白馬隧道巖溶處理摘要：武水高速公路白馬隧道，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)復(fù)雜，圍巖及支護(hù)型式變換頻繁，尤其隧道穿越巖溶發(fā)育地段，給施工造成極大影響，施工單位會同建設(shè)和設(shè)計(jì)單位，根據(jù)設(shè)計(jì)勘查資料、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、現(xiàn)場坑探和踏勘結(jié)果，通過技術(shù)和施工方法的綜合比較，結(jié)合工程實(shí)際，分別從溶洞壁加固、巖溶水處理、隧道基底換填、溶洞口封堵及反壓回填、主洞加強(qiáng)襯砌對溶洞進(jìn)行處治，本文主要介紹溶洞處理具體實(shí)施步驟和治理措施。關(guān)鍵詞：隧道巖溶處理設(shè)計(jì)施工巖溶：是由于地表水或地下水對可溶性巖石溶蝕的結(jié)果而產(chǎn)生的一系列地質(zhì)現(xiàn)象。反濾層：指的是在大口井或滲渠進(jìn)水處鋪設(shè)的粒徑沿水流方向由細(xì)到粗的級配砂礫。1概述武水高速公路是西部大開發(fā)省際公路通道重慶至長沙高速公路重要組成部分，是重慶市“二環(huán)八射”的主骨架公路網(wǎng)中重要的射線之一，是連接我國西南、中南、東南地區(qū)的重要橫向經(jīng)濟(jì)干線，是連接重慶市東南部老、少、邊、窮地區(qū)的交通要道。本次實(shí)施的武隆至水江段高速公路，全長54.981km,白馬隧道起訖樁號為ZK27+800-ZK30+899.38，全長3099.38m，雙向四車道，左右洞分離設(shè)計(jì)。白馬隧道位于重慶市武隆縣白馬鎮(zhèn)，地層巖性主要為石灰?guī)r、巖溶角礫巖、泥質(zhì)灰?guī)r；地下水豐富，隧址區(qū)巖溶地段碳酸鹽類地下水類型主要為巖溶裂隙水，巖溶管道水，巖溶發(fā)育，設(shè)計(jì)出口獨(dú)頭掘進(jìn)，上坡段施工。白馬隧道左洞ZK29+833-ZK29+795段從發(fā)現(xiàn)溶洞至順利通過，歷時53天。2溶洞概況及處理方案根據(jù)隧道地質(zhì)詳堪報(bào)告，隧道洞身灰?guī)r段巖溶現(xiàn)象較發(fā)育，溶洞處治須根據(jù)施工開挖揭露的實(shí)際情況，按動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工原則處治。白馬隧道左洞出口開挖至ZK29+833掌子面右墻角出現(xiàn)溶洞（如圖1所示），溶洞與隧道圖1ZK29+833右墻角溶洞口斜交，隧道溶洞頂及側(cè)壁為近似水平層狀灰?guī)r，底部為黃色淤泥質(zhì)充填物，左側(cè)往進(jìn)口方向伸入隧道范圍，右側(cè)溶洞開口為寬約10m，高4m的不規(guī)則形狀，向下延伸未見底（如圖2所示）。本溶洞為設(shè)計(jì)方案不適用的規(guī)模較大溶洞，因此根據(jù)溶洞動態(tài)施工程序，施工單位會同圖2溶洞總體平面圖建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位踏勘現(xiàn)場后，從確保襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全出發(fā)，作出如下決定：⑴暫停掌子面施工，進(jìn)行超前地質(zhì)探測，探明溶洞發(fā)展規(guī)律，隧底部采用坑探查明溶洞充填物深度；⑵為確保溶洞口穩(wěn)定，對溶洞頂及側(cè)壁5m范圍進(jìn)行噴錨網(wǎng)加固，具體支護(hù)參數(shù)為：φ22砂漿錨桿長2.5m，@1.0×1.0m，φ6.5鋼筋網(wǎng)@25×25cm，C20噴射混凝土15cm；⑶ZK29+833-ZK29+815段襯砌型式由IIIf變更為IVf(A)，變更后支護(hù)參數(shù)為：φ22砂漿系統(tǒng)錨桿長3.0m，@1.0×1.0m；φ6.5鋼筋網(wǎng)@25×25cm，C20噴射混凝土15cm；仰拱、二次襯砌為35cm混凝土（如圖3所示）。圖3ZK29+838-ZK29+815襯砌斷面圖隨后，施工單位組織石家莊鐵道學(xué)院土木工程專家對溶洞范圍進(jìn)行了TSP203超前地質(zhì)探測，探測表明，ZK29+833-ZK29+795段為溶洞地段，溶洞上方山體中存有一水囊，可能會有巖溶水流出，巖溶水無長期補(bǔ)給水源，雨季時隧道涌水量大，受降雨量影響明顯，季節(jié)性強(qiáng)；巖溶發(fā)育基本停止，斜伸入隧道的溶洞向右洞方向延伸，向右下延伸的溶洞為原巖溶水排泄水通道，同時探坑表明ZK29+833-ZK29+815段溶洞底4-5m深為黃色淤泥質(zhì)充填物。專家建議待伸向隧道進(jìn)口的溶洞打通后作綜合處理。掌子面開挖至ZK29+815，原伸向隧道進(jìn)口方向的溶洞被打通。揭示溶洞于左側(cè)拱腰處向右洞延伸，溶洞口亦為近似橢圓形（高5m，寬10m），底部為黃色淤泥。掌子面背后ZK29+813處有一豎向裂縫，裂縫周邊圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，溶蝕強(qiáng)烈，裂縫底部水流和溶洞巖溶水匯集成大股水流出，流量100方/小時（如圖4所示）。圖4ZK29+813涌水處施工單位再次組織業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理踏勘現(xiàn)場，根據(jù)隧道設(shè)計(jì)勘查資料、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和坑探結(jié)果，通過對巖溶性質(zhì)和水文環(huán)境的認(rèn)真分析和技術(shù)探討，制定如下處治方案：⑴ZK29+833-ZK29+815底部溶洞充填物采用漿砌片石換填，右側(cè)溶腔采用2.0m厚C25混凝土封堵，墻后采用干碼片石堆填反壓，本段采用鋼筋混凝土二次襯砌（圖3）。⑵ZK29+815-ZK29+795段因右側(cè)壁出現(xiàn)較大溶洞及涌水，進(jìn)行支護(hù)加強(qiáng)：20b工字鋼縱向間距0.5m，初期支護(hù)R25中空錨桿L=3.5m，@50×80cm，φ6.5鋼筋網(wǎng)@20×20cm，C20噴射混凝土26cm，二次襯砌為60cm厚鋼筋混凝土，左側(cè)溶洞口采用2.0m厚混凝土墻封堵，墻后采用干碼片石堆填反壓（如圖5所示）。圖5ZK29+815-ZK29+795加強(qiáng)支護(hù)襯砌斷面圖⑶ZK29+813處出水采用φ1.0m鋼筋混凝土圓管埋置于仰拱以下，引至ZK29+833處溶洞，通過溶洞排出，通向右洞的巖溶通道不能堵塞，待右洞開挖揭露溶洞時再行處理（圖6）。⑷出口方向溶洞處理段延長5m至ZK29+838作為過渡，以確保結(jié)構(gòu)安全。⑸ZK29+838-ZK29+795段環(huán)向排水盲溝和橫向排水管加密至5m一環(huán)，ZK29+813集中出水處環(huán)向盲溝應(yīng)按設(shè)計(jì)以三根φ50mm環(huán)向打孔波紋管作為一道盲溝圖。隨后施工單位立即展開溶洞治理。3溶洞施工3.1基底換填：根據(jù)坑探結(jié)果，挖掘機(jī)清除隧底及溶洞2m范圍內(nèi)的黃色淤泥質(zhì)充填物，由于清除淤泥后基底坡度平均為1：2.5，為確保換填后基礎(chǔ)穩(wěn)定，將基底坡面挖成1m寬臺階狀，后進(jìn)行M7.5漿砌片石換填，同時預(yù)埋此段混凝土排水管涵（如圖6所示）。圖6溶洞處理復(fù)合式斷面圖3.2埋設(shè)1.0m鋼筋混凝土圓管：根據(jù)管涵設(shè)計(jì)走向，開挖管涵預(yù)埋孔槽，為確保原有巖溶管道水排水系統(tǒng)的暢通，防止?jié)仓炷習(xí)r堵塞巖溶管道，確保暗埋管涵排水通暢，暗埋排水管入水口處利用干碼片石作片石反濾層，口部用無紡布包裹。3.3ZK29+833-ZK29+815溶洞口工字鋼架設(shè)及噴砼：本段20b工字鋼分五段洞外加工，洞內(nèi)組裝，溶洞口處采用掛竹模板噴射混凝土，并于ZK29+800.5-ZK29+800兩榀工字鋼間溶洞口頂部預(yù)留環(huán)向1.0m高孔口，作為后續(xù)溶洞口封堵通道。3.4溶洞口封堵及反壓回填：ZK29+833-ZK29+815段先行施作干碼片石堆，分層立模澆筑C25溶洞口封堵混凝土至設(shè)計(jì)位置；ZK29+815-ZK29+795左側(cè)溶洞口通過預(yù)留通道分層澆筑C25混凝土封堵溶洞口至設(shè)計(jì)變更位置。處治結(jié)果在實(shí)施各項(xiàng)處治方案后，溶洞口已安全封堵，隧道二次襯砌已安全施作完畢，在通過雨期考驗(yàn)后，襯砌表面無明顯滲水痕跡，表明隧道已安全通過本段落。5體會與建議5.1隧道在溶洞段施工時，首先做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并根據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料及現(xiàn)場實(shí)際查明溶洞分布、范圍、類型（大小，有無水，溶洞是否在發(fā)育中以及充填物），巖層穩(wěn)定程度和地下水源情況（有無長期補(bǔ)給