公路隧道項目穿越大型溶洞地質(zhì)段的處治技術(shù)探討

中圖分類號U455 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 2096-8949（2025）08-0149-03

0 引言

巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，公路隧道施工過程中容易遭遇溶洞、突涌等突發(fā)狀況，顯著增大施工難度，威脅施工安全。尤其對于大型溶洞地質(zhì)區(qū)域，如何科學(xué)制定出經(jīng)濟、合理的溶洞治理方案，確保公路隧道順利建設(shè)完成，已成為當(dāng)前面臨的主要難題。為此，該文章結(jié)合某公路隧道工程案例，通過現(xiàn)場勘測，確定隧址區(qū)巖溶發(fā)育狀態(tài)，并提出了合理的溶洞治理方案，研究成果具有重要的實踐意義。

1 工程概況

某公路隧道分兩幅設(shè)計，左、右線長度分別為 8 5 6 . 0 m 和 8 4 8 . 0 m ，兩洞凈高均為 5 . 4 m ，凈寬分別為 1 2 . 5 0 m 和 1 2 . 7 5 m 。場區(qū)內(nèi)圍巖呈節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀"，進、出洞段巖層發(fā)育不同?，F(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，場區(qū)內(nèi)分布大量巖溶與落石崩塌體，地表溶溝、溶壑、石芽遍布，地下存在大型溶洞及暗河。

2 隧址區(qū)溶洞發(fā)育情況

隧道開挖階段揭露地層條件為：左線 部位存在較大溶洞，開挖面巖體為中風(fēng)化花崗巖，溶蝕較為嚴(yán)重，整體性及穩(wěn)定性較差。溶洞侵占隧洞區(qū)域，且占據(jù)洞體面積較大。巖溶內(nèi)部較為濕潤，溶洞內(nèi)存在積水， 段拱頂部位出現(xiàn)石芽，且沿開挖面向前方蔓延。

3 地質(zhì)勘測結(jié)果

3.1 超前地質(zhì)鉆探

利用C6型鉆機對隧址區(qū)實施超前鉆探，具體結(jié)論如表1所示。

3.2 超前地質(zhì)預(yù)報

采用地質(zhì)雷達探測技術(shù)對 K2 7 0 + 1 0 1 ～ K2 7 0 + 1 3 1 段實施探測，具體檢測結(jié)論為：

（1）開挖面前端 5 . 0 ～ 2 0 . 0 m 0 K2 7 0 + 1 0 6 ～ K2 7 0 + 121）區(qū)間內(nèi)，主要為低頻脈沖信號，波頻變化較大，波形相對均勻，波幅變動較大，信號存在局部突變現(xiàn)象。根據(jù)開挖面鉆探與雷達探測結(jié)果，推斷該地段巖層主要為中風(fēng)化花崗巖，巖層質(zhì)地疏松，整體性較差，呈溶蝕發(fā)育，存在較大型溶洞，溶腔內(nèi)存在大量積泥，巖層穩(wěn)定性較差。

（2）開挖面前端 2 2 . 0 ～ 3 0 . 0 m （ K2 7 0 + 1 2 3 ～ K2 7 0 + 131）區(qū)間內(nèi)，主要為低頻脈沖信號，波頻呈均勻變化，且變化幅度較大，信號存在局部突變現(xiàn)象。根據(jù)開挖面鉆探與雷達探測結(jié)果，推斷該地段巖層主要為中風(fēng)化花崗巖，巖層質(zhì)地疏松，整體性較差，呈溶蝕發(fā)育，存在較大型溶洞，溶腔內(nèi)存在大量淤泥質(zhì)黏土，巖層穩(wěn)定性較差。

（3）其余地段雷達探測信號主要為中頻脈沖信號，局部波幅較大，信號存在突變。根據(jù)開挖面鉆探與雷達探測結(jié)果，推斷該地段巖層較破碎，呈節(jié)理裂隙發(fā)育，且裂隙內(nèi)存在少許淤泥質(zhì)黏土，整體性較差，穩(wěn)定性一般。

4溶洞治理方案

根據(jù)地質(zhì)勘測結(jié)果，確定如下治理方案：

（1）對于開挖區(qū)段內(nèi)明確的溶洞與圍巖，采取噴射混凝土實施預(yù)加固，以提升圍巖整體穩(wěn)定性。

（2）對于 K2 7 0 + 1 0 8 ～ K2 7 0 + 1 1 0 段，在原有支護結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增設(shè)套拱，鋼拱架為I20型工字鋼，布設(shè)間距 6 0 c m ，拱架與初期支護緊密貼合；側(cè)壁拱腳部位設(shè)置I20型鋼架墊層。

（3）針對 K2 7 0 + 1 1 0 ～ K2 7 0 + 1 2 3 段，對支護體系實施優(yōu)化，將其改為 Δ S 5 a 。通過I20型鋼架設(shè)置墊層，并在溶洞部位設(shè)置泵管與排氣通道，根據(jù)實際情況合理調(diào)節(jié)初期支護間距，以保證初期支護與開挖面貼合緊密。

（4）針對 K2 7 0 + 1 2 3 ～ K2 7 0 + 1 4 0 段，對支護體系實施優(yōu)化，將其改為 Δ S 5 a 。鋼拱架布設(shè)間距改為 5 0 0 m m 縱向連接筋環(huán)向布設(shè)間距 5 0 0 m m ；通過I20型鋼架設(shè)置墊層，并利用錨桿系統(tǒng)對拱腳實施加固，各拱架設(shè)置4組；同時，在初期支護后側(cè)設(shè)置規(guī)格 φ 1 6 0 mmUPVC管道，末端引入洞內(nèi)排水系統(tǒng)，管道布設(shè)間距 5 0 0 m m ，并在溶洞部位設(shè)置泵管與排氣通道，為后續(xù)混凝土澆筑提供有利條件。

（5）對于 K2 7 0 + 1 1 3 ～ K2 7 0 + 1 4 0 區(qū)段，因溶洞存在侵限問題，混凝土澆筑會導(dǎo)致拱架受力變形，威脅施工安全，因此混凝土澆筑前應(yīng)施作臨時仰拱實施加固。臨時仰拱鋼架為I18型工字鋼，布設(shè)間距 5 0 0 m m ，縱筋布設(shè)間距 1 . 0 m 。

（6）巖溶發(fā)育區(qū)域，巖層內(nèi)部伴有水流。該隧道施工階段恰逢枯水期，為保證隧道順利跨越溶洞區(qū)域，制定“洞中洞”施工方案，通過在溶洞內(nèi)填充混凝土形成拱套體系，在保證水流暢通的條件下，有效降低混凝土用量，具有顯著的經(jīng)濟效益。

5施工監(jiān)測結(jié)果分析

隧道開挖期間，對左線 K2 7 0 + 1 0 1 ～ K2 7 0 + 1 4 0 地段實施監(jiān)控量測，以保證作業(yè)安全，尤其對于 石芽發(fā)育段合理增加監(jiān)測頻率。通過統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)，獲得 、 、 斷面拱頂下沉及周邊位移變化規(guī)律，具體如下圖 1 ～ 9 所示。

從圖 1 ～ 9 看出：三個監(jiān)測斷面中， K2 7 0+1 3 1 拱頂下沉及上臺階水平位移較大，下沉量、位移量分別為1 0 . 0 m m 和 ， K2 7 0+1 2 1 下臺階水平位移較大，位移量為 3 . 0 m m ，均未超出規(guī)范規(guī)定。由此可見，該隧道巖溶區(qū)域施工階段，洞體圍巖拱頂下沉及水平收斂均符合設(shè)計要求，表明該溶洞治理方案具有較強的可行性。

6 結(jié)語

綜上所述，巖溶地段地質(zhì)條件復(fù)雜，溶洞、地下暗河分布密集，施工處治不當(dāng)，極易引發(fā)隧道坍塌等安全事故，威脅施工安全。因此，巖溶地質(zhì)區(qū)域公路隧道建設(shè)時，應(yīng)提前做好地質(zhì)勘探及超前預(yù)報，全面掌握場區(qū)內(nèi)地質(zhì)狀況，科學(xué)制定施工方案，以有效保證隧道施工安全。通過對該隧道工程的地質(zhì)勘察，發(fā)現(xiàn)依托工程內(nèi)場區(qū)內(nèi)存在超大型溶洞，圍巖整體性較差，自穩(wěn)能力不足，通過“洞中洞”治理方案進行加固處理后，溶洞圍巖穩(wěn)定性得到顯著提升，隧道穿越溶洞段施工階段拱頂下沉及水平收斂均符合設(shè)計要求，充分驗證了該方案的可行性，具有重要的參考價值。

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