中铁五局集团贵州工程有限公司
摘要：目前我国对隧道岩溶施工掌握了一定的技术并且有了很大的技术创新，出于考虑岩溶特别是喀斯特地貌有着多变性、不确定性、复杂性等多种不确定因素，为了减少岩溶地质对隧道施工带来不利影响，增加隧道施工运营的安全性。基于此，本文以隧道穿越喀斯特地貌工程实例为基础，对隧道同时穿越溶洞与落水洞的关键技术进行分析，以此起到对相关人员对处理类似工程有所借鉴的作用。
关键词：隧道；溶洞；落水洞；关键技术
前言
随着我国家经济飞速的发展，隧道工程技术也在不断的前进，由于隧道工程的要求越来越高、地质条件不同、技术的问题在施工过程中越来越受到重视，技术难题也在逐渐增多。在地质恶劣的地方进行隧道建设时，由于高压富水、岩溶面积过大、水源过于频少等原因，形成较为复杂的地层结构，在恶劣地带施工中，会时常出现涌泥、涌砂、涌水、涌土、突水突泥，严重的会出现地表沉陷、结构开裂、隧底沉降突发性事件。施工的安全性和施工的进度严重受到影响[1]。
一、工程概况
（一）基本概况
本隧位于贵州省织金县绮陌乡，全长1496m，全隧单面下坡，坡度为10‰。进口至DK1+537.95段位于R=600的左偏曲线上。本隧为电力牵引单线隧道，设计行车速度100公里/小时，洞内铺设重型轨道有咋道床，采用60kg/m钢轨。
（二）水文地质概况
DK0+360～DK0+585为二叠系上统龙潭组、长兴组、大隆组（P2l+c+d）砂质泥岩、砂岩及煤层；DK0+585～DK1+330为三叠系下统夜郎组（T1y）灰岩；DK1+330～DK1+860为三叠系下统永宁镇组上段（T1yn1）灰岩。
隧区进口附近砂岩层理代表性产状为N30oE/50oNE，节理发育，隧道洞身灰岩代表性产状为N45oE/42oNW，代表性节理产状为①N82oW/79oSW②N50oE/90o。
隧道位于低中山侵蚀地貌区，西南高东北低，区内海拔1263m-1907m；灰岩露出区局部坡度较陡，近于直立。灰岩段内沟谷深切，局部呈陡立的峡谷地貌。区内植被较发育，多为松木林，缓坡段多为植被覆盖。
隧道区内冲沟的发育，在地表中没有常年的地表溪流，只有在降雨季节有季节性的溪流。大气降水影响着地下水动态，地下水位的变化较大，地下水的水量也会随时改变。隧道区的古生代沉积分布的比较广泛，以砂质泥岩、砂岩和灰岩三大岩石类型为主，促使了地下水的形成，地下水类型大概两种，第一种基岩裂缝水、第二种松散岩类孔隙水。
（三）岩溶特点
通过分析隧道区岩溶的数据报告表面，倚陌隧道岩溶现象中等～强烈发育，主要表现为溶缝、溶沟、溶槽；具有不均匀的特性，具体表现在构造上、平面上、数量不同、地层上的发育规模；由于水快速的向下直流深部，导致区域普遍存在溶蚀沟谷嵌套洼地，洼地中套置落水洞的现象，岩溶飞快的向地壳发育，有着向深长的特点；地表附近地段，岩溶洞隙规模非常大、数目量过大，在很深的地下发育一些小溶隙和溶空，具有很明显的特点。在隧道穿越岩溶区时，岩溶区的溶岩体系过于垂直，若岩溶通道的方向垂直，在隧道施工过程中可能会发生突水、涌水的危险情况。
（四）工程落水洞及溶洞情况
倚陌隧道施工至DK0+880，隧道开挖到977米时，出现一横跨隧道的溶洞，溶洞底标高位于隧道仰拱底以下3m；有一落垂直发育的水洞在拱顶，溶洞弧长宽5m，高15m，线路方向3m，方位为东北西向，溶洞内无任何填充物，溶洞内为较硬的岩石、稳定性较好，水洞内水流成线状，估计遇雨季水量会变大。
据地勘资料显示，DK1+310～DK0+763段原设计为Ⅲ级围岩，岩性为弱风化灰岩，采用Ⅲb型复合衬砌施工；岩体比较完整，岩石的裂缝中发育，围岩的稳定性比较好，隧道工程的进行中有可能掉落。富含岩溶水，为涌水、突水易发地段。
二、关键技术分析
（一）施工方案
专家经现场勘察与现场鉴定之后，确定隧道溶洞基本稳定。为了不影响施工的进度，在隧道溶洞施工进行中要采用栈桥跨越前进挖掘。溶洞地段掌子面按照Vc级围岩进行开挖，锚杆的支护较设计进行了加强，促进隧道的施工正常进行。当溶洞与掌子面开挖间的距离足够大，可以立即进入溶洞的施工；溶洞工程处理方案具体如下：
1.隧道DK0+880至DK0+909加强溶洞支护的参数，衬砌的类型由Ⅲa级变成Ⅴc级。刚拱架为I20工字钢，间距按0.6m/榀布置；系统锚杆改为6m长Φ32中空锚杆注浆，环向的间距为1.2m*0.6m梅花形布置；锁脚锚杆改为6m长Φ42小导管；增设超前小导管，2.4m/每循环，小导管单根长6m；C30钢筋混凝土二衬厚度为50cm，C20喷射混凝土厚度为24cm。
2.隧道底部溶洞增加一横向涵洞，涵洞净宽1m*净高1.5m，长度10.87m。
3.涵洞顶部采用27cm厚C30钢筋混凝土盖板，在涵洞顶部再用C20的混凝土进行回填。
4.为防止隧道两侧拱墙水压过大，在隧道两侧各增加一个横向泄水洞并设置集水坑。
5.为了隧道的结构结实稳定，保证隧道安全，拱部溶洞施做2m厚护拱。在护拱的外面设置固定的防水措施，把隧道上方的落水引入到隧道底部的涵洞内，再经过隧道侧沟排出。
6.在隧道左边的溶洞进行挂网支护，围岩的临空面形成一个整体，增加了围岩的稳定；采用挂网的方法处理溶洞左边无法处理掉的碎石堆积物，防止施工过程中的通道堵塞与滑塌。
（二）施工关键技术
1.底部处理
1)涵洞两侧按照1:0.3的坡度开挖至涵洞基础底部标高，浇筑C30涵洞基础，尺寸为2.9m宽*10.87m长*0.6m厚。
2)在基础上关模浇筑两侧翼墙，高度1.5m，宽度0.85m，长度10.87m。
3)涵洞翼墙浇筑完成后，在涵洞顶部浇筑27cm厚C30钢筋混凝土。
4)在涵洞两侧及顶面回填C20混凝土至设计标高。
2.侧面处理
1)初支两侧溶洞采取挂网喷浆支护，使溶洞围岩面稳固，不坍塌。
2)在隧道DK0+890处两侧增加长30m的泄水洞，泄水洞尺寸为3.0*3.5（宽*高）；两侧泄水洞设置1.6m*2.2m检修平台，两侧检修平台外边缘设置集水井，长度为10m，宽度为3m，两侧集水井通过钢筋混凝土盖板箱涵连通，集水井底面高程低于涵洞泄水面0.5m。
3)侧沟外边缘至泄水洞集水井均设置0.4m宽明沟，将集水井水流引入隧道侧沟排出洞外。
4)两侧检修平台外边缘设置防护栏，并设置钢爬梯检查梯与集水井相连，以便于集水井清淤。
3.顶部处理
顶部有大型的溶腔，有多个落水洞，在进行顶部的处理时，按设计要求施工完二衬后，在拱顶预埋混凝土泵送管，在二衬背后施做2m厚套拱并同时施做防水层，使顶部的流水直接引入底部暗河的涵洞排出[2]。
4.其他措施
对DK0+880～DK0+909段防排水措施进行加强，环向排水管加密至每3米设置一道。
对隧道仰拱开挖时加强仰拱底部钎探工作，如果出现异常（钎探成果反映仰拱下未出现完整灰岩厚度>5米），再根据钎探结果制定方案。
（三）保障措施
1.加强监控隧道溶洞的测量，增加沉降记录量测的数据并整理分析，掌握稳定的情况。
2.一定要时刻防范瓦斯的泄漏，监控有毒气体，溶洞与土地连同交织，要认真监察确认无瓦斯等对人体有害的物体之后，在进行安全的施工。
3.利用超前的钻孔技术及其他地质预报方式，确定好前方的情况，预防施工作业中遇到岩洞水、涌水等自然现象，加强地质预报，确保施工的安全[3]。
4.做好溶洞施工开工前安全教育、施工工艺、施工标准的培训，经过专业培训并考核合格后方可持证上岗。
结论：在制定长大隧道穿越大型溶洞施工方案时，要根据自然的情况、溶洞的发育情况、水量等相关情况，在对地质采集数据完善之后在进行隧道施工工程，保证工程的顺利进行，方案的有效性为隧道工程安全的进行，提高隧道施工质量，更好地发展了铁路建设。
参考文献
[1]何开均.长大隧道穿越大型溶洞施工关键技术[J].低碳世界，2017(16):194-195.
[2]周威锦.岩溶隧道跨越暗河及穿越大型充填溶洞处理技术[J].四川建筑，2015(3):93-94.
[3]马福东.隧道穿越江底溶洞发育区若干关键技术探析[J].铁道标准设计，2018，62(1):93-98.