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摘要：贵州省铜仁市松桃县活宝岩村至长坪乡地甲司村之间的地甲隧道拟建洞身存在溶洞，且施工过程中遇到的溶洞类型与出现的具体位置都不尽相同，本文针对该隧道开挖面外（拱腰以上、基础及路面下）溶洞发育深度的不同及隧道基础及路面下的大型溶洞等处理方法进行了重点介绍。
关键词：岩溶；发育深度；隧道；坍腔；松软；跨越
Discussion on the construction technology of karst cave treatment in mine tunnel
Ma Xiaojun，Liu Jin，He Yan
（Infrastructure Branch，First Construction Engineering Co.LTD.China Construction Fourth Engineering Bureau，Jiangmen，Guangdong，529000）
[Abstract]The guizhou province including county ended village to long ping township village to a company to plans to build a tunnel hole body exist between the cave，and encountered in the process of construction of water-eroded cave type and the location is different，outside the tunnel excavation face based on the above（hance），base and pavement depth of different karst cave development and large water-eroded cave under the tunnel base and pavement treatment methods were introduced.
[Keywords]Karst；Development in depth；Tunnel；Slumping cavity；Soft； Bridge
引言
随着社会的发展，科技的进步，隧道施工中的各个施工难点已呈现逐步瓦解的趋势，而隧道溶洞对隧道现行施工以及未来的行车安全都有很大的影响，而隧道施工中每次遇到的溶洞类型与出现的具体位置都不尽相同。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部分及全部悬空失稳，降低隧道通车的安全性及施工的连续性，季节性的岩溶洞穴涌水，给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素[4]。
因此，制定合理、科学、有效的溶洞处理方法对隧道顺利穿越岩溶地段非常重要。
1溶洞类型
溶洞，也称岩溶洞穴，最易在西南片区卡斯特地貌中出现，是因在石灰岩地区溶性岩层长期受地表水和地下水的溶蚀作用而形成的溶蚀岩层[2]，按照岩层分布的状况，岩溶的形成一般可分为以下五种。
（1）在石灰岩地区，沿着石灰岩层内的节理面或者渗裂面的地表水经过长期与之发生化学反应在表层形成溶沟，或者称溶槽，这样一来，原先层层分布的岩层便被溶沟分离开来形成柱状的石柱。
（2）经过上述所讲的化学反应，地表水沿石灰岩渗裂裂缝向下渗流发生溶蚀作用，在岩层超过80-100m左右深处便会形成落水帘洞。
（3）紧接着，在更深层的岩层下，从落水帘洞下落的地下水到达石灰岩岩层的含水层后发生流动，就会形成溶洞，溶槽。
（4）当地下水的溶蚀与岩层的塌陷作用长期相结合的作用，就会形成坡立谷。
（5）溶洞也会随地下洞穴的形成在岩层地表发生塌陷，如果塌陷的深度大面积小，这样的溶洞现象称漏斗，而深度小面积大则称陷塘。
2工程概况
拟建隧道位于贵州省铜仁市松桃县活宝岩村至长坪乡地甲司村之间，为分离式隧道，隧道左线桩号LK7+695～LK9+430，长1735m，最大埋深288.8m，Ⅴ级围岩占30.7%，Ⅳ级围岩占58.2%，Ⅲ级围岩占11.12%；右线桩号RK7+733～RK9+455，长1722m，最大埋深280m，Ⅴ级围岩占27.6%，Ⅳ级围岩占61.5%，Ⅲ级围岩占10.7%。
根据地面地质调查和钻探显示，该隧道通过段岩性有可溶性岩石，部分地段地势低洼、地形相对低平的地段，低洼降雨后雨水易汇集。地表基岩浅部岩溶形态为溶沟、溶槽、洼地等；岩体中以竖向裂隙、溶洞为主，规模大小不一。根据物探探查与工程地质测绘，在隧道拟建洞身存在溶洞。
3处理方案选择原则
3.1安全性
确保施工安全与运营安全，围岩累计变形量不大于10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。
3.2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。
3.3灵活性好
根据断面形状和尺寸，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。
3.4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。
3.5经济性强
即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
3.6处理施工方案科学
首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；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[1]；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。
4溶洞处理动态施工程序
隧道地质报告指出隧道洞身灰岩段岩溶现象较发育，溶洞处理根据施工开挖揭露的实际情况，按动态方案、动态施工的原则进行处理；当开挖遇到岩溶现象时，需严格按溶洞处理动态施工程序进行处理[2]。
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图1 溶洞处理动态施工程序图
5 溶洞处理方案
5.1处理方案一
本处理方案主要针对隧道开挖面外（拱腰以上、基础及路面下）的溶洞发育深度小于2m的地段，及在边墙发育的溶洞，原则上采用回填方式处理。
（1）溶洞在拱腰以上及边墙处发育
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图2 拱腰以上及边墙处发育断面图
处理措施：在拱腰以上溶洞采用泵送C10混凝土回填，回填施工完后再施做喷射混凝土和钢筋网初期支护等；溶洞在边墙处采C10混凝土回填，厚度不小于1.5m，每隔2m设置一处直径100mmHDPE透水管与测水沟相连[1]。
（2）溶洞在基础及路面下发育
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图3 基础及路面下发育断面图
处理措施：溶洞在基础及路面下采C10混凝土回填，如果填充物，必须挖除，每隔2m设置一处直径100mmHDPE透水管相通。
5.2处理方案二
本处理方案主要针对拱腰以上隧道开挖面外溶洞发育深度大于2m，溶洞宽度小于隧道开挖面的处理方案。
（1）溶洞内无填充物（或可清除）
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图4 溶洞内无填充物断面图
处理措施：采用泵送C25混凝土浇筑护拱，护拱最薄厚度不小于50cm[3]，要求两侧嵌入岩石内不小于50cm，并施做约1.0×1.0m间距的锚杆，锚杆深入围岩不小于1.5m；护拱施作结束后吹入不小于1m厚度的细砂保护层。施工完成后再施作原结构的喷射混凝土和钢筋网初期支护等，施工时预埋直径100mmHDPE透水管。
（2）溶洞内有填充物
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图5 溶洞内有填充物断面图
处理措施：先施作直径42×4mm超前小导管（或管棚），间距30cm，开挖采用预裂爆破，施作18工字钢，间距50cm，钢架基脚处适当扩挖，保证基础牢靠；施作锁脚锚杆，铺钢筋网，二次衬砌可根据溶洞发育情况，考虑采用钢筋混凝土结构，施工时预埋直径100mmHDPE透水管[1]。
5.3处理方案三
本处理方案主要针对基础及路面下大型溶洞，且其中大量充填松软不稳定的冲积物时，采用跨越处理方案。
（1）溶洞在某一方向度较窄
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图6 溶洞在某一方向宽带较窄断面图
处理措施：采用钢筋混凝土梁跨越[3]，梁高50～100cm，施工时预埋直径100mmHDPE透水管。
（2）溶洞发育相对较窄
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图7溶洞发育相对较窄断面图
处理措施：隧道底部充填物在无法采用换填处理措施的情况下可采取桩基础托梁跨越的工程处理措施[3]。桩基础设置于二次衬砌边脚下，桩端嵌入岩体内，以承受衬砌和围岩的垂直荷载，避免隧道的不均匀沉降。并设置钢筋混凝土梁跨越。施工时预埋直径100mmHDPE透水管。
6 结语
本文根据溶洞类型与出现的不同位置，按动态方案、动态施工的原则，制定了合理、科学、有效的隧道过溶洞一般处理方法，总结如下：①当隧道开挖面外（拱腰以上、基础及路面下）的溶洞发育深度小于2m及在边墙发育的溶洞时，一般采用回填方式处理；②拱腰以上隧道开挖面外溶洞发育深度大于2m，且溶洞宽度小于隧道开挖面时，溶洞按其中有无填充又可以分为有填充物溶洞和无填充物溶洞两大类，其中无填充物溶洞相对来说相对好处理，采用泵送混凝土浇筑护拱，护拱施作结束后吹入细砂保护层。针对有填充物溶洞，采用超前小导管（或管棚），并施作工字钢，爆破方式采用预留爆破；③针对基础及路面下大型溶洞，且其中大量充填松软不稳定的冲积物时，一般采用钢筋混凝土梁跨越或桩基础托梁跨越的处理措施。
参考文献：
[1]耿新文.云台山隧道煤炭采空区施工处理技术 [J].土木基础. 2009（22）：175-177.
[2]刘文杰.浅埋偏压隧道施工风险源分析及其识别方法[J].四川建筑，2020，（3）：320-322.
[3]吴小波.隧道小型溶洞处理方法探讨[J].现代城市轨道交通，2009，（1）：26-28.
[4]王锐，徐靖.浅谈隧道溶洞处理[J].中国水运，2012，（10）：220-221.
作者简介：
马晓君（1985-），男，本科，工程师。