岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范（精选7篇）

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 篇1

编制说明

一、标准制定背景、目的、意义和适用范围

“十五”以来，是广西交通运输发展史上建设规模最大、发展质量最好的时期。按照自治区“发挥西南出海大通道重要作用、建设连接东盟国际大通道和加快推进泛珠三角区域合作”的总体要求，我国正处在公路建设的高速发展时期，根据《广西壮族自治区综合交通运输体系发展“十二五”规划》，到2015年末，全区公路建成通车里程达11.5万公里，其中高速公路约6000公里，一、二级公路约14800公里，其余为农村公路。高速公路运输服务将基本覆盖20万以上的人口城市，85%以上的县城半小时内通达高速公路，公路建设规模巨大。在此背景下，如何科学和合理地解决工程建设中遇到的各类工程技术问题，将极大地影响公路建设的质量、投资和工期，对建设、管理等标准化水平提出了新的要求和挑战。其中，岩溶区隧道的勘察、设计与施工的技术以及成本控制是目前公路建设过程中所面临的风险大、技术复杂的的难题之一。

广西大部为中国西南典型岩溶发育区，地形复杂，山岭绵亘，岩溶发育，洼地密布，素有 “千山万弄” 之称。其地势北西高，东南低，主要的山脉走向呈北西～南东向，主要地貌类型有岩溶峰丛洼地地貌、侵蚀堆积河流阶地地貌及剥蚀丘陵地貌。岩溶地貌是地表水及地下水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。在公路建设中，岩溶的存在给隧道工程的施工带来了困难，若不能合理避让或正确处治，在隧道建设过程中将可能发生塌方或突泥涌水等施工地质灾害，造成建设单位、施工单位人员和经济损失，同时可能引起地表水流失、地表塌陷等，从而造成水源枯竭、生态环境恶化等一系列的环境问题，或给后期隧道的运营埋下安全隐患。公路隧道穿越岩溶区必须重视研究岩溶的发育规律及特点，并结合技术与成本两方面综合考虑采取合理的方式进行处治，是岩溶区公路隧道修建的关键点；

对于我区广大建设者而言，目前缺乏相应的地方标准对如何降低岩溶区公路隧道修建的风险、处治岩溶地质灾害及有效控制建设成本等实际问题进行指导；因此根据广西本地岩溶分布规律和发育特点，研究总结、实践检验和修正完善岩溶区隧道勘察、设计与施工的经验并编制成地方标准是目前广西公路建设亟需解决的一个问题。

《交通运输“十二五”发展规划》指出，要全面推行现代公路工程管理，不断提高建设管理水平，推动公路建设发展理念人本化、项目管理专业化、工程施工标准化、管理手段信息化、日常管理精细化。

2011年交通部提出在建高速公路要全面开展施工标准化活动，并印发了《高速公路施工标准化活动实施方案》，相继福建、湖北、甘肃等省也编写了地方高速公路施工标准化管理文件，促进了高速公路建设施工标准化、规范化、精细化，全面提高了公路建设管理水平，取得了较为显著的成绩。同理，开展设计技术标准化活动意义也十分重大，根据国内外研究成果显示，若一个项目若存在节省投资的可能，那么设计阶段可通过标准化的实施，节约的可能性约为88%，而施工中节约投资的可能性仅为12%。本项目的主要意义体现在：编制广西本土的岩溶区公路隧道勘察、设计与施工的地方标准，不仅可以给我区建设、设计和施工单位提供技术上的支持，也能帮助我区建设、施工单位较准确的评估和有效控制岩溶地质灾害在隧道修建过程中带来的成本上的增加和减少对自然环境的破坏，因此，此问题的解决不仅会给广西的交通建设带来显著的经济效益，更重要的是可实现“以人为本，和谐建设”的巨大社会效益。同时，我区大部分隧道分布在岩溶区，该地方标准的编制，还能对今后我国《公路隧道设计规范》的修编增补岩溶隧道方面的相关内容提供技术上的有力支撑。

二、工作简况

1、任务来源

2014年4月，经广西壮族自治区质量技术监督局（桂质监函〔2014〕238号文）审查批准，《岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范》列入2014年第二批广西地方标准制定项目计划，项目编号为2014-0243。同时，2014年5月，经《广西壮族自治区交通运输厅关于下达2014年度广西交通运输科技项目及标准化项目计划的通知》（桂交科教发〔2014〕48号）批复，本项目通过2014年度广西交通运输标准化项目立项。

本规范的编写将按照《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》（GB/T 1.1-2009）及自治区质量技术监督局地方标准相关规定进行。

2、起草单位和起草人 本标准起草单位：广西交通设计集团有限公司。

本标准主要起草人：唐国军 周祥 邓胜强 林增海 米德才 李敦仁 熊劲松 叶琼瑶 温庆珍 徐龙旺 李洋溢 陈人豪 孙朋雷 陈梅 吴庆全 吴秋军。

3、主要工作过程及工作内容（1）组织分工

广西地方标准《岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范》项目任务下达后，主要起草单位制订了编制工作方案，由广西交通设计集团有限公司的专家和技术专业人员参加，成立了编制工作小组，召开了项目编制策划会议并就标准研制任务分工、进度安排进行了明确。负责起草单位主要承担了本标准制定项目立项构思、组织标准编制工作、指导相应的调研和科研工作以及汇报评审和对外协调沟通的任务，技术架构以及标准制订的调研、条文编写、科研测试、技术验证等工作。

（2）资料收集、调查研究分析

编制人员根据任务分工采取调查研究与归纳、工程案例整理、总结完善等三个步骤形成广西壮族自治区《岩溶区公路隧道勘察、设计与施工》的相关规定。一是充分查阅公司相关项目设计及岩溶处治资料，总结以往岩溶处治的经验。二是收集相关数据，分析并进行总结。三是查阅相关国家及行业标准，加强和深化广西《岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范》的编制内容和深度，为下一步形成广西地方标准提供必要的指导及技术支撑，核定本规范的范围及内容。（3）标准编写及研讨

为确保标准调研、编制工作的有序开展，项目组根据前期策划会确定的主要内容，根据广西交通设计集团有限公司内评审意见完成工作大纲及编制大纲的编制，并于2015年5月26日召开了大纲评审会。按照评审专家意见，修改完善的大纲作为项目的工作指导，项目组着手开展了相关调研、资料收集工作并逐步编写形成了工作组讨论稿。2018年4月13日，项目组组织召开了工作组讨论会，对工作组讨论稿主要技术内容进行了讨论并修改形成了征求意见初稿。2018年5月5日召开了征求意见稿初稿讨论会，会议上专家提出了精简合并施工部分，增加逃生及救援相关内容，更改适用范围等约48条意见，项目组在认真研究专家意见的基础上，调整了规范布置结构，修改完善了相关内容，并于2018年6月初形成征求意见稿。

三、标准编制原则和主要内容

1、标准的编制原则

本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。在充分调研的基础上，调研了。经过起草工作组成员讨论，确定标准编制遵循以下基本原则：

（1）科学性原则

分析国内标准体系的现状和特点，结合广西境内岩溶隧道的在建及已建的岩溶隧道的建设经验，对已发布的相关标准、规范进行梳理、归纳和分类，建立科学、实用、合理的广西地区岩溶公路隧道勘察、设计、施工技术标准。（2）承接性原则

标准术语尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致，条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容，未出现冲突，保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准时，已明确指出所引用标准的内容或名称，增强了标准的可读性和可操作性。

（3）可操作性原则

标准的起草充分调研了国内外、广西区内岩溶区公路隧道的建设经验，编写组在此基础上进过反复讨论和修改，编制此标准。标准内容针对性强，可操作性高，易于推广。

2、标准主要内容

《岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范》征求意见初稿原来共8章，勘察、设计、施工及建设管理分列编写，在征求意见初稿讨论会上，评审专家认为设计施工分列后重复内容较多，且设计部分为核心部分，建议施工部分进行简化合并。按照征求意见初稿讨论会的专家意见，重新调整了规范章节编排，并补充完善了相关章节。

征求意见稿内容共分17章，还包括了引言。第1章规定了标准的范围；第2章给出了规范性引用文件；第3章为有关术语和定义；第4章为基本规定；第5章为岩溶隧道勘察；第6章为岩溶区公路隧道总体设计；第7章为岩溶区公路隧道结构设计；第8章为岩溶不良地质处治设计;第9章为岩溶区公路隧道防水与排水;第10章为辅助施工措施;第11章为开挖、支护与衬砌；第12章为逃生与救援；第13章为信息化设计与施工；第14章为辅助坑道及预留洞室；第15章为隧道工程设计安全风险评估；第16章为隧道施工安全风险评估；第17章为建设管理；

四、标准主要内容的确定依据

本标准在现行行业标准《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）及《公路隧道设计细则》（JTG/T D70-2010）、《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）、《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）等规范、标准的基础上，通过对广西地区岩溶隧道的建设实践经验的总结，研究吸收了国内外岩溶隧道建设的相关科研成果和实践经验，形成了广西地区岩溶区公路隧道勘察、设计及施工技术规范。

1、标准名称

标准名称为“岩溶区公路隧道勘察、设计与施工技术规范”，属于工程建设标准，该名称将主要范围限制在公路隧道，涵盖了岩溶隧道建设的勘察、设计、施工三个阶段。征求意见初稿讨论会上专家提出将规范名称调整为“岩溶区公路隧道技术规范”，该名称更贴合本标准的内容。考虑到标准名称需审定会上才能作调整，征求意见稿阶段暂时维持规范名称不变。

2、范围

本标准规定了广西壮族自治区境内处在岩溶地质条件下的钻爆法新建及改扩建高速公路、一级公路、二级公路、三级公路山岭隧道的勘察、设计、施工及管理相关技术要求。广西壮族自治区境内处在岩溶地质条件下的钻爆法山岭市政隧道，可参照本标准使用。

3、术语和符号

本标准增补了释能降压、抗水压复合式衬砌、隐伏溶洞等相关术语。4 基本规定

本章从宏观上规定了标准所遵循的基本原则。

5、勘察

5.2.3条：公路隧道应根据隧道与当地洼地标高的关系、地下水的补给条件、地表水丰富程度及其与隧道主要含水层水力联系密切程度、主要含水层和构造破碎带的富水性、导水性、第四系覆盖情况以及水文地质边界的复杂程度，将隧道水文地质条件分为简单、中等、复杂三类。

5.2.6条：岩溶区隧道勘察工作十分复杂，通过对以往广西岩溶区公路隧道勘察工作的总结分析，结合现行的相关规范及标准，认为对岩溶区公路隧道按隧道长度、地形地貌、岩性、地质构造、水文地质及岩溶发育程度等因素进行勘察等级的划分十分必要，能更有效的指导勘察工作的开展。

5.4.3：地质构造是岩溶发育的最主要控制因素，因此，地质构造调查是岩溶研究中最重要也是难度最大的一项工作。岩溶研究及工程实践表明，大褶皱构造中的背斜倾伏端、向斜翘起端以及褶皱转折端等部位是岩溶强烈发育部位；断层和大结构面、褶皱轴部是地下水活动强烈、岩溶较发育的部位。因此，构造地质调查就是要在水平方向上，把控制岩溶发育的褶皱、断层、结构面的位置、展布方向调查清楚，查明这些部位的岩溶洞穴、地下河的发育情况；在垂直方向上，要查明岩溶发育的期次及其与地壳垂直升降的关系。通过上述研究，确定隧道所处的地质构造环境，评价主要工程水文地质问题的风险，为方案调整和优化提供支持。

隧址区岩溶及岩溶水调查是岩溶隧道的重要勘察内容，通过对隧道区及其临近区域的岩溶现象开展系统调查，结合地质构造、水文地质调查结果，进行综合分析，可得出隧址区岩溶发育的强度，预测可能存在的主要岩溶不良地质及施工地质灾害。不同岩溶地貌区岩溶现象的类别及其组合、发育程度会有所差异，开展岩溶现象调查之前，应确定隧址区的岩溶地貌类型及其岩溶和岩溶水特征，确定调查的内容和重点。6总体设计

隧道总体设计是岩溶区隧道设计的重要一环，目的是从宏观概念上对隧道设计进行把控的，贯彻岩溶区隧道设计的“安全、经济、适用”原则。

6.1.2条、6.1.3条:岩溶隧道的勘察设计是一项复杂的系统工程,需要综合地形地貌、工程及水文地质条件，并考虑施工及运营需要，从而可以采取合理的工程技术方案及措施，保障岩溶区公路隧道的施工及运营安全。

6.1.4条：由于地形地貌条件的限制，灰岩区隧道洞口时常需要从悬崖峭壁下方穿过。由于地形、地貌及前后接线或其他构筑物的条件限制，高标高直接从悬崖下穿过时有发生，且悬崖下通常为破碎堆积的坡体这个施工场地的布设、出渣带了了困难，因此线位应从宏观上考虑施工组织的便利性，或采取诸如施工导洞等解决施工组织的措施。

6.1.5条：广西地区岩溶区地形地貌主要以峰丛地貌为主，突出的山体和洼地交相分布，岩溶洼地通常也是岩溶地下水的垂直通道，鉴于此岩溶区隧道尽可能在洼地露头，控制隧道规模，尽量避免穿越岩溶洼地，是宏观上降低岩溶风险、减小对地下水系影响的一种措施。

6.1.6条：隧道岩溶风险具有隐蔽性、不确定性等特点，设计阶段较难完全摸清楚岩溶的发育的情况，因此重视岩溶发育区的选线工作显得非常必要。岩溶地质选线是一种宏观控制岩溶风险的措施，属于宏观的概念设计，力求避开岩溶负地形，水平径流带，并在风险和成本之间找到一个平衡点。

6.1.7条：由于线形指标、地形地貌、地质条件、环保要求、区域发展需求等因素影响，山区要完全避开岩溶发育区是不现实的。在无法避开岩溶发育区时，概念设计和工程措施并重成为保障岩溶隧道施工及运营安全的重要一环，需要从勘察、设计、施工上及运营维护上采取一些必要的措施。

6.2.1条：隧道选址是一项宏观概念设计的部分，本条强调了一些隧道选址的设计事项，目的是引起设计人员重视隧道选址，使得设计人员尽可能从宏观上避开岩溶发育区。6.2.2条：岩溶区水环境脆弱，岩溶隧道的开挖可能对地表生态造成影响，因此需要尽可能的避免采用可能对生态环境有影响的线位，无法避免时，则需要采取切实可行的工程措施。

6.2.3条：设计阶段避开已发现的岩溶洞穴时应留有一定的安全厚度，该安全厚度利于开挖过程中应力调整，保障溶洞自身的稳定，同时也能减小溶洞对支护结构的不利影响。确定溶洞壁的有效安全厚度需要考虑溶洞发育形态、围岩性质、初始地应力以及开挖施工等多种因素，考虑隧道工程的复杂性，目前较难给出准确的值。两车道隧道在工程实践中，通常要求保证岩溶完整基岩厚度8m以上，隧道顶板也有要求不小于5m完整基岩的情况，考虑到隧底悬臂时受力与隧底溶洞为拱形时受力情况不宜，故规定隧底也要求完整基岩为8m，有可靠资料时也可减少。三车道开挖后影响范围更大，故规定有效安全厚度约为两车道的1.5倍。鉴于大型规模的溶洞的发育情况异常复杂，因此表中的数值仅仅适用于中小规模溶洞，大型规模的溶洞有效厚度要去宜结合工程经验，必要的定性及定量分析，并综合评估确定。

6.2.4条、6.2.5条：岩溶洼地处排水能力通常有限，在隧道建设过程中，岩溶洼地内洪水猛涨几十米的案例也常有，隧道布线标高宜高于岩溶洼地洪水位（该洪水位应考虑公路建设），并应考虑隧道内的排水。受条件限制时，设置泄洪通道，降低洪水位后可适当放宽。

6.3.3条：隧道左右洞之间的中夹岩受到左右洞施工的反复影响，保持一定的中夹岩厚度，能降低隧道左右洞之间的相互干扰，避免岩溶发育影响区规模逐步扩大。6.3.6条、6.3.7条：关于隧道纵坡的形式，目前存在多种不同的意见。隧道纵坡采用人字坡时对运营通风不利，但是人字坡利于施工及运营期间的排水。考虑到岩溶地下水发育较难摸清，综合考虑隧道规模，作出特长隧道宜采用人字坡的规定。

隧道内设置竖曲线时原则上需要设置凸曲线，随着山区公路的建设逐步向复杂地形地貌及水文地质区域推进，隧道平纵组合布线要符合规范要求越来越困难，因此可以考虑适当放宽，但不允许设置反坡的凹曲线，因为反坡凹曲线会造成壅水，水压升高，对隧道结构及隧道路面稳定性及运营均具有较大的影响。

6.4.5、6.4.6条：隧道横断面的设计在保障建筑限界的需要的基础上，可根据实际情况做一些适当优化，以利于结构安全和施工便利。增大仰拱曲率可以改善结构受力，利于将水压的径向荷载转化为轴力，岩溶洞穴处在隧道范围内时，也可适当加宽断面，利于横跨板的设置。

6.5 岩溶处治费预估

广西区的大量建设经验显示，岩溶处治费用是不可避免的，而且往往占比很高。本规范编写组之前的岩溶课题中对广西在建项目进行了统计，实际发生的岩溶变更费用大概在10%~30%的造价之间。岩溶处治费用除了一般的土建费用外，还会有些由此衍生出来的配套费用，因此岩溶处治费宜结合地区经验，并适当考虑各类衍生费用。7结构设计

7.1.2条：由于隧道是一种处于半地下空间的结构，由于各种因素的不确定性，隧道结构设计的更需要重视工程经验的运用，尤其是初期支护的设计，同时应重视动态设计工作，及时调整支护，使支护与环境相适应，保障安全。

7.1.4条：岩溶不良地质段与正常段做好过渡，是保障空间协同受力的一种重要措施，利于溶洞及隧道的稳定。

7.2.3、7.2.4、7.2.5条：关于岩溶填充物对隧道衬砌的作用，目前尚无明确的说法，在广西以往的岩溶隧道建设过程中积累了许多关于岩溶填充物的经验，主要包含：

（1）岩溶填充物强度较高、以硬塑状为主并混有大量块石且埋深满足要求时，可按照深埋松散围岩压力计算，其他情况的岩溶填充物段按照浅埋松散围岩压力计算松散围岩压力最大值。

（2）隧道两侧及拱部均处于岩溶填充物区时，可按照岩溶填充物的性质进行围岩划分，并据此围岩级别按照现行《公路隧道设计规范》的经验公式进行深埋、浅埋松散围岩压力计算。

（3）隧隧道两侧为IV级以上围岩，拱部为岩溶填充物时，可按照岩溶填充物对应的围岩进行深埋、浅埋松散围岩压力计算，并可考虑两侧围岩的有利作用折减松散围岩压力。

（4）隧道穿越的岩溶填充物位于稳定的溶腔内时，可仅考虑围岩填充物的作用，按照岩溶填充物对应的围岩级别及填充物高度情况进行深、浅埋松散围岩压力计算。

（5）隐伏型岩溶填充物、局部揭露的岩溶填充物以及其他复杂类型的岩溶填充物的松散围岩压力作用需结合溶洞围岩性质、填充物分布厚度、有效溶洞板厚等条件采用定性及定量分析方法按照最不利原则确定。

7.2.8条：作用在衬砌上的水压力主要地下水环境及岩体物理力学性质息息相关，以少量裂隙水为主的隧道段落，由于隧道排水系统的存在，通常能及时排走，对隧道衬砌造成的水压力可忽略。在地下水量较大时，不能及时排放时就会形成水压，地下水压的大小与地质环境息息相关，渗透系数较小的围岩段，水头衰减快，对衬砌产生的水压力小，反之水头衰减满，对隧道造成的水压力大。

7.2.11条：关于落石荷载的计算目前计算方法也较多，其中比较常用的是路基手册法、铁路隧道手册法、Kawahara 法、Labiouse 法、杨其新法，各种方法各有优劣。由于溶腔内的落石接近自由落体，采用铁路隧道手册法进行计算更为合理。铁路隧道手册法计算主要是利用冲量定律，一维波动方程，能量守恒推导的，其物理概念明确，使用经验上也较为丰富，因此本规范推荐采用铁路隧道手册的计算方法。

7.3.1条：隧道结构设计的经验性较强，隧道结构实际受力的影响因素多，影响机理极为复杂，目前无论是采用荷载—结构计算法或者地层—结构计算法都无法完全准确的预测隧道结构的内力情况。松散围岩中，通常隧道衬砌安全风险较大，从目前的建设经验来看，采用荷载—结构法进行内力计算安全富余系数较高，可靠性也较高。

7.3.2、7.3.3条：采用荷载—结构法时，围岩与隧道的相互作用可以采用弹性抗力反应，由于岩溶空腔回填质量较难控制，保险起见，不宜考虑该段落的弹性抗力。由于临空面的存在，溶腔壁受到施工开挖影响较大，其弹性抗力较其他完整段落差，故宜适当折减。

7.4.1条：岩溶地下水系统较为复杂，当岩溶隧道处在高水压区或岩溶水季节交替区时，通常较难通过引排地下水解决水压问题，且地下水过量引排也可能对生态环境造成影响，故本条建议采用抗水压复合式衬砌。抗水压复合式衬砌应综合采用注浆降低围岩渗透系数，回填防水砼降低管道渗水量，同时要考虑结构的自防水及完善的排水系统。

7.4.2~7.4.5条：隧道衬砌的断面宜接近圆形，这样利于隧道结构将径向水压转换成轴力，由于隧道衬砌的抗压强度远大于抗拉强度，水压在一定范围时，对衬砌结构是有利的。存在高水压段落的岩溶区，通常属于管道型岩溶水，不采取必要的措施，水压对隧道衬砌的作用非常大，不利于结构稳定，因此宜采取辅助堵水措施。

7.4.7条：抗水压衬砌段处治费用较高，况且也不是每个段落都需要设置抗水压衬砌，因此抗水压衬砌段和非抗水压衬砌段就存在过度问题。在抗水压衬砌与非抗水压衬砌段设置端头，利于增大水压绕流路径，降低对非抗水压衬砌段的影响。

7.5.6、7.5.11条：近些年来，隧道二衬混凝土的耐久性引起了行业的重视，隧道二衬的混凝土等级由以前的C25逐步提高到C30。混凝土强度提高后，不仅对隧道的耐久性有利，而且由于混凝土密实度提高，其抗水压能力也有所提高。目前行业现行《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》对隧道的衬砌结构的混凝土标号作了规定。实际上隧道内更多的是属于非永久性干湿交替环境（B类），按照行业规范其满足混凝土耐久性要求的砼等级为C35。考虑到岩溶发育区的复杂性，从百年大计的角度出发，适当提高混凝土等级及裂缝控制要求，虽然增加一些造价，提高隧道的耐久性抗渗能力是值得的。8 岩溶不良地质处治设计

8.1.1~8.1.6条：岩溶不良地质的处治设计需要综合考虑岩溶的形态，岩溶不良地质存在的情况，考虑沉降、偏压等多种因素。

8.1.7条：岩溶区野蛮施工时有发生，野蛮施工不仅仅给前期数据收集造成了困难，也给建设各方分析岩溶对隧道的影响，可能存在的安全隐患，可行的处治方法带来了困难。因此，规模较大的溶洞，在安全有保障的情况下，应首先保留第一现场。

8.1.11、8.1.12条：岩溶区隧道碰到复杂溶洞时有发生，通常一时也较难处理，为了满足工期要求，保障施工安全，可采用绕避施工的方式进行处理。

8.2.1~8.2.6条：中小型干溶洞相对容易处理，处理上大致按照“有条件清除填充物、回填、加强排水”的理念进行，中小型干溶洞的处治应重视回填质量，避免空洞的存在。

8.3.2、8.3.4条：大型溶腔壁的稳定性直接关乎隧道的安全性以及采取的处治措施，因此分析评估隧道溶腔壁的稳定性至关重要，溶腔在隧道施工过程中有坍塌风险时应加固溶腔或采用其他切实可靠的措施。溶腔加固可根据规模和形态采取喷锚支护、钢筋混凝土梁、柱支顶、局部围岩清除等多种措施。8.3.6条：隧道底部溶洞底板可靠厚度比较薄，不满足隧道稳定性要求时，进行处治存在较大的难度，也有一定的安全风险。有条件时可以采用爆破隧底溶洞底板的方法，使得爆破形成的大石块填塞溶腔，由于大石块之间存在缝隙，填塞后的溶洞也存在一定的过水能力，溶洞内无水或过水量较小时，是可行的。另外，爆破隧底溶洞顶板后，也给进一步的处治提供了施工空间，利于全面进行处治。

8.3.7条：隧道掌子面前方拱顶存在隐伏溶洞，且隧顶溶洞底板有效厚度不足时，施工期间至隐伏溶洞处，由于施工爆破、机械等扰动极易造成溶洞底板失稳，影响隧道安全，因此应加强超前稳定措施，适当泵送混凝土砼后，能形成类似于板的作用，逐榀开挖，架立钢架后能保障施工安全，是一种既方便施工，也较为经济合理的超前措施。

8.3.10条：大型溶腔稳定性无法保障时，采取回填砼后反开挖是一种性质有效的方法。

8.3.11条：大型干溶洞与隧道相交的口部是稳定性的薄弱点及应力集中区，通过适当加强相交的口部利于隧道结构及溶腔的稳定性，一般情况下每侧加强范围可取大于10m，由于相交口部应力集中复杂，宜结合洞壁稳定性合理设置锁口等进洞支护措施，保障进洞施工安全。

8.3.13条：大型干溶洞工程地质及水文地质极为复杂时，宜进行专项设计，通过搜集资料，分析评估，群策群力确定合适的方案。

8.4.3条：富水岩溶填充物由于其强度低，流动性，具有突水涌泥的高风险性，为了保障施工安全，在施工到富水岩溶填充物段前应采取一些必要措施，降低施工安全风险。为了保障采取安全措施前的施工安全，安全岩盘至关重要。降低富水岩溶填充物的安全风险，通常可采用提前钻孔引排水等释能降压手段。

8.4.7条：岩溶填充物不可清除时，由于岩溶填充通常较为松软，性质分布不均，其沉降及不均匀沉降，地基承载力不足问题较为突出，因此有必要对岩溶填充物隧道地基进行处理。处理方法通常需要结合施工期间的稳定性，处治效果及残留风险综合考虑。

8.4.8条：增设变形缝主要是考虑到岩溶填充物与基岩的性质不同，尽可能减少沉降差对衬砌的影响。当隧道处治未处治到岩溶填充物底部时，存在残留变形的影响，此时宜分析残留变形的可接受程度，并尽可能将变形留在初支上，减小工后沉降。

8.5.3条：隧道穿越暗河或隧道影响区存在隐伏暗河时，与隧道的位置关系复杂，处治方法也不尽相同，总体来说就是要遵循“保障溶腔稳定、合理止水”。

8.5.4、8.5.5、8.5.6条：岩溶地下水的处治，应尽可能的维护原有地下水路径，减小对生态环境的影响。9 防排水设计

9.1.5条：岩溶区地下水环境复杂，地表生态系统脆弱，因此需要考虑地下水排放对地表的不利影响，当岩溶区地下水排放对生态环境及村落居民生产生活造成影响时，应采取限量排放、堵水及其他减小地下水渗漏的措施，以减小对生态环境的影响。

9.2.4、9.2.5条：岩溶区隧道的防水是一项系统工程，除了普通的防水手段外，还要尽量营造条件，减小地下水渗漏量，同时尚需要及时排走渗漏的地下水，避免积聚。

9.3.3条：中央排水预制圆管长期用作隧道排水设施，在使用中中央排水管也暴露出一些缺点。其中施工期间淤塞后不易清理是一个比较大的缺点，因为淤塞，中央排水管的排水能力受到了削弱，运营期间水量较大时就容易造成隧道路面反水。岩溶地下水系统极为复杂，目前预测岩溶涌水量的方法更多的是停留在半经验半理论阶段，且主观性较强，为了保障运营期间的排水能力，中央沟排水能力宜留有一定的富余，一般情况下宜大于2倍。

9.3.4条：广西分布的岩溶峰丛地貌区岩溶隧道，隧道进出口一般均为洼地，洼地排水不畅时往往会造成洪水位很高，设计上要考虑合适的路线标高，并考虑公路建设造成的库容减小的不利影响，保障洪水不涌入隧道。隧道内设置排洪通道是非常不利的，一是排洪通道的尺寸通常比较大、造价也比较高，且洪水从隧道内过可能造成路面等开裂，从而涌水，对行车安全非常不利，况且到洪水位达到隧道处标高时，此时公路的安全风险已经极高，因此不建议利用隧道作为过水通道。

9.3.6条：广西岩溶区隧道运营期间出现路面的冒水现象时有发生，考虑到岩溶水发育情况的隐蔽性，设置透水层利于及时排走隧底没有发现的岩溶出水口的出水，降低隧道路面下水压作用，利于保障运营安全，由于无砂大孔砼工程量与取消掉的调平层基本相当，对工程造价的影响也较小，故建议岩溶区宜考虑无砂大孔砼透水层。9.5.2条：在隧道洞口设置长下坡时，对控制隧道路面水不往隧道内流造成困难，因此不宜设置隧道洞口低于洞外路基的长下坡。考虑到建设条件日趋复杂，不可避免的会胖到长下坡问题，此时路线、路基、桥梁、隧道等相关专业宜协同设计排水系统，以更好的保障排水顺畅。辅助工程措施

岩溶不良地质段落隧道施工辅助措施非常重要，采取合理的施工辅助措施，做好施工组织计划，尽可能避免岩溶不良地质带来的安全风险。

10.1.1条，采取辅助施工措施对施工安全是有利的，但由于后期的老化，耐久性问题，以及拆除等，辅助施工措施对支护结构的永久性安全的贡献是有限的，从安全的角度来说辅助施工措施可不考虑其对支护能力及结构的永久安全影响。但对于像注浆堵水，混凝土回填管道堵水等，其耐久性就较好，可考虑其有利作用，计及二衬水压的折减。

10.3.1、10.3.2、10.3.6条：岩溶隧道突水涌泥是一种危害很大的地质灾害，针对岩溶隧道的突水涌泥，要立足于预防，减小突水涌泥发生的可能性。突水涌泥发生的直接原因就是溶腔泥水混合物储存了可观的重力势能。隧道开挖使得泥水混合物失去支撑后，重力势能瞬间释放，其破坏力极为可观。从预防的角度来说，首先就是要尽可能减小泥水混合物储存的能力，采用可控的引排措施是一种行之有效的措施。一般情况下引排措施可采用钻孔，当效果不理想时也可设置泄水降压洞。

10.3.7条：涌水突泥后，岩土体形成一个临时的稳定体。此时贸然采取清楚措施，可能会造成突泥体失稳。11.开挖、支护与衬砌

岩溶隧道的开挖应重视爆破设计和施工方法的调整。岩溶不良地质区需要采取扰动小、风险低的施工方法，并适当加强支护，保障施工及运营安全。施工开挖前应最好施工组织，采取必要的排险措施，降低施工安全风险。

岩溶隧道的支护与衬砌需要及时进行初期支护，岩溶不良地质段落二次衬砌的施作时间应该根据初期支护的稳定性，岩溶不良地质的影响情况综合确定。12 逃生与救援

岩溶不良地质条件下，做好施工组织及逃生救援应急预案，参见各方协调联动，以人为本，降低生命危险。13 信息化设计与施工

13.1.1条：由于地质条件的复杂多变，综合考虑成本，收益等多种因素，隧道的动态设计显得尤为重要。动态设计需要在超前地质预报、监控量测等基础上，综合分析判断，及时调整施工方法及支护参数。

13.3.3条：超前地质预报及监控量测是隧道设计中的一项重要内容，是隧道动态设计的重要基础，因此需要重视动态设计及监控量测。鉴于岩溶隧道发育的不确定性，存在未能发现隐伏溶洞的情况，隐伏溶洞无论对施工还是运营安全均具有一定的隐患，因此超前地质报工作增加这一项内容是由必要。关于隐伏溶洞的探测，目前还是以物探结合施工探孔的手段进行处理。隧道工程设计安全风险评估

设计阶段的风险评估包括风险源识别，风险评测以及风险控制措施等部分。岩溶区的风险评估与普通隧道的风险评估方法大致一致，但应重视岩溶风险源在整个隧道风险体系中的分量。隧道施工安全风险评估及风险管理

施工安全风险评估是岩溶不良地质风险管理的重要内容，施工单位要做好岩溶不良地质风险的识别、风险控制措施落实，监控预警的运转，抓住有利时机及时处置岩溶不良地质。建设管理

业主、施工、监理、设计各方应落实相关责任，做好岩溶不良地质的风险控制，降低安全风险。

五、主要试验（或验证）的分析报告、相关技术和经济影响论证、预期的社会经济效益分析

本标准在研究过程中坚持以科技创新为抓手，通过对岩溶区公路隧道修建各阶段的特点提出创新要素和创新内容进行选择、集成和优化，将我区在岩溶区隧道修建方面摸索出的经验与其他省区和行业的成功案例结合起来提升为成熟、先进、经济、实用的地方标准的型式体现出来，形成一整套适合广西岩溶区公路隧道修建的勘察、设计与施工标准技术体系，不仅有利于科研成果的推广与应用，可有效促进科研成果技术的深化、完善，并带来经济上的效益。

本标准在广西岩溶区公路隧道建设中大力推行新的管理、设计和施工理念，构筑起科学系统的岩溶区公路隧道建设标准化技术体系，进一步提升我区岩溶公路隧道建设水平，切实降低岩溶区公路隧道建设的风险，有效控制岩溶区公路隧道建设成本、提高经济效益、保障工程结构和人员安全，并提高工程质量、建设速度与管理水平，努力向“建设与环境相和谐的高速公路”的理念靠拢，能够提高认识、总结经验，对建设资源节约型和环境友好型公路交通具有重要的经济价值和社会效益。

六、与有关现行法律、法规和标准的关系

本标准遵守《中华人民共和国标准化法》等相关法律规章。基本术语、符号按照国家标准《工程结构设计通用符号标准》（GB/T 50132-2014）和《道路工程术语标准》(GBJ 124-88)的规定采用。

本标准还借鉴、引用了以下国家、行业标准，包括： 《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）,《公路路线设计规范》（JTG D20-2017），《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011），《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009），《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）《工程岩体分级标准》（GBT 50218-2014），公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南（试行），公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行）。

七、本标准的实施建议

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 篇2

岩溶区是经过长期的物理、化学过程, 碳酸盐类岩层在流水的作用下所形成的具有特殊的地质水文条件与地形地貌区域的总称。随着国民经济的飞速发展和城市化进程的加快, 基础设施建设和民用工程逐步增多, 在岩溶地带的施工工程也越来越多, 然而, 由于岩溶区特定的地质、水文条件, 施工勘察和施工的难度相对较大, 稍有不慎, 就会对人们的生产、生活、工作、学习, 甚至是生命财产安全带来隐患。因此, 必须重视对岩溶区的施工勘察及采用恰当的施工技术。由于岩溶地区岩层裂缝发育, 地表水及地下水对岩层的溶蚀作用明显, 在该区域出现有大量的暗河、溶洞、落水洞、溶沟、漏斗、裂隙、竖井等复杂的地质条件, 在勘察和施工过程中, 必须澄清施工区域的地质、水文条件的底子, 才能有针对性地制定施工方案, 进行安全施工。在勘察时, 主要是勘察清楚施工区域的岩层结构和特点, 以及在岩层的承载强度的基础上, 查清岩层裂缝发育状况以及暗河、溶洞、落水洞、溶沟、漏斗、裂隙、竖井等的空间分布。因此, 在岩溶区的勘察方法要采取钻具钻探、物探勘察同水文地质调查及地质测绘相结合的方法进行。

2 岩溶区勘察与施工的技术准备

2.1 高度重视岩溶区的施工勘察工作, 科学、合理地摸清施工地域的地质水文条件

可以毫不夸张地说, 施工地域的地质水文条件不仅决定着采用何种施工技术, 而且决定着整个建筑工程的成败。因此, 在项目的立项、勘察、设计、施工、竣工验收等建筑工程的整个阶段都要高度重视项目所在地的地质水文条件。首先, 以金刚石钻具钻探的方法为主对岩溶区地下岩层状况进行勘察。金刚石钻具钻探主要用来获取施工地域的岩芯。对施工地域基岩的准确了解, 取决于施工地域的岩芯的取得以及岩芯的完好程度, 对岩芯的科学判断, 决定着施工勘察工作掌握施工地域地下岩层状况的准确度, 因此, 采用金刚石钻具钻探的方法可以有效保证岩芯的获得率及岩芯的完整度;其次, 为了节约勘察成本、提高勘察质量、加快勘察速度, 对岩溶区采用物探勘察的方法进行勘察。物探勘察方法的工作原理是:岩溶区地下岩层的物理属性不同, 因此, 存在不同的物理场, 通过专门的仪器或者装置可以准确地测量到这些不同的物理场的分布, 按照这些物理场分布的规律, 再结合水文地质调查及地质测绘所取得的数据, 进行比对、分析, 可以推断出岩溶区一定深度范围内岩层的状况和分布, 从而为采用何种施工技术提供借鉴。通行的物探勘察主要是采用高密度电法勘探, 主要元件由多功能电测仪和多路电极转换器组成, 通过计算机系统准确地自动采集岩溶区一定深度范围内的岩层数据, 安全可靠地绘制出地电断面图, 利于工程技术人员比较客观地判断地下溶岩的状况, 并区别不同地质状况进行技术分析和技术处理;第三, 对岩溶区还要采用水文地质调查及地质测绘的方法进一步进行勘察。岩溶区具有地质水文条件复杂的特点, 岩溶地表发育, 地下存在大量的地下河、溶洞、落水洞、溶沟、漏斗、裂隙、岩溶泉眼、竖井等, 发育互不相同, 地质条件复杂多变, 因此, 有必要采用水文地质调查及地质测绘的方法对施工地域做好详尽的地质勘察。

2.2 优化勘察与施工技术方案, 技术与经济相结合

优化勘察与施工技术方案是做好岩溶区勘察与施工的技术准备的基础。在建筑工程施工过程中, 就要因地制宜, 认真对待不同地域出现的渗漏、塌陷、涌水等问题, 组织专家在吃透项目所在地地质、水文条件的基础上, 优化勘察与施工技术方案, 制定符合建筑工程所在地岩溶地形发育的实际情况制定经济合理、切实可行的勘察与施工技术方案, 并严格按照勘察与施工技术方案开展各项工作, 才能保证建设工程勘察与施工技术安全、顺利地进行, 达到经济效益与社会效益共同发展的效果。首先, 在施工技术的采用上, 要采取深基群桩施工的方法, 本着经济、效能的原则, 根据建设工程工期和工程量状况, 由于岩溶地形的特殊性, 不适宜直接用大型机械开挖桩基, 因此, 要尽量采用人工开挖深基浇筑的施工技术, 合理布局深基群桩的数量、间距, 采用梅花桩开挖顺序, 分组进行轮流作业, 在作业过程中, 普遍采用小型施工设备及爆破装置, 进行机械化作业和爆破作业, 以加快施工进度。对桩基护壁的浇筑以及对群桩的浇筑等技术也要充分予以论证, 确保安全、舒畅地施工。其次, 采用适宜岩溶区地质、水文条件的新技术、新工艺、新材料和新设备进行勘察与施工技术准备。

2.3 不断提高施工人员的技术含量

不断提高施工人员的技术含量是做好岩溶区勘察与施工的技术准备在人力资源方面的必然要求。岩溶区的地质、水文条件不同于其他区域, 在施工过程中出现的一些问题需要有专业知识的施工人员才能妥善解决。特别是岩溶区建设工程的施工, 对施工队伍在施工技术层面的要求是相当高的, 不仅要求该支施工队伍具有岩溶地区施工的丰富经验, 善打硬仗、吃苦耐劳, 而且还要求施工队伍具有岩溶地区施工应当具备的较高的技术水平, 拥有先进、精密的探测、施工设备, 其管理人员还要具备处理岩溶区建设工程突发事件的能力和经验, 具有适合岩溶区施工的有关岩溶地质、水文条件知识和技能, 不但能看得懂施工技术方案并严格按照施工方案进行操作, 而且还要具备及时发现岩溶区施工条件同施工方案不相融合的方面并及时提出解决的方案且加以妥善解决。只有同时具备这些条件的施工队伍, 才是执行岩溶区勘察与施工技术实施的合格的建设者, 才能担负起岩溶区勘察与施工的重任。同时, 加强对施工队伍的管理, 也是确保岩溶区勘察与施工技术全面、顺利实现的重要条件。

2.4践行科学发展观, 促进勘察与施工可持续发展

践行科学发展观, 促进岩溶区勘察与施工可持续发展是做好岩溶区勘察与施工的技术准备在人与环境关系方面的强制性要求。在岩溶区勘察与施工技术的采用上, 必须要践行科学发展观, 促进勘察与施工可持续发展, 合理选择建设地点, 采用绿色、环保的施工技术和工艺进行建设工程的施工, 将施工对环境的影响降到最低限度。在建设标准的选用上, 也要充分践行科学发展观, 采用能够可持续发展的建设行业标准和技术标准。建设地点和建设标准直接影响着溶区勘察与施工技术的有效使用, 决定着工程项目的经济效益和社会效益, 决定着溶区施工项目的质量和项目建成后的经营状况。可以毫不夸张地说, 是否能践行科学发展观, 促进岩溶区勘察与施工可持续发展在很大程度上决定着岩溶区拟建项目的命运。

2.5在施工过程中对施工技术实施适时监控, 严格按设计、规范、规程施工

在施工过程中对施工技术实施适时监控, 严格按设计、规范、规程施工既是确保我国岩溶区勘察与施工技术在施工实践中得以应用的直接保障, 又是践行科学发展观, 实现资源的永续使用的具体体现。施工单位应当对拟采用的施工技术进行充分的评估、论证, 优选确定后, 在施工过程中对施工技术实施适时监控, 严格按设计、规范、规程施工。进入施工现场的材料、系统和设备进行查验;不符合施工技术要求的, 不得使用。工程监理单位发现施工单位不按照施工技术标准施工的, 有权要求施工单位改正;施工单位应当予以改正, 拒不改正的, 工程监理单位应当及时向建设单位及有关主管部门报告, 对技术条件要求较高、对环境影响较大的重点部位, 监理工程师应当采取巡视、旁站和平行检验等形式实施监理, 确保施工技术得到切实的应用。

摘要：从科学发展观的角度出发, 简单介绍了岩溶区勘察与施工技术, 并从五个方面对岩溶区勘察与施工的技术准备进行了探讨, 希望能为我国岩溶区勘察与岩溶区施工技术的发展提供有益的帮助。

关键词：岩溶区,勘察,施工技术,科学发展观

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高速公路岩溶桩基施工处理技术 篇3

关键词：岩溶桩基施工处理

引言

溶洞是指可溶性a岩层，如碳酸类岩层(石灰岩、白云岩)、硫酸岩等受水的化学和物理作用产生的地下空洞，通常埋入地表以下一定深度。大的可形成较大规模的地下河，小的会形成地质的夹隙裂层、局部软弱层。从工程地质学的角度出发，由于溶洞的存在，地质中软弱层次增加，地基承载力下降，属不良工程地质，在桥梁设计中宜避开此类地区，但由于工程经济的原因或勘测设计阶段地质勘测的局限性，不得不在该类地区进行桥梁施工，必须面对岩溶对桥梁施工的影响，其中影响最大的就是灌注桩成孔施工。

1工程简介

阳春西互通立交桥位于阳（江）阳（春）高速公路尾端，主线桥起止桩号为K55+857～K57+039.5，工程类型主要为第四系冲积洪积层（Qal+pl）、残积层（Qel）的粉质粘土、卵砾石土，和泥盆系上统帽子峰组(D3m)灰岩、砂岩。下伏岩层为灰岩，岩溶发育。

阳春西互通立交桥包括主线桥，A、B、C、D、E匝道桥组成，分一、二期工程施工，桥梁平面图如图1所示。主线桥由平面分成左、右幅，并由上部构造将左右幅分别分成十四、十三联。主线桥主要跨越S113省道，交角55°。其中，右幅第七联接B匝道，左幅第九联接D匝道桥，右幅第十联接C匝道。一期工程桥梁桩基共有233根，采用钻孔灌注桩，包括1.0m、1.2m、1.3m、1.5m、1.8m不同直径的桩。

图1阳春西互通立交桥平面图

2桩基施工准备与工艺流程

2.1施工准备工作

岩溶地区桩基施工由于受岩溶影响容易发生各种问题，要求在桩基施工前与施工中都须做好充分的准备工作，其中最重要的是摸清地质情况，充分掌握桩位所在地的地质状况，从而预见可能发生的问题，提前采取相应措施，具体工程如下：

（1）对每根基桩桩位地质钻探，得到桩位的地质柱状图，为摸清桩位地质分层、溶洞的位置、大小及充填情况提供了第一手原始资料，也为确定桩长提供了地质参考。

（2）为探明桩底持力层厚度，判断成桩是否安全。施工前仔细分析地质柱状图，纵横向对比各桩位的地质柱状图，对有疑议的桩，桩径为1.8m的桩补充钻探两个孔，桩径小于1.8m的桩进行补充钻探1个孔。同时，对地质补钻的桩基进行了管波探测，对掌握溶洞的形态、重新确认桩长提供双重依据。

（3）在桩基冲孔过程中，可能会遇到如下情况，地质柱状图中显示没有溶洞的桩发现了溶洞（如主线桥14-1、5-1、8-3等），在地质柱状图中显示小溶洞的桩发现了中溶洞甚至大溶洞，从而导致施工中无准备情况下的漏浆与坍孔。因此，每条桩冲孔至入岩时要准备好足够的钢护筒、片石、粘土及相应的机具设备如挖掘机、吊车等。

2.2岩溶处理及施工工艺流程

原设计将溶洞划分为三类：小溶洞（高度≤3m）、中溶洞（高度3～10m）、大溶洞（高度≥10m）。并针对三种溶洞分别制定了处治原则：

（1）小溶洞（高度≤3m），采用抛填片石和黏土充填封闭法填充溶洞。

（2）中溶洞（高度3～10m），采取单层钢护筒加抛填片石和黏土施工法。

（3）大溶洞（高度≥10m），采取双层钢护筒加抛填片石和黏土、水泥、混凝土等方法，桩基采用变截面桩。

随着桩基施工的进行，由于本地区桩位上覆岩层为粉砂或细中砂层，冲孔过程中泥浆护壁难以维持侧壁稳定，特别在溶洞漏浆时极易产生塌孔(主线桥5-1塌孔三次)，原设计方法难以顺利成孔，严重影响了施工进度。

根据上述情况，重新对确定了溶洞处治方案：

（1）对串珠状溶洞，若两相邻小溶洞之间岩层厚度＜50cm，合并为一个溶洞；

（2）小溶洞（小于3m）：增设钢护筒穿过粉砂及中粗砂层、圆砾层进入岩面；

（3）中溶洞（3～5m）：若洞内为充填或半充填，则增设钢护筒穿过粉砂及中粗砂层、圆砾层进入岩面；

（4）大溶洞（大于5m）：采用双层钢护筒，外层钢护筒下至入岩1m，内层钢护筒下至穿过大溶洞并嵌岩1m。

对岩溶处理的重新确认虽然增加了钢护筒使用量，但有钢护筒护壁，漏浆塌孔现在明显减少了，提高了成桩质量，更符合本项目的具体情况，加快了施工进度。结合现场实际，总结了施工工艺流程，具体如图2所示：

图2桩基施工工艺流程

3桩基冲孔常见问题处理

由于阳春西互通立交处于岩溶发育地区，在桩基施工过程中多次發生漏浆、坍孔、卡锤、偏孔等问题，在施工过程中针对具体实际分析其原因，并采取相应的处理措施，以保证桩基施工顺利进行。

3.1漏浆

漏浆是岩溶桩基施工的显著特点，本项目一共发生漏浆的桩基显著的有主线桥7-1，7-3，15-6，6-1，其中7-3、15-6各发生近20次漏浆。经分析，主要由以下原因造成：

（1）钻探孔位于溶洞的边缘，每次投入的片石粘土进入溶洞内量太少，不能完全起到封堵作用。

（2）钻探小溶洞与周边多个溶洞串连，遇裂隙发育岩石或者溶洞后泥浆迅速流入裂隙与溶洞内。

处理措施：

（1）出现漏浆时，立即向孔内补充泥浆，并适当提高泥浆浓度，以维持孔内泥浆内度，维持孔壁稳定。

（2）当裂隙多且大或遇溶洞的时候，补浆往往不能止漏，这时应当向孔内充填优质粘土与片石混合物，对一般大小溶洞片石粘土比例按1：1控制，大一些的溶洞宜加大片石投入量，片石尺寸为5-25cm，冲击形成人工造壁，直至不漏浆为止。

（3）抛填水泥，多次充填无效后，投放水泥，水泥固化封堵裂隙，起到止漏效果。

3.2坍孔

本项目基桩上覆土层主要为粉质粘土、粉砂或细砂、卵石土等无粘性土，下层基岩为不同风化程度且岩溶发育的灰岩。使得在桩基施工穿过覆盖层时因孔壁失稳易造成孔壁孔坍塌；另外，当桩基穿过溶洞时，由于孔内泥浆漏失，造成泥浆压力小于孔周围地下水压力，从而发生孔壁坍塌。

采取的处理措施：

（1）发现孔壁局部坍塌，立即回补优质泥浆或填入优质粘土，保持泥浆密度与水头高度，清孔后继续施工。

（2）孔壁、孔口坍塌严重时，用优质片石粘土混合物回填并压实，检查无偏孔后重新定位施工。

3.3卡锤

本地区下伏基岩岩溶洞隙强烈发育，冲锤进入岩溶洞隙中易倾倒，上部岩溶受冲击振动掉入异物卡住冲锤，导致冲锤不能上提。当发生卡锤事故时，一般有以下处理办法：

（1）提锤冲顶法：在冲孔中当锤被埋或卡在桩孔中某个位置时可采用提锤冲顶法捞锤。方法是操作提锤卷扬机使桩锤下落20～30cm，然后提锤、落锤、反复冲击卡阻部位。在打捞前和打捞过程中要始终保持孔内泥浆循环，以免孔内沉渣增加。

（2）小孔沉渣法：当桩锤被埋在孔底时采用小孔沉渣法。即在桩孔内侧冲一个小孔，小孔比大孔深0.6～1m。用钢管把循环泥浆送入大孔底，反复冲刷大锤四周，使沉积在大锤周围的泥沙流入小孔中，减小大锤上拔的阻力。所用小锤直径应略小于桩孔的半径，小锤冲程不宜过大，以免冲坏大锤吊耳。通过泥浆循环排渣和护壁，孔深在50m以内。这种打捞方法多用于桩锤被粉质土、砂、碎石或砾石等掩埋的情况，不宜用于被块石、强粘性土掩埋的场合。

3.4偏孔

桩孔是岩溶桩基中普遍存在的现象，本项目偏孔出现的原因有三：一是表层圆砾土层卵石大小不均匀，冲孔过程中极易偏孔；二是土岩结合部岩面倾斜，致使桩孔穿越上覆土层进入倾斜岩层，或者桩孔穿越溶洞溶蚀严重且底板倾斜，导致在冲锤过程中顺倾斜岩层下滑，使锤头中心与上部桩孔中心发生偏差；三是溶洞在桩孔范围内表现为部分溶洞半岩半土。一般有如下处理方法：

（1）小冲程修孔法：冲孔时进入斜岩地段，当斜孔段高度小于1m时，可以用小冲程法进行修孔，主要目的是在斜孔段冲出一个台阶，再采用大冲程进行冲进。

（2）回填修孔法：当斜孔段高度大于1m时或小冲程修孔无效时，可先回填大量坚硬片石（如花崗岩），再进行冲孔，如果斜孔段较长，可以分多次回填，直至穿过斜孔段。

4灌桩过程问题处理

4.1混凝土流失

本项目有三条桩（主线24-4、23-5、B匝道11-1）在灌注混凝土过程中显著出现混凝土流失现象，前二条最终以小代价混凝土充填桩外溶洞，最后成功。B匝道11-1在桩基混凝土的灌注过程中，混凝土顶面急剧下降并流失，灌注混凝土达152m3仍然无上升，导致灌注失败。造成此种事故的原因极可能是由于混凝土灌至一定高度时，因流动混凝土压力大大高于泥浆压力，破坏了桩与溶洞间较薄弱的护壁，导致混凝土流失，为保证成桩质量，决定采用重新冲孔的方法进行处理。

4.2钢筋笼上浮

在混凝土接近钢筋笼底时，如灌注速度过快，混凝土的冲击会托着钢筋笼上浮，或提升导管速度过快，带动混凝土上升导致钢筋笼上浮；或提升导管时，导管挂在钢筋笼上，带动钢筋笼一起上升。

处理措施：用钢筋将钢筋笼与钢护筒焊牢就能有效防止钢筋笼上浮。钢筋笼应有定位钢筋，放入孔内后要固定好位置。刚开始浇注混凝土时应放慢灌注速度，以减小管口混凝土对钢筋笼的冲击力，当混凝土面上升到钢筋笼内至少2m以上时再按正常速度灌注。当钢筋笼卡住导管后，设法转动或下压导管，使之与钢筋笼分离。

5结语

岩溶地区钻孔灌注桩施工难以避免会遇到各种问题，如何处理这些问题是施工时必须面对的，本文通过对本地区钻孔灌注桩常遇见的施工问题进行了分析与总结，并结合工程实际采取了相应的处理措施，实践证明这些措施完全是可行的，可对类似工程起到参考与借鉴的作用。

参考文献：

[1]JTJ064-98公路工程地质勘察规范

[2]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范

公路隧道工程的施工难度技术论文 篇4

随着我国的经济不断发展，对交通网络提出了更迫切的要求，建设现代化的交通网络是经济建设和社会发展的必然要求，因此我国的公路隧道建设作为交通网络的重要组成部分也在不断地发展当中。目前我国的隧道建设数量不断增长，长隧道的建设也在以往的基础上有所增加，同时施工难度也在不断地加大。面对复杂的地质条件和环境条件下可以看出，我国公路隧道建设的技术还不是十分成熟仍然存在很多问题，同时在这方面开展的专项研究也比较少，资金投入不足。公路隧道建设是一个非常复杂的完整性工程，工程建设中可能会由于很多不确定的因素带来一系列的风险。我国缺乏对公路隧道建设的系统化研究，并且在超长的公路隧道建设方面没有系统性整体性的标准使问题日益复杂。这些对于我国的公路隧道建设都是很大的阻碍，同时也对公路隧道建设埋下了很多的安全隐患。

2公路隧道施工前期准备工作

公路隧道施工在施工前需要进行准备工作，以下几个方面是需要在前期开展的工作：①对于不同的施工区域，由于地理环境和地质条件都存在差异，公路隧道建设的计划方案和施工设备都需要根据具体的情况进行准备。因此在公路隧道工程开工前对具体的施工环境进行考察做好调研工作，并出具详细的调查报告是必备的工作。②对已经设计的施工方案进行审核，并且编制具体的施工组织方案对施工过程中可能对生态环境、地质结构造成的影响进行预估，针对可能出现的问题制定解决方案。③通过气象部门对施工地区的天气条件进行充分的了解，并且根据气象条件解决材料设备的存放使用等情况。对施工现场可能面临的恶劣天气，如暴风、雨水等做好预防准备，并且保证施工材料和施工设备不会受到恶劣天气的影响，保障工程顺利进行。④根据施工现场的具体条件对交通运输和施工运输通道进行设计，比如开辟临时便道进行人员和设备的运输。⑤保障施工过程中的日常公用医疗保障以及人员所需要的电力通信等，保证周围工程用水和生活用水稳定，拟定合理的用水用电方案。⑥按照施工的具体要求和技术方案提前准备好施工中所用到的各项材料和设备，如保证沙石、水泥、钢筋等充足。另外如果需要用到特殊的材料需要提前做好准备，防止工程间断。同时要保证所使用的材料必须是符合国家相关规定的合格产品，不能存在以次充好的情况。

3公路隧道施工中的难点和技术分析

3.1公路隧道施工中的“新奥法”技术分析

公路隧道施工在保障按照相关的施工技术要求进行施工外，同时还需要对所使用的材料和设备进行严格的审查，必须保证所使用的材料和设备符合国家的相关标准。并且对各种复杂的施工技术进行详细的分析，根据具体情况实施。随着科学技术的不断发展，公路隧道施工中的技术方法也不断增多，目前我国比较常用的技术是“新奥法”施工。接下来对公路隧道施工中的难点和技术进行分析时，我们就将针对新奥法原理进行分析。3.1.1洞口相关施工公路隧道施工在不同的地势条件下洞口施工时，可能会出现山体滑坡等现象，针对这种情况要求施工人员在施工前以及施工过程中都要及时观察地势，勘察实际的施工情况，并且结合具体情况提出合理的技术方案对洞口的位置进行加固。当发生山体滑坡时能够对工程进行保护，同时可以延长时间对工程采取抢救措施，减少对工程的损失，避免出现大的人员损伤。在开挖洞口之前要加强对工程的排水工作，构建良好的排水系统，并且在施工过程中及时对排水系统进行检查保证排水系统完好，防止出现水倒流的`现象。同时对工程开挖出的废物和杂物要及时进行清理，如果洞口上的朴脚发生损坏要及时进行修补，在每一个施工阶段验收合格后才能开展下一项目。3.1.2洞身相关施工洞口完成开发之后就要在对洞口进行支护后及时开挖洞身。洞身的开发方法有很多种，可以进行全断面开挖法，台阶式逐层开挖法等，具体选择以何种方案进行施工，需要根据施工地质条件以及周围的围岩情况进行确定。3.1.3工程支护对开发的工程进行支护是为了加强隧道周围岩石的承受力，对整个隧道工程形成一个完好的支护体系，是早期支护的重要组成之一。对工程进行支护时，要严格按照相关的操作标准和技术要求进行施工。在公路隧道的施工过程中，可能会遇到自稳能力较差的围岩。根据新奥法原理进行分析，需要在比较软弱容易出现破碎地段的围岩进行支护，保证整个工程可以顺利进行，同时保护人员安全。3.1.4测量监控测量监控是工程实施过程中非常重要的组成部分，非常详细的监控和测量是保证工程顺利进行以及工程质量的重要手段，同时可以为科学施工提供良好完整的信息。并且通过反馈得到的信息对具体存在的问题和施工方案进行改变，以更加合适的施工技术进行施工，进一步提高施工质量，保证施工安全。在如今信息化发展的时代，监控测量的数据方式在工程建设中的作用越来越明显。3.1.5二次衬砌二次衬砌可以对开发地段的围岩起到支护作用，同时还可以使开发的隧道工程更加美观，对内在和外在都有很好的效果。二次衬砌对初期支护的围岩具有改变作用，当初期支护的围岩发生变形，甚至出现严重的损坏时可以通过二次衬砌对整个工程起到保护作用，及时调整不规范之处避免出现塌方崩塌等。二次衬砌所选择的设备需要挑选整体规模较好的台车，必须满足工程的相关要求以更加合适的刚度减少初期支护的变形等，使得衬砌的结果更加美观，同时排水措施更加完备，在工程中不会出现渗水漏水的情况。

3.2公路隧道施工过程中的难点问题

3.2.1保证工程进度由于公路隧道工程的难度和技术要求都在不断增加，同时工程的施工环境复杂性较强，对于一些突发的风险很难进行预测，为了保证工程建设能够按照预定的进度进行必须对施工进度问题做好相关的管理工作。施工时必须严格按照制定的施工计划方案进行施工，同时严格执行相关的管理制度，实行责任制，将责任落实到个人。充分调动工人的积极性，保证工程进度，同时对于施工方案的设计要符合现实情况保障施工在正常条件下可以完成，对工期做好合理的安排，加强对施工团队以及管理人员的培训。3.2.2保证工程质量施工的质量关乎到整个工程的好坏，工程中所投入的施工材料必须符合国家的相关标准，否则会造成很大的安全隐患换，因此对整个施工过程中的材料以及设备质量问题都要进行严格的监管，一旦发现存在质量问题，必须进行严格的处罚，保障工程质量。

4结束语

我国的公路隧道工程施工目前仍然存在很多的问题，随着交通网络的不断发展，公路隧道的应用更加广泛。复杂的施工环境以及更高的技术要求也对施工人员的施工提出了更加严格的标准。目前我国公路隧道施工技术处于起步阶段，距离最先进的科技水平有一定的距离，因此必须借鉴国外先进的公路隧道施工技术，改善我国公路隧道施工过程中存在的问题，加快我国公路隧道施工建设的步伐。

参考文献

[1]李霞.分析公路隧道工程施工中的难点与技术[J].山西建筑，，41(28)：160~161.

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 篇5

关键词：公路桥梁 涵洞隧道 技术应用

公路桥梁涵洞隧道工程的施工中，会涉及到诸多的应用技术，对这些技术科学的使用，保障工程施工的质量就显得比较重要。工程中，涵洞和公路桥梁的作用是相同的，在施工中就要能从细节出发，在施工技术的应用方面加强重视，通过强化公路桥梁涵洞隧道的施工技术应用研究，对实际工程施工就有着积极意义。

1.公路桥梁涵洞隧道工程施工病害控制和注意事项

1.1公路桥梁涵洞隧道工程施工病害控制

公路桥梁涵洞隧道工程的施工中，会受到诸多层面的因素影响，在施工中存在诸多的质量问题，对此就要能结合实际的病害质量问题，加以针对性的解决。在对公路桥梁涵洞隧道的结构设计过程中，要结合水文资料进行详细的计算，对涵洞的宣泄能力要加强，使得洪水的排泄正常进行。实际的工程施工设计过程中，在结构设计方面还存在着诸多的问题，结构设计没有满足实际的应用标准[1]。在结构设计中，就要按照经验对孔径和形式进行选择，在纵向连接构造方面得以充分重视，不能产生锚口以及沉陷。可通过钢筋混凝土板代替浆砌块石。结合基础抗滑动力作为控制数据，采用简易有效的铺砌方法进行防护。公路桥梁涵洞隧道工程病害控制方面中，对新材料和工艺的应用是比较重要的。

可通过耐磨以及抗压橡胶填塞管节接口的缝隙，对缝隙的密实度要能对保证。这是对工程施工中的裂缝病害控制的重要方法。或者是采用涂玻璃纤维布防水层和钢纤维混凝土保护层这些新材料加以应用，在对这一方法的应用下延伸性能比较好，也有着良好的防水性，对裂缝质量病害也能得到有效控制。

1.2公路桥梁涵洞隧道工程施工注意事项

公路桥梁涵洞隧道工程的施工过程中，要充分注重几个重要的事项，在对工程施工的设计方案审查方面要加强重视。具体的工程施工中，都要能够和设计方案相结合，保障施工技术手段和设计方案的需求能得到紧密的结合，保障设计方案的有效落实，在对设计方案的审查工作方面要加强重视。

设计方案要和实际的施工状况紧密结合，能充分了解设计方案落实中的一些阻碍因素，针对性的进行解决，保障施工技术的应用效率。公路桥梁涵洞隧道工程施工中，对施工人员的审查工作要得以落实，施工中对各种施工技术手段的应用要加强[2]。在施工人员的审查控制等层面强化实施，保障施工技术人员的施工技术和实际工程的施工要求相契合，对施工技术手段的应用可靠性要能保证。

在施工人员的入场方面加强资质审查的力度，对施工人员的高素质以及能力要能保证，避免存在不合格得人员进入到工程施工场地当中。另外，公路桥梁涵洞隧道的工程施工过程中，在施工质量验收等工作环节要加强重视。为能有效保障施工技术的良好应用，发挥其积极作用，就要在施工后的质量验收工作层面加强重视，对技术应用的效果能及时了解，发现质量问题及时的汇报以及解决，避免造成严重的问题影响。

2.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用方法

第一，公路桥梁涵洞隧道测量放线技术应用。公路桥梁涵洞隧道工程的施工中，会应用到诸多的技术，其中测量放线技术就是比较基础性的应用技术。公路桥梁涵洞隧道工程的施工中，保障前期测量放线的准确性，对施工质量才能得以保证。测量放线技术的应用，不只是要选择合理测量设备加以应用，其中有全站仪和自动安平水准仪等测量设备仪器，在具体的测量放线工作中，选择合适的技术加以应用，保障测量放线的准确性，把握好放线的要点内容，只有在这些基础层面得到了加强，才能真正有助于工程施工的质量保障。

第二，公路桥梁涵洞隧道钢筋绑扎处理技术应用。实际的工程施工过程中，对钢筋材料的应用是较为关键的，这也是施工的重点内容。钢筋材料的应用要进行绑扎处理，对钢筋材料的选择也是比较重要的，保障钢筋材料的性能，可通过相应的试验检测来保障钢筋材料的质量。钢筋的绑扎处理过程中，需要进行焊接，这就需要专业人员进行操作，对焊接的环境有效控制，最大化的降低对钢筋焊接的缺陷几率[3]。在对钢筋绑扎的整体结构得到了有效提高后，就能进行下一步的实施。

第三，公路桥梁涵洞隧道基础施工技术应用。公路桥梁涵洞隧道工程的具体施工当中，在基础施工技术的应用方面是比较重要的，这也是对整个工程质量有着直接影响的环节。所以在这一施工中，就要充分重视基础的稳定性。在基础施工中所涉及到的应用技术比较多，在基础结构的开挖方面是施工要点，要保证开挖和实际设计的要求能紧密结合，对开挖的准确性和可靠性得意保证。施工中也要能在地基的结构方面充分重视其承载力，保障基础的安全稳定性能满足实际的工程施工需要。

第四，公路桥梁涵洞隧道混凝土施工技术应用。公路桥梁涵洞隧道工程的施工过程中，对混凝土施工技术的应用是比较关键的，这也是工程施工中必要的应用技术。在混凝土施工中，对混凝土材料的质量控制，以及施工工序的控制等要充分重视，加强质量的审查力度。在对混凝土的浇筑施工方面，注重浇筑的连续性，避免对工程的结构安全稳定造成影响。混凝土施工的养护处理方面也要充分重视，对混凝土施工的养护周期合理控制，避免出现混凝土裂缝质量问题。第五，公路桥梁涵洞隧道模板施工技术应用。具体工程施工当中，在模板施工技术的应用层面也比较重要，要结合模板的材料加以处理，对其稳定性效果要能得意呈现。在模板施工技术中对脚手架和定型钢模的实际应用要加强重视，做好质量审查的工作，对模板的材料和规格尺寸的把握要严格。

在模板的安装应用施工中，可通过合理技术手段实施，如模板吊车吊装，在施工中对精确性要保证，如此就能提高模板施工的质量水平。公路桥梁涵洞隧道工程施工案例：某公路桥梁涵洞隧道工程施工中项目起点与某大道平交，终点桩号ZK15+886.095。全长约1.8km。设有圆管涵88m/4道、箱涵117m/2道、圆管涵倒虹吸62m/1道钢筋混凝土箱涵，本箱涵为过水涵；洞与线路交角90°，涵洞墙身长69m，每隔7—10m设一道沉降缝，进出口形式均为一字进出口。洞身净高3m。洞口采用C30混凝土，洞身垫层采用碎石垫层，洞身采用C30混凝土，基础采用C20混凝土。洞口一字墙采用M7.5浆砌片石砌筑。如在进行混凝土的基础施工过程中，采用商混凝土加以应用，用罐车进行运输，并在途中不断的搅动。在混凝土的浇筑中插入振动器振捣密实。在混凝土的强度达到了2.5MPa之后进行拆模。通过混凝土的基础科学施工方法的应用，就能保障施工的质量。

3.结语

综上所述，公路桥梁涵洞隧道的工程施工过程中，采用科学的方法加以应用，对每个施工环节的质量控制加强重视，就能提高工程施工的效率。通过加强对公路桥梁涵洞隧道工程的理论研究，希望能对实际的工程施工有一定启示作用，从而促进实际施工质量的提升。

参考文献

[1]赵庆湖.浅谈高速公路隧道施工技术要求[J].江西建材.2015(19)

[2]周金邦.高速公路瓦斯隧道的施工技术探析[J].交通建设与管理.2015(06)

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 篇6

1公路隧道施工的特点分析

隧道工程是公路建设中不可避免需要建设的工程，但是因为隧道自身的特点，导致隧道施工具有很大的难度，而且施工的工艺也相对复杂。隧道施工的特点具体表现在以下几点:第一，在隧道工程建设中不可预知的因素众多，其中最为主要的就是隧道施工区域的地质条件，通过对以往施工工程的调查发现，在施工之前虽然会采取相应的地质勘察工作，但是对于全部的地质情况还是没有足够的了解以及控制，对于隧道工程建设区域存在的泥石流、瓦斯底层等地质不能够有效的预测，对隧道工程的有效进展造成了许多阻碍。第二，针对建设区域的地质变化而言，因为隧道工程对于原有地质结构特点产生一定的破坏，对于该区域内的地质变化情况不能提前预知，使得整个隧道施工工程具有一定的危险性，也因此我国隧道工程建设中常有塌方等危险事故发生，工程的安全性不高。第三，工程各个施工环节具有一定的隐蔽性，因为隧道施工技术应用中，每一个技术环节都是环环相扣的，一项施工环节结束后，后续施工工作马上开展，这样后续工作会直接覆盖前面施工环节，同时也为工程质量的检验工作带来了一定的难度，往往工程建设中出现的问题很难在第一时间发现，最终对整个隧道工程的施工质量造成严重的影响。

2公路隧道施工的常用方法

随着社会的发展，公路隧道得到很大发展，同时对于施工地质要求也是越来越高，如果没有采取有效的措施解决问题，非常容易引发一系列的塌方、泥石流等事故。就目前的情况来看，公路隧道施工中已经通过勘测技术对其进行防治，但是也只能在一定程度上对其进行避免，不能完全的防止，因此还是会对工程质量造成很大影响，对此为了确保工程顺利进行，保障工程质量，需要采取合适的方法，主要包括以下几点。

2．1分部施工法

进行公路隧道施工的时候经常会出现底层松散的现象，对此通常情况下会采用分部施工的方法，从而在一定程度上稳固围岩。

2．2超前支护法

进行公路隧道施工的时候常常会有临时性的支撑围岩结构，包括一些地段会出现问题，类似于非粘性砂土层太厚，从而影响工程施工，对此我们会选择采用超前支护的方法，其主要是通过在隧道开挖面的前方边界围岩处插入锚杆、钢管、钢板等一些附属物，从而为工程顺利施工提供一定的`保障，防止出现塌陷的情况，对于这种情况也可以加上注浆加固工艺，这样会大大提高支撑性能。

2．3超前灌浆法

岩溶区公路隧道勘察设计与施工技术规范 篇7

关键词：岩溶隧道,动态设计,超前地质预报

1 工程概况

靛口隧道是湖南省永蓝高速公路的一座小净距分离式隧道,隧道开挖宽度12.6 m,最大埋深68 m,中夹岩柱净宽15.5 m～18 m。隧道右线长645 m,左线长605 m,隧道洞身围岩主要为微风化灰岩,岩溶强发育,围岩级别为Ⅳ级。隧道进口自然坡度10°～15°,出口自然坡度20°～25°,进出口主要由坡积碎石土,强风化灰岩组成,土体结构疏松,岩体破碎,稳定性差,易坍塌跨落,成洞性差,进出口段围岩为V级。岩溶为隧道主要不良地质。

2 岩溶隧道围岩分级

由于影响岩溶隧道围岩的因素较多,尤其在时间和空间上表现出的非线性,使得岩溶隧道围岩分类难于统一标准。《公路隧道设计规范》对围岩采取定性、定量、定性与定量相结合的方法将隧道围岩稳定性等级由好到坏分为Ⅰ～Ⅵ六级,但岩溶对围岩的影响没有设置专门的条文,石灰岩地区在确定隧道围岩分级时,如何考虑岩溶作用受主观认识影响较大。在靛口隧道爆破开挖时,加强了地质素描、超前地质预报及监控量测工作。对岩溶的形态、发育部位,掌子面溶蚀灰岩的稳定状态,溶洞充填情况,岩溶水等情况,根据工程类比修正岩溶隧道围岩等级后合理确定开挖支护参数、衬砌参数及治水措施。

3 岩溶隧道超前地质预报

在施工过程中,采用技术和经济可行的方法,探明掌子面前方一定长度内的地质状况,核对原地勘结果,使设计和施工能按照实际地质状况的变化而改变,保证各项设计参数和施工措施适合实际围岩的地质状况,完成动态设计和施工过程,保证工程结构和施工安全。

探测断面设置和要求:

1)在设计Ⅴ级深埋段和Ⅳ级围岩区段,采用探地雷达(GPR)每20 m～30 m一个探测断面。Ⅴ级浅埋、偏压、加强段不探测;Ⅴ级深埋段、Ⅳ级加强、浅埋、偏压段:20 m/次;Ⅳ级深埋段:30 m/次。 2)在设计Ⅲ级,Ⅱ级围岩区段,采用TSP202/203地震波法长距探测,每150 m～200 m一个探测断面,并在此探测结果的基础上,在认为有必要部位加测短距探测断面。3)对岩溶段、断层破碎带等不良地质,进行认真、细致的探测、研判和提出报告,提出施工钻爆要求和安全警告;对可能发生突水,流泥和塌方的高风险地段,提出需要再进行超前地质钻探探查范围的建议,以准确探明灾害性地质条件的范围、性质和危害程度,便于采取相应对策,防止突发事故发生。

4 岩溶隧道施工监控量测

监控断面的设置:

1)拱顶下沉与周边收敛量测。

a.Ⅴ级,Ⅳ级浅埋、偏压、岩溶、断裂带断面(见图1)。拱顶下沉:三测点;周边收敛:二测线;断面纵向距离:10 m。b.各级围岩深埋段断面(见图2)。拱顶下沉:一测点;周边收敛:Ⅴ级,Ⅳ级:二测线;Ⅲ级:一测线(上测线);断面纵向距离:Ⅴ级20 m,Ⅳ级30 m,Ⅲ级50 m,Ⅱ级不设。

2)洞口浅埋段地表沉降观测(见图3)。

根据各洞口地形、地貌及浅埋偏压段长度,设置1个～3个监测断面。第一断面设于仰坡开挖顶外1 m～2 m,与隧道纵轴线垂直。断面间距5 m～20 m,小净距隧道左右线监测断面贯通布置。

测点布置:从隧道中心向两侧布置,间距5 m,断面设置宽度为隧道最大开挖宽度两侧45°线范围。

地质及支护状态观察,在各隧道全长度范围开挖和初支后,对岩性、结构面产状,出水情况等观察并与设计地勘资料对比其异同;对初期支护总体情况及裂缝的观察,结合各型断面监测分析成果,提交监控量测成果报告,提出围岩级别变化建议,施工注意事项,初期支护安全评价,设计初期支护参数修正建议等。

5 岩溶隧道动态变更设计

为了快速、经济、安全的施工靛口岩溶隧道,永蓝高速成立了以联合指挥部为首,业主总工办、工程部,设计院设计代表,高级驻地办、现场监理,项目部、施工队,独立的超前地质预报、监控量测等单位隧道工程技术人员组成岩溶隧道动态变更的参会方。根据岩溶地质的异常情况,及时现场召开变更会,共同研究处理岩溶地质异常而采取的变更设计方案,以现场会议纪要的形式,确保了及时、科学、安全的施工。靛口岩溶小净距隧道变更处理主要有进出洞口的开挖进洞方案,洞身岩溶的处理,冒顶的处理等。

6 岩溶隧道岩溶处治

6.1 突水突泥的处理

由于靛口隧道埋深浅,地表无汇水集中的溪流,仅在隧道进出口路基下约6 m出露地下溶洞水。实际施工主要考虑地表水通过岩溶通道、裂隙渗流到隧洞内造成的突水突泥问题。采取的处理措施主要为排、堵、截相结合。在隧道内溶洞通道过水的情况下尽量维持溶洞过水通道,采取以排为主,水量小时考虑加密防水板后盲管排水,水量大时考虑设置排水管排水;对岩溶裂隙渗水的情况,采取压浆堵水为主、以截为辅。有突水突泥的隐患时采取超前压浆固结溶洞充填物、加强开挖支护参数,并采取以上治水措施处理。

6.2 溶洞充填物陷落冒顶、底板塌陷的处理

靛口隧道在进出口浅埋地段,共发生过3次冒顶。特别是出口右洞,冒顶深度达40 m,起因是后行洞上台阶开挖时,对中夹岩拱脚部位所揭露的小溶洞未引起重视,开挖未处理通过约10 m后发生冒顶,掌子面初支钢拱架墙脚部位变形约1 m。采取的处治措施为:立即设置型钢架加固初期支护,约束初支变形;在该段范围内增加地质钻探,钻孔为中夹岩部位横向孔、下台阶垂直孔,上台阶拱脚部位斜孔,以探明溶洞分布情况及坍塌情况。根据钻探情况岩溶主要在中夹岩发育,采取沿隧道轴向对中夹岩柱正面打入长5 m,直径50 mm,壁厚5 mm的小导管,小导管上设置梅花形注浆孔,注浆加固中夹岩。小导管设置间距1 m×1 m,拱脚以下部位设置。注浆采取水泥浆,注浆初压0.5 MPa,终压1.5 MPa。注浆结束后,通过监控量测确定中夹岩稳定后方可开始初支侵限换拱处理。另外两次冒顶在隧道开挖后,在进口段浅埋地段,隧道开挖安全通过后发生,但对隧道无影响。分析是爆破震动导致不稳定的隧道顶部空溶洞顶板塌陷。对冒顶的地表均采取回填夯实,并作防水渗流处理。

为防止隧道岩壁或拱部坍塌,在清除松动岩石困难的情况下,采用注浆小导管或注浆锚管加固岩体。此时隧道衬砌还考虑了抗冲击措施或设置护拱,其顶部设置回填体,回填体以上的溶洞洞壁采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土封闭处理。对隧底有充填的小溶洞采取压浆加固处理;当隧底溶洞由碎、块石及淤泥土充填,充填物的松散密实程度不一时,考虑清除后回填片石混凝土处理;也可考虑隧底采用钢筋混凝土底板,底板下清除松散体,回填碎石,并在底板下加设钢筋混凝土桩进行支顶。

6.3 强风化土层与溶蚀灰岩的“二元化”造成土层错动滑塌的处理

靛口隧道进出口都存在着一段强风化土层与溶蚀灰岩的“二元化”地质结构,土层在雨季扰动后在土石分界部位错动,给隧道施工增加了难题。该隧道进出口原设计均采用32 m长ϕ89 mm超前大管棚支护。隧道开挖施工采取出口到进口的施工顺序,出口双洞按照设计开挖防护边仰坡后施工大管棚,右洞按照设计采取“CRD”工法分四部开挖,开挖进尺约15 m后,发现仰坡顶开裂。通过监控量测发现大管棚护拱有边坡方向、仰坡方向的位移,位移超设计及规范要求。召开变更会议后立即采取土袋堆码支挡掌子面及开挖段,约束坡面变形;洞口段接长初支明洞6 m,采取Ⅰ20a工字钢拱架作骨架,间距0.75 m,再挂钢筋网片并焊接骨架Φ20连接筋,间距1 m,挂底模喷C25混凝土,再回填固边、仰坡坡脚;对隧道顶及左洞右侧边坡土层采取垂直坡面打入5 m长,直径50 mm,壁厚5 mm的小导管,间距1.5 m×1.5 m,小导管上设置梅花形注浆孔,注浆加固并封闭地表水处理。隧道另三个洞口由于边仰坡土层薄,对隧道影响小,进口双洞将大管棚取消改为超前注浆小导管顺利贯通隧道。

7 结语

岩溶隧道施工可采用“岩溶成因是基础,岩溶预报是关键,岩溶处治是重点,监控量测保安全,反馈施工降成本”的原则,及时动态变更设计,快速处理,尊重“管超前,严注浆,短开挖,弱爆破,强支护,勤量测,早封闭”的开挖支护原则,是可以确保快速、科学、经济、安全的完成隧道施工。

参考文献

[1]JTG D70-2004,公路隧道设计规范[S].

[2]JTG F60-2009,公路隧道施工技术规范[S].