何以文

摘 要：隧道巖溶問題是當(dāng)前國內(nèi)外隧道施工中的重大難題，巖溶工程地質(zhì)問題對(duì)地下工程建設(shè)和運(yùn)營管理造成很大的影響。洞灣隧道施工過程中發(fā)現(xiàn)隧道底板以下發(fā)育大型溶洞，通過配合測量斷面同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)繪、物探結(jié)合鉆孔詳細(xì)查明溶洞規(guī)模、形態(tài)、大小、埋深及與線路的關(guān)系，查明隧道底板以下巖溶發(fā)育情況以及與隧道頂板的距離，評(píng)價(jià)隧道圍巖的穩(wěn)定性，并提出巖溶施工處理措施建議，為隧道施工及巖溶整治設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：洞灣隧道； 巖溶工程地質(zhì)問題； 圍巖穩(wěn)定性； 處理措施

Holes Bay Tunnel inlet section of karst development characteristics analysis and construction of treatment recommended

He Yi-wen

Abstract： Karst problem is a major problem in the current domestic and international tunnel construction， a lot of impact on karst engineering geological problems of underground construction and operations management. Tunnel construction process， the following development of a large cave in the tunnel backplane holes Bay geological hydrogeological tone painted simultaneously with the measurement section， borehole geophysical combination of detail to identify the scale of the cave， the shape， size， depth， and the relationship with the line， to identify the distance of the metro plate karst tunnel roof， the evaluation of tunnel surrounding rock stability， and put forward the proposal of the karst construction measures， to provide the geological basis for the tunnel construction and karst remediation design.

Key words： hole Bay Crossing； karst engineering geological problems； surrounding rock stability； treatment measures

1.引言

在建洞灣隧道屬貴州省赤水至望謨高速公路重難點(diǎn)和控制性工程，隧道采用分離式，其中：左洞起訖樁號(hào)ZK66+164～ZK68+290，總長2126m；右洞起訖樁號(hào)YK66+205～YK68+290，總長2085m。隧道凈空10.25×5.0m，隧道最大埋深約310m。當(dāng)隧道開挖到右線右壁YK66+488里程處揭露出大型溶洞，根據(jù)施工情況和現(xiàn)場初步調(diào)查，從隧道底往上發(fā)育約13m，隧道頂板和右側(cè)壁坍塌；往下垂深發(fā)育30～40m，在隧道以下形成多個(gè)溶洞大空腔，相互連通。溶洞頂離設(shè)計(jì)隧道底最薄處約3～5m。導(dǎo)致中斷施工近五個(gè)月，直接影響隧道的施工和安全。但溶洞具體如何展布？發(fā)育特征如何？與隧道的關(guān)系不清。其危險(xiǎn)程度取決于溶洞的規(guī)模、溶洞周圍巖體的穩(wěn)定性和巖體的質(zhì)量及其與隧道的關(guān)系[1]。

2.隧道區(qū)地質(zhì)背景

隧道區(qū)屬構(gòu)造溶蝕侵蝕中低山地貌，處于川黔南北向構(gòu)造帶與北東向構(gòu)造帶交接的復(fù)合部位，北與新華夏系第三沉降帶的“四川盆地”相接，南與早古生帶“黔中隆起”相鄰，構(gòu)造形跡定形于印支～燕山期，多呈北東向展布。隧道位于桑木場背斜北西翼，其走向與背斜展布方向大角度相交。地層為單斜地層，受構(gòu)造影響，局部小褶曲較發(fā)育，地層總體產(chǎn)狀為255～320°∠8～32°。地層巖性組成為奧陶系下統(tǒng)湄潭組（O1m）泥巖夾灰?guī)r、頁巖、中上統(tǒng)（O2+3）灰?guī)r及志留系龍馬溪組（S1l）泥巖。奧陶系下統(tǒng)湄潭組（O1m）灰?guī)r夾泥巖、頁巖分布于隧道入口～K67+000m段，地層產(chǎn)狀280～320°∠20～32°。中風(fēng)化灰?guī)r（O1m）分布于隧道進(jìn)口至ZK66+620、YK66+510段，厚度較大，巖溶極其發(fā)育，于隧道右線YK66+460～YK66+515段底板下方及右側(cè)發(fā)育大型溶洞，聯(lián)通至左線ZK66+460～ZK66+485段底板下方。

根據(jù)施工階段地質(zhì)調(diào)查及資料綜合分析，隧道進(jìn)口段發(fā)育F1斷層，呈北東～南西走向，產(chǎn)狀300°∠77°，與隧道左線相交于ZK66+475～ZK66+510段，與隧道右線相交于YK66+480～YK66+520段。此斷層同時(shí)處于奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r與泥巖、頁巖接觸部位，切穿下部灰?guī)r地層。控制了隧道進(jìn)口段巖溶的基本特征，巖溶的發(fā)育規(guī)模、空間形態(tài)、延伸范圍及方向等與本斷層基本一致，6處洞腔總體與構(gòu)造帶方向一致，溶洞底板、頂板由緩?fù)蛔兌覆课皇軜?gòu)造控制顯著，且向大里程方向傾斜，與構(gòu)造帶傾向一致。該斷層對(duì)隧道特別是右線施工及運(yùn)行安全影響很大。

3.巖溶發(fā)育特征

因巖溶發(fā)育的無規(guī)律性，隧道底板進(jìn)入洞腔，垂直延伸約30m，頂板還在不斷坍塌掉塊。其巖溶發(fā)育情況分布范圍、規(guī)模不清，造成施工難度極大、無法繼續(xù)施工。目前關(guān)鍵是要詳細(xì)查明溶洞規(guī)模、形態(tài)、大小、埋深及與線路的關(guān)系等情況，隧道底板以下巖溶發(fā)育情況以及與隧道頂板的距離，為隧道施工及巖溶整治設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。根據(jù)施工情況及初步調(diào)查，設(shè)計(jì)院、施工單位、業(yè)主以及地質(zhì)專家的多次研究論證，通過配合測量斷面同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)繪，對(duì)溶洞的規(guī)模、形態(tài)，長度、寬度、高度及洞底起伏和洞頂?shù)陌纪?、支洞、溶洞的分叉位置、延伸方向、溶洞的?lián)通情況及與隧道底軸線的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)量測，并進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)觀察，對(duì)溶洞充填情況、石筍、石柱、石鐘乳發(fā)育情況，地下水大小、流向及水力聯(lián)系情況，進(jìn)出水位置及洞壁、頂?shù)椎刭|(zhì)特征進(jìn)行調(diào)查（見下圖）。在以上測量、調(diào)查和物探的基礎(chǔ)上，在已開挖隧道底板布置鉆孔進(jìn)一步查明隧道底板以下巖溶發(fā)育情況和軟弱夾層、巖石的完整程度、大溶洞底板以下巖溶發(fā)育情況，驗(yàn)證物探解釋效果。根據(jù)調(diào)查測繪成果進(jìn)行綜合整理，分析巖溶發(fā)育特征和分布規(guī)律，得出溶洞頂與設(shè)計(jì)隧道底的厚度及變化情況和溶洞以下巖溶發(fā)育情況，評(píng)價(jià)與隧道的關(guān)系和影響[2]。

3.1 巖溶水水力通道及發(fā)育特征

巖溶水為隧道區(qū)主要的地下水類型，含水巖組為奧陶系灰?guī)r，賦存于灰?guī)r巖溶管道中，包括溶洞、溶蝕裂隙、溶槽等，均勻性差，局部富水性強(qiáng)。地下水徑流條件主要受巖性、構(gòu)造、巖溶發(fā)育程度的影響，分布不均勻。地下水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水入滲補(bǔ)給。由于斷層及其影響帶范圍內(nèi)巖體破碎、巖溶管道發(fā)育，有利于地下水富集，地下水運(yùn)移于兩盤巖層節(jié)理裂隙、巖溶管道中，形成富水區(qū)，局部水量較大。據(jù)實(shí)測水文地質(zhì)成果，隧道區(qū)主要存在6條流水通道，分別是：

①巨型溶洞RD1中2#溶槽開始，經(jīng)過1#、2#、3#至4#洞腔后下滲通道。此通道水流通過溶洞底板或底板下層通道向南西方向發(fā)展、匯集，流通過程中接納中途匯集水流后逐漸形成較大水流，成為形成巨型溶洞洞腔及該溶洞群的主要水力因素。

②巨型溶洞RD1流水洞S4至下部巖溶裂隙通道：S4為流水洞，水量4.5L/s（2011年11月25日）。S4處流水洞面積約0.5×0.6m2，下方15m深度范圍內(nèi)為受此流水洞沖刷、溶蝕形成的豎井，呈圓形截面，直徑約8m，深度較大，且同1#溶槽聯(lián)通。此通道水流通過地下深層通道向南西方向發(fā)展、匯集，形成較大水流，成為形成1#洞腔及附近空洞的主要水力因素。

③溶洞群3#洞腔流水洞S1至下部巖溶裂隙通道：S1為流水洞，水量5.0L/s（2011年11月25日）。S1處流水洞面積約0.5×0.5m2，向180°方向延伸約10m后向下繼續(xù)延伸。此通道水流通過地下深層通道向南、南西方向發(fā)展、匯集，形成較大水流，成為形成3#洞腔底部空洞的主要水力因素。故此推斷，3#洞腔底部存在一定規(guī)模的巖溶，但對(duì)隧道施工及運(yùn)營影響不大。

3.2 隧道進(jìn)口段巖溶水水力聯(lián)系特征

根據(jù)對(duì)RD1溶洞群的精確測量，該溶洞群各洞腔分布具有明顯的水力侵蝕特征，最明顯的是，從1#、2#溶槽至1#洞腔，再至2#、3#、4#、5#、6#等洞腔，水位侵蝕高程由高至低逐漸降低，由此形成水力通道。其中主通道從2#溶槽開始，經(jīng)過1#、2#、3#至4#洞腔，此通道水流受控于F1構(gòu)造，通過溶洞底板或底板下層通道向南西方向發(fā)展、匯集，流通過程中接納中途匯集水流后逐漸形成較大水流，成為形成巨型溶洞洞腔及該溶洞群的主要水力因素。

隧道進(jìn)口段溶洞與外界存在水力聯(lián)系，其中6#洞腔內(nèi)發(fā)現(xiàn)有螃蟹及鼠類動(dòng)物的殘骸，但并不是溶洞內(nèi)原生動(dòng)物，推測是溶洞在洪水期間由涌入的地表水沖帶進(jìn)來后沉積形成，故此可以判斷，至少6#洞腔與外界存在水力聯(lián)系；3#洞腔S1處水流較大，向180°方向延伸約10m后消失于細(xì)小過水通道內(nèi)，根據(jù)溶洞內(nèi)地形、地層巖層條件推斷，3#洞腔亦與外界存在水力聯(lián)系；1#溶槽S4處水流較大，經(jīng)陡壁處的流水洞向下垂直散落在P2處巨石上，根據(jù)隧道施工時(shí)的觀測，P2處巨石為人工堆積形成，向下方深度15m后發(fā)育豎井，水流向下經(jīng)塊碎石間縫隙深入到該豎井內(nèi)消失，根據(jù)溶洞內(nèi)地形、地層巖層條件推斷，1#溶槽亦與外界存在水力聯(lián)系。

根據(jù)對(duì)溶洞內(nèi)巖層裂隙的仔細(xì)觀測（2011年11月26日），除1#洞腔外，其他洞腔巖層面、裂隙面間（包括洞腔頂部巖層）充填有軟塑狀粘性土，但年代已久。因此可以判斷，在隧道區(qū)極端洪水期間，RD1溶洞群中2#、3#、4#、5#共4個(gè)洞腔會(huì)完全被洪水淹沒，在1#大洞腔、6#小洞腔、1#及2#溶槽底部會(huì)存在一定深度的積水，各洞腔內(nèi)尤其是空間狹小的洞腔通道、過水通道、落水洞內(nèi)水流湍急，對(duì)洞內(nèi)沉積物或構(gòu)筑物沖刷、侵蝕作用強(qiáng)烈。

3.3 隧道進(jìn)口段溶洞沉積物特征

關(guān)于巖溶水水力特征的綜合分析，以及對(duì)各洞腔、通道、溶槽等巖溶形態(tài)內(nèi)沉積物的實(shí)際觀測，證實(shí)了洞灣隧道進(jìn)口段溶洞群的發(fā)展趨勢，即以F1構(gòu)造帶為導(dǎo)向，從北東方向的1、2#溶槽開始，主要經(jīng)1、2、3、4#洞腔，繼續(xù)向南西方向延伸，途中匯集來自各通道、洞腔內(nèi)的支流而形成較大水流，構(gòu)造帶主導(dǎo)了巖溶洞群的發(fā)育、伸展。

本隧道進(jìn)口溶洞群各通道、洞腔內(nèi)巖溶沉積物主要為重力水沉積類型，主要沉積物包括石鐘乳、石筍、石幔、石旗、鵝管等。按其發(fā)育的規(guī)模大小，自北東至南西方向各洞腔、通道內(nèi)沉積物的典型特征為：

（1）1、2#溶槽至6、5、1#洞腔：洞穴沉積物主要為石鐘乳、石筍、石幔，規(guī)模大、發(fā)育程度高、形成年代早。其中最高的石筍發(fā)現(xiàn)于6#洞腔，高度達(dá)6.1m；特別的是，在2#溶槽中部集中發(fā)育穴珠，小的如豆粒，大的如乒乓球，表面呈淡黃色，周邊洞底較平坦，是碳酸鈣巖溶水球形結(jié)晶的特殊表現(xiàn)。

（2）1#洞腔：溶洞群中最大的洞腔，洞穴沉積物主要為石鐘乳、石筍，集中于地質(zhì)條件較為穩(wěn)定的南側(cè)洞壁附近；洞腔北側(cè)發(fā)育一堵北東向巨型石幔。洞穴沉積物規(guī)模較大、發(fā)育程度較高、形成年代較早。其中最高的石筍發(fā)現(xiàn)于6#洞腔，高度達(dá)6.1m。

（3）2#洞腔：溶洞群中較小的洞腔，洞穴沉積物主要為小型石鐘乳、石筍，規(guī)模較小、發(fā)育程度較低、形成年代較晚。其中最高的石筍高度僅1m左右。

（4）3、4#洞腔：溶洞群中較大的洞腔，洞穴沉積物主要為鵝管，局部有小型石鐘乳、石筍。鵝管是石鐘乳發(fā)育過程中的最初形態(tài)，自洞頂向下生長，空心細(xì)玻璃管狀。其規(guī)模很小、發(fā)育程度低、形成年代晚，其中最高的石筍高度僅10cm左右，尚處于生長的初期階段。

3.4 隧道巖溶發(fā)育規(guī)模及形態(tài)特征

經(jīng)地質(zhì)調(diào)繪及對(duì)溶洞的實(shí)測，隧址區(qū)巖溶極為發(fā)育。巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為落水洞、溶洞及地表溶蝕洼地、地表塌陷等，特別溶洞，具有發(fā)育規(guī)模大、空間變化差異大、受構(gòu)造控制明顯的特征。其中溶洞RD1及聯(lián)通溶洞群受F1構(gòu)造影響，發(fā)育規(guī)模巨大，與隧道右線YK66+478～YK66+490段聯(lián)通，對(duì)隧道施工及運(yùn)行安全影響很大，目前看來是洞灣隧道施工中最大的巖溶地質(zhì)障礙。

發(fā)育的溶洞群總體呈北東30°延伸，與隧道軸線近直交，由6個(gè)洞腔連通而成，隧道左右線均位于1號(hào)大空腔上部穿過。溶洞沿隧道右線縱向由里程YK66+459發(fā)育到里程YK66+516，長約57m。為沿隧道右線發(fā)育最寬；左線縱向由里程ZK66+461發(fā)育到里程ZK66+486，長約25m。橫向向隧道兩側(cè)發(fā)育延伸長約265m。洞高一般16～19m，斜向右線右邊墻外側(cè)發(fā)育落水洞，深約35m，在溶洞范圍內(nèi)右線發(fā)育到拱頂以上3～5m。YK66+459～+479段溶洞底較平緩，高程1004.25～1010.62m，往大里程方向溶洞底逐漸變高變陡，高程由1004.25m到1021.50m，高差17.25m，坡度30.7°，溶洞頂?shù)谆就蜃兓?，向小里程傾斜。

由小里程向大里程由厚變薄，也就是1號(hào)洞腔中坍塌區(qū)最薄僅6.16m，右隧道開挖斷面處最薄，向左右兩側(cè)變厚。

根據(jù)調(diào)查隧道YK66+492～+516段發(fā)育構(gòu)造帶，走向30°，傾向120°，傾角77°，與隧道軸線近垂直，平行于溶洞主長軸。受其影響，在右隧道沿隧道軸線YK66+492～+516段長24m，寬約25m范圍內(nèi)溶洞頂發(fā)生強(qiáng)烈崩塌，形成厚10m的崩積物，溶洞頂板離隧道底厚僅6.16～13.05m，屬最危險(xiǎn)地段。

3.5 隧道巖溶形成機(jī)制

洞灣隧道位于赤水河系侵蝕第二階地，大氣降水豐富，地表徑流充沛，地表水沿構(gòu)造帶及地層接觸帶等軟弱結(jié)構(gòu)面下滲，地下水的動(dòng)態(tài)變化較大。在隧道區(qū)域地層巖性相對(duì)復(fù)雜，灰?guī)r及泥巖、頁巖呈夾層狀分布，其進(jìn)口下部及隧道中部的泥巖、頁巖屬相對(duì)隔水層，地下水沿灰?guī)r節(jié)理、裂隙滲透過程中遇到阻隔，便向下沿其層間裂隙、垂直節(jié)理及構(gòu)造裂隙滲流，在泥巖與灰?guī)r接觸面附近形成近似沿灰?guī)r層面發(fā)育的且角度較大的豎向溶蝕裂隙，溶蝕裂隙在以往較為穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境條件下繼續(xù)向下、向外擴(kuò)展，形成一定規(guī)模的溶洞；后期洞頂在自重作用下坍塌，形成的較大溶洞腔體。經(jīng)過地殼的不斷抬升作用及地下水的溶蝕作用，溶洞出現(xiàn)在目前位置。非溶巖與灰?guī)r接觸帶是巖溶發(fā)育的相對(duì)強(qiáng)烈地段。

F1斷層控制了隧道進(jìn)口段巖溶的基本特征，巖溶的發(fā)育規(guī)模、空間形態(tài)、延伸范圍及方向等與本斷層基本一致，6處洞腔總體與構(gòu)造帶方向一致，溶洞底板、頂板由緩?fù)蛔兌覆课皇軜?gòu)造控制顯著，且向大里程方向傾斜，與構(gòu)造帶傾向一致。

4.隧道巖溶發(fā)育圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

4.1 隧道進(jìn)口段巖溶區(qū)圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

隧道左線ZK66+460～ZK66+486段位于大型溶洞上方，區(qū)段長度26m，隧道底板下方完整巖體厚度19.86～32.44m，厚度在縱向上ZK66+478.8處最小21.29m，厚度呈“∩”狀；橫向厚度從左向右側(cè)逐漸變小，最小為19.86m；通過溶洞內(nèi)的實(shí)際觀測，溶洞頂部巖體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)育有小型石鐘乳，但洞頂巖體裂隙中充填有粘土，說明洞內(nèi)洪水時(shí)水位可達(dá)到洞頂并在較長時(shí)間內(nèi)保持了較高水位；洞內(nèi)地面所覆蓋的4～5m厚度碎塊石形成年代已久遠(yuǎn)，塊石上發(fā)育石筍。隧道右側(cè)邊界附近有輕微崩塌現(xiàn)象，為施工爆破、大型機(jī)械作業(yè)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)所致，對(duì)隧道施工及營運(yùn)影響較小。建議對(duì)最小溶洞頂板厚度19.86m、按簡支梁結(jié)構(gòu)對(duì)隧道底板巖體的抗壓、抗彎及抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果提出適當(dāng)治理措施。

另外，隧道左線ZK66+485～ZK66+515段受構(gòu)造F1控制，隧道底板局部發(fā)育巖溶裂隙，有可塑狀粘土夾碎石充填，區(qū)段長度30m，據(jù)鉆孔及物探成果揭示，地表3m左右深度內(nèi)局部存在巖溶裂隙，且位于隧道側(cè)壁下方，隧道中線處巖體較完整，應(yīng)對(duì)該段隧道底板處軟弱地段進(jìn)行清理，挖除巖溶裂隙充填物，換以混凝土充填；為了消除該段地基的不均勻性，建議ZK66+491～ZK66+510段兩側(cè)架梁通過。

隧道右線YK66+459～YK66+516段位于大型溶洞上方，區(qū)段長度57m，隧道底板下方完整巖體厚度3.80～29.52m，厚度在縱向上YK66+502.5左側(cè)3～5m最小，僅有3.8m，為洞頂金字塔型崩塌區(qū)中心，向小里程厚度變大；洞廳內(nèi)橫向厚度從左向右側(cè)逐漸變大。建議對(duì)溶洞頂板按簡支梁結(jié)構(gòu)針對(duì)不同區(qū)段隧道底板巖體的抗壓、抗彎及抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果提出適當(dāng)治理措施。通過溶洞內(nèi)的實(shí)際觀測，YK66+490～YK66+515段溶洞頂部巖體處于崩塌失穩(wěn)狀態(tài)，對(duì)隧道底板安全影響極大，必須盡快治理；YK66+470～YK66+490段溶洞頂部巖體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，受施工爆破、大型機(jī)械作業(yè)震動(dòng)會(huì)有一定規(guī)模的崩塌，對(duì)隧道底板安全有較大影響，必須治理；YK66+459～YK66+470段溶洞頂部巖體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，受施工爆破、大型機(jī)械作業(yè)震動(dòng)偶爾會(huì)掉塊，對(duì)隧道底板安全影響較小，可采取噴漿等治理措施。

4.2 隧道進(jìn)、出口已開挖段底板穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

本次勘察通過物探及鉆探手段，基本查明了隧道進(jìn)、出口已開挖段底板的巖溶發(fā)育情況。進(jìn)口段物探采用地震波法、高密度電法，并針對(duì)物探異常區(qū)進(jìn)行了鉆探驗(yàn)證，其中：ZK1（里程位置：YK66+300中心）、ZK2（里程位置：YK66+405右3m）、ZK5（里程位置：ZK66+518右3m）、ZK6（里程位置：ZK66+575左3m）共4孔布置在物探異常區(qū)，鉆探深度均超過30m。鉆探結(jié)果顯示：在隧道底板以下30m深度內(nèi)未發(fā)現(xiàn)溶洞。

隧道左線ZK66+485～ZK66+515段受構(gòu)造F1控制，施工開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道底板局部發(fā)育巖溶裂隙，有可塑狀粘土夾碎石充填，區(qū)段長度30m，據(jù)鉆孔ZK5（里程位置：ZK66+518右3m）、ZK7（里程位置：ZK66+502右2m）及物探成果揭示，地表3m左右深度內(nèi)局部存在巖溶裂隙，且位于隧道側(cè)壁下方，隧道中線處巖體較完整。隧道出口已開挖段物探成果未發(fā)現(xiàn)明顯的異常區(qū)。

因此，可以判斷：隧道已開挖段底板除左線ZK66+485～ZK66+515段局部存在巖溶裂隙、需要治理外，其余隧道底板是穩(wěn)定的，可作隧道路基持力層。

4.3隧道進(jìn)口段溶洞底板穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

本次勘察通過測量及鉆探手段，基本查明了隧道進(jìn)口段大型溶洞底板的地質(zhì)情況。針對(duì)大型溶洞底板進(jìn)行了鉆探，鉆至溶洞底板以下完整基巖10余米。鉆探結(jié)果顯示：在大型溶洞底板以下10m深度內(nèi)、鉆孔未發(fā)現(xiàn)溶洞。因此，可以初步判斷：大型溶洞底板基本穩(wěn)定。但不能排除底板深部巖溶發(fā)育的可能性。為了把巖溶施工風(fēng)險(xiǎn)將至最低，該溶洞治理工程施工前，仍需進(jìn)行進(jìn)一步鉆探驗(yàn)證。

5.施工處理措施建議

經(jīng)過對(duì)隧道巖溶的詳細(xì)勘測和巖溶發(fā)育特征的分析研究，提出如下建議：

（1）隧道洞身地層巖性較復(fù)雜，洞身段圍巖級(jí)別以Ⅳ～Ⅴ級(jí)為主，地下水局部富集，對(duì)構(gòu)造破碎帶、巖溶發(fā)育地段應(yīng)及時(shí)采取加固、防護(hù)措施，確保隧道的安全施工。

（3）隧道左線ZK66+460～ZK66+486段位于大型溶洞上方，區(qū)段長度26m，隧道底板下方完整巖體厚度最小為19.86m，建議對(duì)此厚度按簡支梁結(jié)構(gòu)對(duì)隧道底板巖體的抗壓、抗彎及抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果提出適當(dāng)治理措施；隧道左線ZK66+485～ZK66+515段受構(gòu)造F1控制，隧道底板局部發(fā)育巖溶裂隙，且位于隧道側(cè)壁下方，隧道中線處巖體較完整，應(yīng)對(duì)該段隧道底板處軟弱地段進(jìn)行清理，挖除巖溶裂隙充填物，換以混凝土充填；為了消除該段地基的不均勻性，建議ZK66+491～ZK66+510段兩側(cè)架梁通過。

（4） 隧道右線YK66+459～YK66+516段位于大型溶洞上方，隧道底板下方完整巖體厚度最小僅有3.8m。建議對(duì)溶洞頂板按簡支梁結(jié)構(gòu)針對(duì)不同區(qū)段隧道底板巖體的抗壓、抗彎及抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果提出適當(dāng)治理措施。通過實(shí)際觀測，右線YK66+490～YK66+515段溶洞頂部巖體處于崩塌失穩(wěn)狀態(tài)，對(duì)隧道底板安全影響極大，必須盡快治理；YK66+470～YK66+490段溶洞頂部巖體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)隧道底板安全有較大影響，必須治理；YK66+459～YK66+470段溶洞頂部巖體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)隧道底板安全影響較小，可采取噴漿等治理措施。右線隧道巖溶治理區(qū)的設(shè)計(jì)及施工建議為：

①以支頂方式通過：在溶洞底板上澆筑混凝土支撐體，直到溶洞頂板；

②以高填路堤方式通過；

③以橋梁方式通過。

若以橋梁方式通過時(shí)，應(yīng)注意溶洞洞體頂板的自承能力，并要考慮到溶洞頂部的崩塌及平衡拱問題，加強(qiáng)對(duì)橋臺(tái)處巖體的應(yīng)力重分布研究，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的剛度及強(qiáng)度，對(duì)橋基進(jìn)行防沖刷設(shè)計(jì)。

但不論以何種方式通過該區(qū)域，必須對(duì)該段隧道頂部作危巖加固處理，并保持溶洞內(nèi)的排水通暢；排水設(shè)計(jì)建議以歷史最高水位、水量進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。治理方案施工前作補(bǔ)充勘察，徹底查明溶洞底部地質(zhì)情況。

（5）洞灣隧道地下水主要受巖溶、構(gòu)造及地層巖性控制，隧道旱季開挖面涌水量約6.4L/s（約553m3/d），雨季開挖面涌水量約12.8L/s（約1106m3/d）。隧道設(shè)計(jì)及施工應(yīng)特別注意這些可能涌水地段，做好超前預(yù)報(bào)并加強(qiáng)防水、排水措施。

（6）加強(qiáng)隧道洞身超前預(yù)報(bào)及動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作，將地質(zhì)超前預(yù)報(bào)納入施工工序，施工中發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)會(huì)同有關(guān)方面共同研究，作出必要的修改。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅中文等.復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工中典型巖溶處理措施.山西建筑，2009.7

[2] 廣東核力工程勘察院.貴州省赤水至望謨高速公路（仁懷至赤水段）施工階段洞灣隧道巖溶專題綜合勘察報(bào)告，2011

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【文章編號(hào)】1006-2688（2016）03-0004-04