腔相联通，泄水洞出口接约170m排水沟，并于既有公路右侧设置一盖板涵（约300m）引排水至自然沟槽。
两个方案泄水洞内净空均设计为4.5m×5.0m，洞口浅。
隧道中溶洞的处理方案
隧道中溶洞的处理方案：溶洞是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象。
岩溶对隧道的影响主要表现为是结构物局部及全部悬空，降低隧道使用的可靠度；季节性的岩溶洞穴涌水，给隧道施工和体系带来不平安和不稳定因素；塌方冒顶是指隧道施工中，山体上部岩层自然塌落的现象。
是隧道开挖施工后，原先平衡的山体压力遭到破坏而造成的。
因此，制定合理、科学、有效的溶洞、塌方处理方案对隧道顺利穿越岩溶地段非常重要。
依据隧道施工溶洞、塌方处理情况，介绍相关处理方案。
一、处理方案选择原则。
〔1〕平安性。
确保施工平安与运营平安，围岩累计变形量不大于10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。
〔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〕灵敏性好。
依据断面形状和尺寸，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。
即在保证平安、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。
首先保存并加固坍塌体，预防坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工平安；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。
二、处理方案1、拱部以上〔上导洞〕空溶洞，采纳泵送C25混凝土护拱，护拱厚度2米，以加强护拱，上空腔局部做排水处理〔设置多根Φ100mm双壁波纹管，波纹管长度依据现场溶洞位置确定〕。
2、掌子面锥形空腔处理：空腔临空面处理采纳厚10cm喷射C20混凝土封闭，腔内采纳泵送C25混凝土回填，厚度2m，环向拱脚至拱腰采纳Φ50×4小导管〔长度4.5m〕，1.5m×1.5m梅花形安排，并注水泥浆〔水泥浆按实际施工工程量确定〕进行加固，空腔口采纳工字钢纵向安排形成拱架，长度3m，间距20cm，其余采纳吹沙回填密实，空腔做排水处理〔设多根Φ116mm双壁波纹管，波纹管长度依据现场溶洞位置确定〕；3、洞顶原地表塌陷，形成大的锥型坑洞，塌陷区位于山谷冲沟，危及隧道平安。
茅坪隧道大型溶洞处理研究
茅坪隧道大型溶洞处理研究∗莫林辉;傅鹤林;汪敬【摘要】茅坪隧道为特长隧道，左洞 ZK26+108处铲车在出渣过程中揭露一厅堂式大型溶洞，该溶洞位于隧道中轴线右侧，并向右发展。
文中在分析溶洞所在位置地质状况的基础上，对该岩溶处治技术进行研究，提出了处治方案及措施。
【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P200-202)【关键词】隧道;岩溶;处治技术【作者】莫林辉;傅鹤林;汪敬【作者单位】湖南永龙高速公路建设开发有限公司，湖南永顺416700;中南大学，湖南长沙 410004;中南大学，湖南长沙 410004【正文语种】中文【中图分类】U455.49莫林辉1,傅鹤林2,汪敬2(1.湖南永龙高速公路建设开发有限公司,湖南永顺 416700;2.中南大学,湖南长沙410004)茅坪隧道按长度分类属特长隧道,龙山端洞口至K26+800(ZK26+800)为第6合同段,K26+800(ZK26+800)至永顺端洞口为第7合同段。
隧道平面左、右线均位于直线段内,左、右洞路面横坡均为-2%。
纵面左、右线龙山段均位于-2.2%的下坡段。
场地岩溶发育,岩溶水的运动在标高450~900 m处主要以垂直方向为主。
隧道场地发育地下暗河,位于隧道下方100多m,地下暗河横穿隧道,流量大,暗河在隧道轴线部位的标高处远低于隧道设计标高,对隧道无影响。
地下水的补给主要靠大气降水,降水量随季节变化,涌水量随时间变化,地下水对砼无腐蚀性。
隧道内总涌水量在1000 m3/d以内,主要集中在岩溶和裂隙发育部位,受季节影响大,雨季局部有突水的可能,但水量不是很大。
左洞ZK26+108处存在一厅堂式大型溶洞。
下面对该岩溶的处治技术进行研究,为工程处理提供技术支持,并为类似工程提供参考。
铲车出渣过程中,在左洞ZK26+108处发现掌子面右侧存在约0.5m×0.5m缺口,打开缺口后揭露一厅堂式大型溶洞。
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白须公隧道特大型溶洞处理研究
❖ 经过反复调查研究，专家组慎重做出 初步处理方案：先对溶洞靠隧道一侧施工 安全影响范围洞顶及侧壁围岩采用清除危 石和喷锚加固处理，溶洞一侧采用片石混 凝土基础，在基础上构建承台及支撑墙； 溶洞底与隧道结合处采用横向联系梁连接； 并结合超前管棚、钢拱架、锚喷支护、仰 拱等隧道结构通过溶洞，在承台下边设截 水沟及圆管涵将裂隙水引入溶洞底的天然 沟谷。
❖ 3、当隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞， 采用在边墙部位或隧底以下筑拱通过。
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❖ 4、当隧道中部及底部遇到溶洞时，采 用加强边墙基础，或根据情况设置桥台 架梁通过。
❖ 5、溶洞上大下小且有部份充填物时， 可将隧道顶部的充填物清除，然后在隧 道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及 纵梁。
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白须公1#隧道溶洞周壁围岩
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第二部分 溶洞处理设计思路
❖ 发现此溶洞后，有关检测单位作了 物探及地质调查，业主也组织专家对溶 洞进行了考察评审。据了解，该隧道构 造上属华南褶皱系南岭纬向复杂构造带， 褶皱断裂发育，地质构造复杂，在粤北 的公路建设中也曾碰到类似情况，但溶 洞仅数平方米大小，容易处理，本隧道 在导洞K0+090处和主洞K2178+303处 也出现过小溶洞，仅清淤，锚喷支护处 理后就能正常施工，象这样的特大溶洞 是第一次遇到。
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二、溶洞入口段隧道洞身处理
目的在于加强溶洞入口段隧道的支护结 构，因K2178+060～K2178+083段原施工 过程中已按照Ⅲ级围岩开挖并喷锚支护完毕， 扩挖施工难度较大，且会造成围岩再次扰动， 根据围岩稳定性好，开挖段面形状，对已开 挖段落突出部位进行局部凿除后，在满足二 衬35cm厚的条件下进行加强锚喷，采用 5mφ22药卷锚杆，间距140cm×120cm， 环向11根，与原有锚杆交错布置，并尽快 喷射混凝土及挂φ6钢筋网，间距20 cm×20cm。
白须公隧道特大型溶洞处理研究
❖ 在以往施工中，溶洞处理主要有以下两 种方式：
❖ 一、溶洞和裂隙堵填:
❖ 1、对已停止发育，径跨较小且无水的溶洞， 根据其与隧道相交的位置采用混凝土、浆砌 片石或干砌片石予以回填封堵。
❖ 2、拱部以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程 度采用喷锚支护加固或加设护拱及拱顶回填 的办法处理。破碎程度较严重的夹粘土充填， 采用劈裂注浆固结技术或长大管棚支护法施 工。
白须公隧道特大型溶洞处理研究
白须公1#隧道溶洞洞口
白须公隧道特大型溶洞处理研究
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经实地踏勘，该溶洞洞内表面溶蚀发育，到 处是钟乳石、石笋、石柱，表面有水流痕迹，安 静时可听见微弱的水流声，溶洞外露20~25m左 右，最宽处约56m，深度约为46m，地表约面积 3000m2；溶洞顶部呈倒锅底形，基本岩体为巨 厚状坚硬整体的硅质石灰岩，稳定性良好；但侧 壁局部为强风化呈黄灰色的悬崖，层间结合较差， 夹全风化粘土，风化裂隙发育，有发生掉快和小 型坍塌的可能性（实际也发生了小坍塌）；
白须公隧道特大型溶洞处理研究
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一、溶洞ห้องสมุดไป่ตู้部及侧壁处理
1、施工前清理溶洞内危石，再进行喷 锚支护，保证施工安全。
2、溶洞拱部及侧壁围岩的支护方案 溶洞拱部及侧壁围岩的支护采用φ22药卷 锚杆（拱部锚杆长度2m、6m；侧壁锚杆 长度2.5m、4m），呈梅花型布置，间距 150cm×150cm，挂φ6钢筋网，间距15 cm×15cm，并喷射15cm厚C25混凝土。
白须公隧道特大型溶洞处理研究
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第三部分 溶洞处理施工过程
❖ 溶洞底部采用桩基础；桩基上构建承 台及支撑墙，支撑墙采用钢筋混凝土；洞 身段衬砌均按新奥法原理设计，初期支护 采用喷、锚、网、钢架支护，二次衬砌采 用钢筋混凝土，并视地层、地质条件设超 前锚杆预加固措施。考虑在施工中还需通 过施工过程及运营检修的需要，在 K2178+078左侧设置了车行横洞， K2178+127.5右侧设置了人行横洞。
1#隧道内大型溶洞处理
——1#隧道特大型溶洞施工总结
白须公隧道特大型溶洞处理研究
第一部分 工程概况及溶洞规模
❖ 白须公1#隧道，位于清连（清远--连州）高 速公路杜步岭改线段，杜步1#、2#大桥之间， 设计里程K2178+015--K2178+425,长410m， 竣工里程K2178+015--K2178+429,长414m。 2007年5月13日，开挖到K2178+074时，在隧 道上半断面意外发现特大溶洞。在现场可以看 到，掌子面左侧被炸开的窟窿有2~3m高， 4~5m宽 。
白须公隧道特大型溶洞处理研究
白须公1#隧道底部
白须公隧道特大型溶洞处理研究
❖ 经补充勘察，从溶洞原始地表起算 软塑~可塑性粘土夹溶洞小型塌方块石 的充填物，厚度达20余米，承载力不能 满足原设计的片石混凝土基础要求，经 总部研究决定，采用桩基础承台支撑墙 结构；结合溶洞洞壁围岩较好（Ⅲ级围 岩）及施工实际情况，取消超前管棚， 采用超前锚杆结构，并取消仰拱。
白须公隧道特大型溶洞处理研究
❖ 沿洞壁向溶洞底行走至600m左右处时仍 看不到洞口，无法直通洞外，但明显听见水 流声，洞里有暗河。在溶洞内，桩号 K2178+136.5处，往下有一宽约0.7m的小道， 通过小道至隧道中心线右侧，还有一横向溶 洞，横向高度最高15m左右，最宽处25m左右， 深度约为15m。本隧道揭露的特大溶洞，在 隧道施工中罕见。溶洞前38m（K2178+074— K2178+112）需要在溶洞中部右侧扩挖12.4m 隧道，后28m（K2178+112—K2178+140）段 隧道要横穿溶洞。
白须公隧道特大型溶洞处理研究
❖ 二、溶洞跨越:
❖ 1、如果所遇溶洞较大较深，采用梁、拱跨越， 将梁端或拱座置于稳固可靠的基岩上。当隧 道一侧遇到狭长而较深的溶洞时，采用加深 该侧边墙基础通过。
❖ 2、当隧道底部遇到较大溶洞并有流水时，可 在隧道底以下砌筑浆片石，支承隧道结构， 并在墙脚内设排水管引排岩溶水。