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1、岩溶隧道施工技术与风险管理 交流提纲 岩溶分类 岩溶隧道施工技术 岩溶隧道风险管理 岩溶分类 隧道岩溶发育虽千奇 百怪、复杂多变，无规律 性，但也有其内在的类型 特征。特别是灰岩地区， 岩溶强烈发育，构造十分 复杂，补给水源丰富。根 据其不同的类型特征，采 取五种分类方式，从而“对 症下药”，制定出“规模对 策”、“充填性对策”、“充 填物对策”和“水对策”，实 现岩溶“标准化”治理。 岩溶分类 洞 穴 型 岩溶分类 无 充 填 大 型 干 溶 洞 岩溶分类 半 充 填 大 型 干 溶 洞 2006年8月5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长100m 、横向宽150m、向上高出拱顶以上10m、向下深
2、21m。 龙麟宫隧道 DK231+796半充填大型溶洞 岩溶分类 大 型 富 水 充 填 淤 泥 、 块 石 溶 洞 2009年11月5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长15- 25m、横向宽大于400m、向上高出拱顶以上30m、 向下深10m。 马鹿箐隧道 DK255+978富水充填大型溶洞 岩溶分类 充 填 块 石 土 型 岩溶分类 充 填 粉 细 砂 型 岩溶分类 充 填 泥 水 型 岩溶分类 充 填 清 水 型 岩溶分类 隧 道 与 暗 河 正 交 型 岩溶分类 高 压 富 水 型 岩溶隧道施工技术与工程实例 岩溶及岩溶水治理基本对策 根据岩溶分类，针对不同类型岩溶，制定基本处治 对策。 洞
3、穴型、管道型岩溶：回填方案 充填型岩溶：注浆加固+大管棚方案 过水型岩溶：引排方案 大型干溶洞（主要针对基底处理）：托梁+板跨 方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩 基+承台方案、路基填筑方案、梁跨方案 岩溶水治理：注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积 体加固堵水方案、绕避方案、释能降压方案 岩溶隧道施工技术与工程实例 工程实例：洞穴型、管道型岩溶对策：回填方案 案例2004年10月 3日，某隧道 DK108+865处揭示 岩溶洞穴，直径约 3m。针对该岩溶洞 穴，采用I18钢架 C20砼护拱，外设 干砌片石缓冲层。 溶洞内预埋竖向排 水盲管。 岩溶隧道施工技术与工程实例 充填无水型岩溶对策
4、：充填无水型岩溶对策：周边注浆加固周边注浆加固+ +大管棚方案大管棚方案 注浆加固注浆加固+ +大管棚方案标准模式图大管棚方案标准模式图 岩溶隧道施工技术与工程实例 案例 2005年10月15日，某隧道开挖揭示DK247+562特大型充填 块石土岩溶，岩溶纵向发育线为DK247+563+445(长118m)， 线为DK247+573+435(长138m)，溶腔向线左发育，宽约60m， 基底以下局部深度超过80米。对该溶腔采取“超前注浆+大管棚”方 案处理后通过。 岩溶隧道施工技术与工程实例 帷幕注浆、管棚布孔图 帷幕注浆施工 岩溶隧道施工技术与工程实例 马鹿箐隧道注浆管棚法施工 马鹿箐隧道三台
5、阶法开挖 岩溶隧道施工技术与工程实例 过水型岩溶对策：引排方案 针对过水型岩溶，原则上引排维持既有通道方案处治，不得随 意对岩溶管道堵塞，以免形成水害。 案例 2005年8月11日，某隧道 进口开挖揭示DK119+512隧底发育 过水型岩溶，右侧为岩溶大厅。 岩溶为两头窄的芒果状，最宽处 约18.3m，岩溶水流自左向右流入 大厅消水洞，旱季水流量为43m3/h 。针对该岩溶：清除大厅内堆积 体，锚网喷防护，隧道基底采用“ 托梁+钢筋砼板”跨越，隧道结构 加强。 岩溶隧道施工技术与工程实例 案例 2005年3月29日， 某隧道开挖到DK61+473， 超前探测表明前方为正交 型过水岩溶管道，经放
6、水 试验，最大流水量为 540m3/h。后爆破开挖，发 现管道由左拱腰向右拱脚 发育。入水口直径分别为 1.5m和0.7m，出水口直径 为1.5m。针对该岩溶，采 用600mm波纹管引排、浆 砌片石回填、隧道结构加 强。 岩溶隧道施工技术与工程实例 大型干溶洞：托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢 管群桩方案、桩基+承台方案、填筑路基方案、梁跨方案 案例 2005年6月20日， 某隧道开挖到DK240+890处 ，隧道左边墙发育一横向 溶槽，宽6m，纵向长20m， 向下深不见底。针对该岩 溶，基底采取“型钢混凝土 +板跨”方案、隧道结构加 强。 型钢混凝土+板跨 岩溶隧道施工技术与工程实例
7、 实例某隧道开挖到 DK139+598时，揭示 出一条斜穿隧道的干 溶洞。溶洞自左上向 右下发育，横向宽 30m，纵向长9m，向 上高20m，向下深 6.5m。针对该岩溶， 基底采“钢管群桩注 浆加固”方案、隧道 结构加强。 钢管群桩注浆加固 岩溶隧道施工技术与工程实例 案例 2009年9月23日，马鹿箐隧道开挖到DK255+978处 揭示大型半充填型溶洞，溶洞纵向长15-15m，轨面以上 45m，轨面以下左墙脚下010m。针对该岩溶，基础采取 “桩基+承台”方案。 桩基+承台 岩溶隧道施工技术与工程实例 +978溶腔I线溶段段隧底处理剖面图 I线溶腔段桩基施工 岩溶隧道施工技术与工程实例 案
8、例 2005年6月4日，某隧道出口施工到DK232+467时，揭示 DK232+467+397特大型溶洞。溶洞纵向长约70m，横向宽约50m， 深约80m，基底为堆积体。受施工爆破影响，6月19日18:48顶部覆 层坍塌。该岩溶基底采取“路基填筑、注浆加固”方案。 路基填筑+注浆加固 岩溶隧道施工技术与工程实例 案例 2006年1月2日，某隧道施工 至DK237+091处，揭示一溶腔，该溶 腔沿线路纵向发育30m，拱顶以上发 育2030m，隧底以下发育1020m 。溶腔横穿隧道，发育至隧道左侧 边墙外28m，隧道右侧边墙外约22m 斜向下发育一落水洞，落水洞深度 未知。针对该隧道基底，采取“拱
9、 跨”方案。采用1-22.5m实腹式拱跨 结构，拱圈为半径18.75m的钢筋混 凝土圆弧板拱，矢高3.75m，矢跨比 1:6。拱桥拱圈及拱座上回填C15混 凝土形成桥面。对局部溶腔，采用 C40混凝土回填。 拱跨方案 岩溶隧道施工技术与工程实例 溶洞处理纵断面 溶洞处理典型横断面 清危石喷锚网防护拱罩下拱跨拱罩结构隧底拱跨隧道结构 施工顺序： 岩溶隧道施工技术与工程实例 对岩溶地下水的对策： 注浆堵水方案 泄水洞方案 堆积体加固方案 绕行方案 释能降压方案 岩溶隧道施工技术与工程实例 序号治理方案优点缺点适用范围 1 注浆堵水方 案 加固围岩、控制 排放、对环境影 响小 高压、动水条件 下注浆
10、不易控制 充填型贫水溶洞、富水裂隙带、 低压富水充填型溶洞、断层等 2泄水洞方案 降低水压、隧道 结构安全性好 对环境可能造成 一定影响 大型高压富水溶洞、高压富水溶 槽等 3 堆积体加固 堵水方案 改善围岩条件、 提高围岩抗渗性 动水条件下注浆 不易控制 大型堆积体、暗河大厅堆积物 4释能降压 风险可控、安全 性好、经济效益 好 对溶洞具体边界 及补给条件的确 定存在困难 大型高压富水溶洞 5绕避方案 降低处理难度、 对环境影响几乎 没有影响 大型溶洞不易绕 避；绕避过程中 可能会揭示新的 不良地质 边界明确的溶洞及溶槽 岩溶隧道施工技术与工程实例 泄水洞方案 横向过水通道设计 岩溶隧道施工
11、技术与工程实例 泄水洞方案 型排水支洞、钻孔泄水示意图 岩溶隧道施工技术与工程实例 堆积体加固堵水方案 实例五爪观隧道DK49+274DK49+345段与五爪观暗河正交, 暗河最大流量36000万方/小时。暗河岩溶大厅横向宽约120m， 为巨块状崩塌块石充填。该段路肩设计标高约542m，堆积体顶 部标高约582m，岩溶大厅顶板最高处标高约600m。暗河岩溶大 厅堆积体上部为巨块状崩塌块石，下部为卵石土、块石土及粉 质黏土夹砾砂等组成，饱和、透水性好。卵石磨圆度好，直径 29cm,个别达11cm以上；顶板及周壁为坚硬完整灰岩。根据 该岩溶暗河特点，采取“堆积体加固堵水，抬升暗河”方案，总 体处理
12、顺序为：清除堆积物施做大里程端底板分段施做截 流区注浆、挡水坝排水渠区注浆、修建排水渠、导流大里 程区钻孔注浆、小里程区底板小里程区钻孔注浆。 岩溶隧道施工技术与工程实例 岩溶隧道施工技术与工程实例 绕行方案 案例某隧道进口平导施工至 PDK364+005时，超前探测表明： 前方发育高压动水充填粉细砂层 溶洞，溶洞由左向右发育，左侧 规模大，右侧规模小，探测表明 右侧纵向长度45m，但左侧经 多次注浆后，由于高压动水粉细 砂层注浆难度大，仍无法探到对 方基岩。针对隧道进口反坡施工 特点，以及平导的功能特点，对 该岩溶不再处理，采取“绕行”方 案。绕行后顺利通过规模较小的 充填粉细砂层溶洞。 岩
13、溶隧道施工技术与工程实例 释能降压方案 释能降压法是针 对高压富水充填 溶腔采取有计划 、有目的精确爆 破，释放溶腔所 存储能量，降低 溶腔施工及运营 过程水土压力。 之后，通过配套 处治措施完成溶 腔治理。 “释能降压法”施作程序 岩溶隧道施工技术与工程实例 泄 水 洞 泄 水 孔 施 工 岩溶隧道施工技术与工程实例 泄 水 洞 泄 水 岩溶隧道风险管理 超前地质预测预报专项机制 突发性事件防范应急预案专项机制 应对复杂地质、工程难题的施工预案专项 机制 重难点工程监控专项机制 量测监控专项机制 施工工艺监控专项机制 严格考核奖罚专项机制 信息收集、反馈和快速反应专项机制 八项机制 岩溶隧道
14、风险管理 超前地质预测预报 岩溶隧道风险管理 岩溶隧道风险管理 岩溶隧道风险管理 突发性事件防范应急预案专项机制 （1）重点针对： 不良地质灾害隧道突水突泥、坍塌冒顶、高地应力引起 的硬岩岩爆、软岩大变形、有害气体突出（瓦斯、天然气）等 ； 自然灾害山洪、泥石流、山体滑坡、崩塌落石等； 水上及高空作业突发安全事件； 项目所在地环境破坏和对居民安全的影响； 既有线铁路行车和公路交通安全突发事件等。 （2）预案应有较强的针对性、合理性和可操作性，包括 组织机构及内部责任制，预警预报机制，防范措施，救援方案 和技术、设备物资、医疗后勤保障等。 （3）对易发生突发性事件的重点部位经常进行检查，定 期演
15、练预案，定期检查储备的救援物资、机具设备，保证能够 随时启动，防范有效。 岩溶隧道风险管理 应对复杂地质、工程难题的施工预案专项机制 应对可能出现的隧道突泥、突水、瓦斯（天然 气）突出、坍塌冒顶、高地应力（硬岩岩爆、 软岩大变形）等，以及隧道反坡排水、帷幕（ 径向）注浆、陡坡顺层路基、堆积体、滑坡、 软土路基、特殊结构桥梁施工等复杂地质、工 程难题，分别制订详细的设计、施工预案，并 根据施工进展和所揭示的地质情况适时进行优 化调整，实施动态管理。 岩溶隧道风险管理 重难点工程监控专项机制 监控的主要内容： （1）安全、质量、工期、环保保证体系的建立和运行，责任制和管理制度的落实情 况等。 （2）施工安全符合国家安全生产法、建设工程安全生产管理条例和铁路 工程施工安全技术规程要求，无等级责任事故。重点是：隧道突水突泥、坍塌冒顶、 高地应力（硬岩岩爆、软岩大变形）、有害气体（瓦斯、天然气）突出等；陡坡、斜井 施工；爆炸品储运、使用管理；既有线施工；高空作业；水上作业；突发性事件防范预 案等。 （3）工程质量符合规范和验标规定，无等级质量事故。重点是：施工方案 、工艺的制订和审批；贯通测量；工艺标准示范段工程；隧道光面爆破，初期支护、二 次衬砌的监控量测；桥梁桩基；路基基底及过渡段；原材料、构配件的的检查验收和施 工过程的试验、平行检验
