岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告
石芽
石芽
漏斗
漏斗
溶蚀洼地
溶蚀洼地
6
岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告
落水洞
落水洞
林峰（张家界天子山）
坡立谷
干谷
溶洞
7
岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告
暗河
溶洞
2.5岩溶隧道施工中的问题
由于岩溶发育的控制因素错综复杂，发育的形态千姿百态，以及岩溶发育的不均衡性和不规则性，给岩溶隧道的施工带来一系列困难：富水高水压地段的隧道衬砌设计很难把握，施工中的突水、突泥对施工安全和进度造成很大威胁。
特长隧道岩溶问题是国内外隧道施工中的重大难题。多年来，我国在铁路、公路、水工隧道施工中均遇到了岩溶突水、突泥、顶板溶洞充填物陷落冒顶、底板塌陷等问题。国外在欧洲阿尔卑斯山隧道及其它一些越岭隧道也发生过类似问题。
我国在西南修建的贵昆、成昆、襄渝铁路等均遇到大量岩溶问题。贵昆铁路梅花山隧道施工中遇到地下河及大型溶洞，最后只有在隧洞中修隔水墙，阻截暗河。
襄渝铁路大巴山隧道在通过寒武统石龙洞灰岩含水层时，突然揭露一溶洞引起突泥、突水事故，最大涌水量15万方/天，中断施工3个月。
京广铁路大瑶山隧道的岩溶突水形成泥石流，给营运造成长期的危害。 京珠高速公路石门坳隧道右线在施工过程中，因对前方地质资料掌握不足，开挖遇到溶洞灾害，引发大涌水造成停工等一系列损失。
广安-重庆高速公路华鉴山隧道施工中多处发生岩溶突水突泥，引起两条地下河的灌入。
渝怀铁路圆梁山隧道发生特大岩溶涌水，对施工造成极大的影响。 通过以上实际施工隧道的情况，岩溶隧道施工主要问题归纳如下： 1、隧道施工中的突泥、突水问题； 2、隧道施工中顶板溶洞充填物陷落冒顶； 3、隧道施工中底板塌陷。
8
岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告
以上三种情况均在XX隧道中出现，其中底板塌陷采用了高压旋喷桩加固，避免了仰拱底沉陷。
2.6岩溶隧道施工中的处治原则
岩溶隧道施工中的处治原则总结归纳如下：绕、截、排、堵（填）越与分部开挖，强支护相结合的原则，同时配以超前地质预报与围岩监控量测。 2.6.1绕施工绕行
施工中遇到特大和一时难以处理的溶洞，为使工程不陷入停顿，可以通过设计院组变更绕行通过。XX隧道为一座孤山不存在特大溶洞，此方法没有用到。 2.6.2截：拦截地表水
当地表自然沟床，汇水洼地发现有溶穴、漏斗等情况为隧道地下水补给来源，且补水量随季节变化，则采用拦截措施。施工中在洞口处设臵了环形天沟。 2.6.3排：引排地下水
当隧道掘进遇到溶洞有流水时，宜排不宜堵。首先调查水源、涌水量、流向等，引排为主，截引相结合，将地下水排出洞外。XX隧道地下水量不大。 2.6.4堵（填）
对于隧道施工中出现的溶洞体积不大，且无大量渗水，采用此方法。可注浆、压注混凝土、吹沙填充等方式。此方法为XX隧道主要处理溶洞的方法。 2.6.5越
当溶洞较大时，可采用梁拱跨越。 2.6.6分部开挖，强支护
施工中基本上采用三台阶七步开挖法，做到了分部开挖与强支护。 2.6.7地质预报
项目部请湖南中大设计院有限公司为我XX隧道做地质预报的检测工作，有效的预报前方掌子面的地质情况。并且是多种预报方式相结合，主要有：地质调查法、地震波、地质雷达、超前探孔。 2.6.8围岩监控量测
监控量测是隧道安全的眼睛，项目部成立了专门的监控量测小组，实际现场人员有3人，配齐相关测量设备如全站仪、收敛仪、地质罗盘等。监控量测的结果有效的指导了施工，同时也有效提供了岩溶地质条件下，处理溶洞等帮助很大。
9
岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告
3 Ⅴ级围岩开挖方案制定
铁路软弱围岩大断面隧道采取何种施工法是施工中必须优先考虑的因素之一, Ⅴ级围岩的开挖中最常用的两种工法就是三台阶七步开挖工法和CRD开挖工法,其中三台阶七步法在许多大断面隧道中得到了成功应用, 较好地解决了弱软围岩隧道施工中的诸多技术难题, 如郑西客运专线、离石隧道、明月山隧道、包家山隧道、金寨隧道等。CRD法在厦门翔安海底隧道等工程得到成功应用。两种方法因工序不同而各有优缺，如何根据隧道的工程特点及工程地质找出最佳的开挖方法，以求达到提高施工工效，这是隧道技术人员不断研究的课题。
课题小组在施工前结合其它隧道工程对三台阶七步开挖法和CRD开挖方法进行了系统的研究，总结出两种开挖方法优行缺点。
3.1三台阶七步开挖工法的优缺点
所谓三台阶七步开挖工法就是将隧道断面分为上中下3个台阶,各台阶间保持一定距离进行开挖和支护,主要是通过减小开挖断面的方法达到控制变形和保证围岩稳定的一种开挖方法。 3.1.1 施工工序
1)利用上循环架立钢架施作超前支护;
2)弱爆破分部开挖1部,同时每循环进尺一次,掌子面喷5 cm厚混凝土封闭;
3)分部施作1部周边初期支护;
4)滞后于1部一段距离,弱爆破左右交错开挖2、3部,喷5cm厚混凝土封闭掌子面,施作初期支护;
5)滞后于3部一段距离,弱爆破左右交错开挖4、5部,施作初期支护; 6)分台阶开挖6部;
7)开挖7部,及时封闭初期支护,施作该段内作Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作) ;
8)根据监控量测资料分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅸ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作) 。
10