黔张常铁路高山隧道巨型溶洞处理技术研究

黔张常铁路高山隧道高位斜穿巨型溶洞，巨型溶洞体量大，整体稳定性较差，洞壁危岩分布较多，危岩向洞内位移，落石危险时有发生。为解决巨型溶洞处理带来的困难，降低安全风险，针对巨型溶洞提出线路绕避、回填处理和桥跨处理3类11个处理方案，在综合考虑施工、运营安全及经济性的基础上，选择回填处理方案，并最终确定“回填洞砟+上部注浆加固”的处理方案。施工中形成溶洞分阶段回填、洞壁洞顶锚网喷安全防护、回填体注浆加固、隧道明洞结构保护性施工和回填体工后沉降预处理等一系列关键施工技术。超厚回填体在线沉降监控和施工过程控制结果表明，溶洞处理施工顺利、处治方案技术可靠、成本经济，可为类似工程提供借鉴。     

特大型溶洞隧道综合处治方案及施工技术

为解决岩溶地区公路隧道修建过程中特大型溶洞难跨越的问题,采用理论与现场相结合的方法,综合考虑特大型溶洞的特点与处治难点,提出采用"承载桩基-纵横框架梁板-钢筋混凝土挡墙"组合处治结构与洞渣回填综合处治的方案,在此基础上建立一套以回填为基础、自下而上交叉施工处治结构的施工方法,并提出洞渣回填、承载桩基、纵横框架梁板结构及钢筋混凝土挡墙结构施工等关键技术。现场施工实践证明,该溶洞处治效果良好,能保证隧道施工安全与结构安全。     

隧道底板下富水溶洞处治技术

为了解决南阳一隧道YK37+930底板下大型富水溶洞处治难题,通过超前地质预报、钻探和人工洞下查看等探测技术,采集了溶洞区域的地质资料,进行了溶洞形态描述。对溶洞区域内的水文、地貌、落水洞分布等情况进行了调查研究,依据收集到的资料提出了对隧道底板下富水溶洞采用地表落水洞封堵和洞内拱桥跨越相结合的处理方案,介绍了富水溶洞隧道洞内施工关键点。经过运营监测,证明溶洞的处理方案及施工方法都是正确的,可为今后类似工程提供借鉴。     

渝湘高速公路彭武段长滩隧道大型溶洞处治

渝湘高速公路彭武段长滩隧道左右洞在施工开挖过程中均出现了突水,涌水量约19000 m3/d。施工开挖和物探揭示左右隧道岩溶形态复杂,水平与竖向均发育,左右洞联通。结合不同地质条件,对本隧道大型溶洞处治设计方案进行研究,针对溶洞形态及地质条件,提出采用不同桥型处治左右溶洞,充分考虑结构安全、工程经济和施工的可行性。介绍隧道内桥梁设计思路,为类似工程设计、施工提供借鉴。     

岩湾隧道特大型溶洞处治技术

湖北恩利段高速公路岩湾隧道ZK250+135~+166段有特大型溶洞发育,隧道穿越溶洞中部,周边存在大范围的空腔,采用普通结构隧道无法跨越。为了保证施工安全、运营安全及工程进度,采用洞渣回填、桥跨和拱形防护等处治措施,即:洞渣回填至仰拱顶作为施工通道及拱形防护的基础;桥梁作为行车道部分,上部结构采用2×16 m的连续组合梁桥,下部构造桥墩采取桩基接帽梁、扩大基础桥台;拱形防护(钢筋混凝土套拱+混凝土护拱和沙袋缓冲层)座落在回填的洞渣上,防止可能发生的洞顶坍塌对隧道防护造成结构性破坏。施工和运营初期的实践证明,该溶洞处治技术措施可靠、合理,可以确保隧道施工安全及运营安全。     

隧道穿越大型溶洞处治技术的探讨

某隧道在开挖过程中出现大型溶洞,且溶洞与地下暗河相通,经比选确定采用架桥的方式跨越溶洞,桥梁上部隧道采用明洞离壁式衬砌结构。在冲击荷载作用下对衬砌厚度进行了计算和分析,并采用Midas数值计算软件对处治方案进行计算,由计算得出桥桩、桥墩位移及应力均满足要求,验证了处治效果的合理性。     

郑万铁路巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案研究

郑万铁路湖北段巴东至香炉坪隧道群在穿越可溶岩地区地质勘察期间,深孔钻探揭示到能听见水声、伴有冷风冒出、超过80m的巨型半充填溶洞等。为解决上述不良地质问题,在经过区域水文地质调查及系统的地下水动力分析,推测该溶洞底部为暗河,施工图设计阶段对初步设计阶段既定线路方案进行优化。由于受车站位置、标高及线路纵坡等因素控制,无法从竖向空间进行综合调整,进而从平面上提出5种线路方案,并从主要不良地质、岩溶发育程度、围岩级别、辅助坑道、施工风险、工程投资等方面进行综合比选,推荐出施工风险相对较低、投资相对较少的线路取直且绕避暗河的D8K线路方案。施工开挖揭示表明,隧道成功避开岩溶强烈发育区的巨型含水地下暗河,巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案是成功的。     

龙塘坪隧道大型溶洞处理技术研究

通过贵州省思南至剑河高速公路龙塘坪隧道施工中所遇大型溶洞处理方案的研究、论证和比选,介绍在处理该类溶洞过程中采用的一些综合处治措施及方法。实践证明,这些综合处治措施是行之有效的,可为类似隧道溶洞处理提供参考。     

郑万高铁小三峡隧道溶洞综合处理技术

为解决隧道施工遇溶洞、岩溶管道、暗河等不良地质造成的突泥涌水、坍塌等问题,保证隧道施工及运营安全,通过工程技术人员对溶洞揭示情况、地质评价等情况进行综合分析,采用梁板跨越+外封内排+支护加强措施,介绍采用箱梁结构跨越溶洞与排水设计综合治理技术,并以郑万铁路小三峡隧道岩溶处理为工程实例。现场实践结果表明:1)采用梁跨结构,可跨越岩溶裂隙及溶洞破坏区段,提供稳固基础;2)采用地表河道铺砌措施及在隧道内溶洞区域设置排水通道,可有效减小地表水下渗;3)设计排水通道,起到溶洞水引排作用,排除隧底高水压积水,致使隧道轨面上拱风险。     

既有溶洞段公路隧道开挖关键技术研究

隧道穿过可溶性岩层,溶洞的出现会为施工带来困难。以黑石岭隧道右线RK74+649里程段溶洞为例,首先通过数值模拟试验手段解决了既有溶洞段隧道开挖关键核心技术,即溶洞垫层厚度优化研究,最终确定溶洞垫层厚度为2.5m。然后立足于合理安排施工工艺和工序,减少工程隐患,从设计、施工和运营等方面综合考虑,提出了合理处治措施。     

桐子林隧道大型溶洞、暗河处理技术

介绍了遂渝线桐子林隧道施工中揭示的大型岩溶暗河、溶洞的各种情况,为防治岩溶水对隧道工程的影响所采取的整治方案以及充填溶洞段的隧道施工技术.     

齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

为解决复杂岩溶隧道溶洞处治难题,以利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道为依托,调研隧道施工过程中揭露的26处溶洞,分析溶洞的发育规模、充填特性、含水特性、发育位置与地质成因,采用数值模拟的方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,通过案例分析探讨隧道不同位置溶洞处治技术。结果表明： 1）隧道揭露中型溶洞最多,大型溶洞次之,小型和特大型溶洞最少,揭露溶洞多为无充填或部分充填的干溶洞,发育位置主要集中于掌子面; 2）隧址区气候和水文地质条件利于岩溶发育,但由于隧道高程较高,地下水位接近或低于隧道设计标高,未揭露含水溶洞; 3）溶洞与隧道交接部位隧道围岩位移量最大,需加强支护; 4）形成隧道不同位置、不同规模溶洞的处治技术与原则并应用到工程实际中,后期运营结果证明溶洞处治效果良好。 溶洞处治应建立规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术及针对性处治方案。     

山区高铁岩溶隧道斜交拱跨暗河处理技术研究

在我国西部山区高速铁路建设过程中,面临隧线比高、地质条件复杂等困难。贵广高铁作为世界上穿越喀斯特范围最长、岩溶地质情况最复杂的高速铁路,全线隧道占比54%。为了克服这些岩溶不良地质,设计中采用了回填、桩基处理、梁跨、拱跨、桥跨等多种方式处理暗河、溶洞等。以贵广高铁I级高风险油竹山岩溶隧道大型斜交暗河处理工程为例,综合考虑岩溶暗河与线路相对关系、暗河发育情况、辅助坑道设置等因素,研究采用引水横通道+斜交拱桥+特殊暗洞衬砌的综合处理技术,取得了良好效果。     

施家梁隧道K44+090岩溶水处治设计

施家梁隧道为3车道大断面高速公路隧道,在施工开挖过程中雷口坡组灰岩与须家河组砂岩的界面上出现了3个看似不连通的溶洞,K44+090处发现的溶洞甚至为一无水干溶洞。但由于对溶洞的处治认识不足,忽略了各溶洞的连通性,致使隧道二次衬砌完成后,雨季来临时二次衬砌开裂,给隧道衬砌结构造成了很大危害。介绍K44+090岩溶水的处治设计思路,为以后类似工程施工和设计提供借鉴。     

广东某隧道溶洞处治段支护结构变形及受力特征研究

以广东某新建公路长大隧道工程为例,运用三维有限元软件（FLAC3D）对该隧道溶洞处治段支护结构的变形及受力进行了分析,探讨了溶洞处治结构对隧道变形及受力的影响。研究结果表明:三车道公路隧道开挖中,隧道周边位移变形规律为:拱顶沉降 仰拱隆起 水平收敛;溶洞处治结构传导了两侧围岩作用力,维持了溶洞处围岩稳定性,对减小隧道拱顶变形意义重大,但对隧道水平收敛及仰拱隆起基本无影响;溶洞处治后,溶洞内部棱角处存在应力集中现象,易发生失稳,导致溶洞的二次坍塌,为保证隧道结构的安全,应对溶洞内部进行相应的处理。     

羊桥坝隧道遭遇巨型溶洞处理方案研究

在设计阶段由于受勘察手段的限制,隧道地质情况不可能完全察明,在岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,施工中存在一定的安全风险,如果处理不当可能给后期运营带来一定隐患。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现的巨型溶洞为例,溶洞最大长度267m,最大宽度180m,最大高度120m(设计标高至溶洞顶约70m,至溶洞底约50m)。根据溶洞现状及补充勘察资料,研究了桥梁跨越方案、路基+明洞方案、回填暗挖方案和5种改线方案。从地质条件、施工风险、工程造价、工期等方面对诸方案进行综合比较,最终采用新增费用最少、工期最短的左线左偏绕避溶洞方案,并用于工程实践,达到了规避地质风险、确保施工安全、节约造价、工期可控的效果。     

茅坪隧道大型溶洞处理研究

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。     

洞壁厚度和水压对公路隧道施工突水的影响

为了避免突水事件的发生,并保证隧道施工安全,采用有限元法,对不同溶洞条件下公路隧道的施工过程进行了数值模拟分析,结果表明:在隧道施工中,溶洞洞壁的厚度和溶洞内水压力的大小是引起岩溶突水的关键因素。     

那丘隧道廊道厅堂式溶洞处治方案比选

岩溶地质给隧道施工和运营安全带来较大安全隐患,必须妥善处治,而大型溶洞的处治尤其复杂,需要全方位考虑。以湖南省永吉高速公路那丘隧道廊道厅堂式溶洞处治为例,介绍大型溶洞处治方案的选择方法,为类似工程提供参考。     

大瑶山1#隧道富水充填性溶洞施工技术

 介绍了武广铁路客运专线大瑶山一号隧道正洞施工至DK1909+624，进入F6断层时，掌子面发生大规模涌水涌泥，经观察隧道右侧为一巨型富水充填性溶洞，施工中严格按照“先探水、预注浆、再管棚、后开挖、径向补注浆、快衬砌”的总体施工原则组织施工，采取“排堵结合”的方法，安全、快速地通过了此溶洞。