巖溶隧道施工技術(shù)

巖溶隧道施工技術(shù)探討

李治國

中鐵隧道集團(tuán)有限公司技術(shù)中心

2011年7月20日主要內(nèi)容一、概述二、巖溶發(fā)育的主要形式三、巖溶發(fā)育的主要特征四、巖溶隧道施工中面臨的主要難題五、巖溶隧道的預(yù)測預(yù)報(bào)六、巖溶隧道施工的主要方法和技術(shù)七、巖溶處理工程實(shí)例八、巖溶隧道施工容易出現(xiàn)的問題及對(duì)策九、認(rèn)識(shí)和體會(huì)一概述

巖溶（karst)是地表水和地下水對(duì)可溶性巖層（碳酸巖類、硫酸巖類、鹵鹽類等）進(jìn)行化學(xué)侵蝕、崩解作用和機(jī)械破壞、搬運(yùn)、沉積作用所形成的各種地表和地下溶蝕現(xiàn)象的總稱?？λ固兀↘rast）一詞源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽巖高原的名稱，當(dāng)?shù)胤Q為，意為巖石裸露的地方，“喀斯特地貌”因近代喀斯特研究發(fā)源于該地而得名。在鐵路、公路、水電等工程中遇到最多是:碳酸巖類的巖溶.

巖溶隧道就是在巖溶區(qū)修建，可能受到巖溶影響的隧道。

我國可溶巖分布面積廣大，裸露于地表的碳酸鹽巖面積有91萬平方公里，加上覆蓋與埋藏于地下的碳酸鹽巖，可溶巖分布面積達(dá)340萬平方公里，約占國土面積的三分之一。南方黔、滇、桂、川、湘、鄂、粵諸省區(qū)為最重要的巖溶區(qū)，碳酸鹽巖沉積總厚度在一萬米以上，幾乎分布于各個(gè)地質(zhì)時(shí)代，分布面積廣大的碳酸鹽巖，加上適宜的多種多樣的氣候條件形成了巖溶洞穴。

明代偉大的地理學(xué)家、旅行家徐霞客(1587--1641)親自探查了南方300余個(gè)巖溶洞穴，成為世界洞穴探險(xiǎn)和考察的先驅(qū)。近代，以北京周口店猿人洞為代表的我國巖溶洞穴考古和洞穴文化研究舉世矚目。截至２００２且５月，我國實(shí)測長度超過３０００米的洞穴有１０８個(gè)；被開發(fā)的游覽洞穴總數(shù)約３００個(gè)。目前已知的最大的洞穴系統(tǒng)是廣西樂業(yè)百朗地下河洞穴系統(tǒng)，已探測到總長達(dá)７５公里的洞穴通道。許多洞穴中有巨大的洞穴廳堂，全世界已知平面面積大于３００００平方米的單個(gè)廳堂共有２４個(gè)，我國就占有７個(gè)，貴州格必河洞穴系統(tǒng)中的苗廳面積１１．６萬平方米，位居世界第二。從單個(gè)大廳的體積看，廣西樂業(yè)縣大槽洞穴中的紅玫瑰大廳體積為７百萬立方米，居世界第二。

巖溶形成的原因1、可溶性巖石溶性巖石是巖溶形成的根本條件，我國巖溶分布廣泛。大量的碳酸鹽巖、硫酸鹽巖和鹵化鹽巖在流水的不斷溶蝕作用下，在地表和地下形成了各種奇特的溶蝕現(xiàn)象。從溶解度上看，鹵化鹽巖>硫酸鹽巖>碳酸鹽巖；由于碳酸鹽巖種類較多，其各類巖石溶解度隨著難溶性雜質(zhì)的多少而定，石灰?guī)r>白云巖>泥灰?guī)r。從巖石結(jié)構(gòu)分析，結(jié)晶質(zhì)巖石晶粒愈大溶解度愈??；等粒巖比不等粒巖溶解度要小。

2、巖石透水性巖石具有一定的孔隙和裂隙，它們是流動(dòng)水下滲的主要渠道。巖石裂隙越大，巖石的透水性越強(qiáng)，巖溶作用越顯著。在溶洞中，巖溶作用愈強(qiáng)烈，溶洞越大，地下管道越多，巖溶發(fā)育越復(fù)雜，連通性越強(qiáng)，并且形成一個(gè)不斷擴(kuò)大的循環(huán)網(wǎng)。

3、流水的溶蝕作用水的溶蝕能力來源于二氧化碳（CO2）與水結(jié)合形成的碳酸（H2CO3）,二氧化碳是喀斯特地貌形成的主要原因，水中的二氧化碳主要來自大氣流動(dòng)、有機(jī)物在水中的腐蝕和礦物風(fēng)化。下面幾個(gè)化學(xué)方程式反映了巖溶作用的進(jìn)行：CaCO3在CO2的水溶液中溶解的反應(yīng)式如下：CaCO3+CO2+H2O?Ca2++2HCO3－

(1)

其中存在以下兩種電離形式，并且由于碳酸和碳酸巖都是弱電解質(zhì)，因此他們的反映都是可逆反應(yīng)。一是碳酸鈣在水中的電離：

CaCO3?Ca2++CO32-(1.1)二是CO2溶于水中，形成碳酸后的電離：

CO2+H2O?H2CO3

?

H++HCO3-(1.2)

式(1)可寫作下列離子反應(yīng)式：Ca2++CO32-+H++HCO3-?Ca2++2HCO3-(2)

簡化后得：CO32-+H+?HCO3-(3)

式(3)表明，CaCO3在含CO2的水溶液中溶解作用的實(shí)質(zhì)是CaCO3電離產(chǎn)生的CO32-離子與CO2和H2O作用后產(chǎn)生的H+離子的結(jié)合，形成新的HCO3-離子，從而降低了CaCO3電離生成物Ca2++CO32-的離子濃度，破壞了CaCO3的電離平衡。于是，就進(jìn)一步促使CaCO3繼續(xù)電離，亦即繼續(xù)被溶解。只要水中有超過式(3)平衡量的多余的H+離子，就能導(dǎo)致CaCO3的不斷溶解。這幾步反應(yīng)在大大自然中是十分分復(fù)雜的過程，，因?yàn)闇囟?，氣氣壓，生物，土土壤等許多自然然條件制約著反反應(yīng)的進(jìn)行，并并且這些反應(yīng)都都是可逆的，水水中的二氧化碳碳增多，反應(yīng)向向右進(jìn)行，就有有利于CaCO3的分解；巖溶作作用進(jìn)行比較容容易，反之則不不利于巖溶作用用。不同溫度下，碳碳酸鈣飽和溶液液中pH值與CaCO3含量的關(guān)系如圖圖7所示。這里明明顯地反映出出H+離子濃度和溫溫度對(duì)碳酸鹽鹽溶解的作用用，水溶液中中H+離子含量增加加(即pH值減小)，CaCO3的溶解度也相相應(yīng)增大。有有關(guān)資料研究究表明，當(dāng)PH<6.36時(shí)，水具有強(qiáng)強(qiáng)烈的侵蝕性性；當(dāng)pH值從6.36上升到8.33時(shí)，水的浸蝕蝕性由強(qiáng)變?nèi)跞?；?dāng)pH值接近或超過過l0時(shí)，水中H+離子含量已極極少，水溶液液也逐漸失去去對(duì)碳酸鹽的的侵蝕的能力力。CaCO3在不含CO2的純水中的溶溶解度水溫8.7℃16℃20℃25℃75℃100℃CaCO3溶解度mg／L1013.11414.31818.1614154、流水的流動(dòng)動(dòng)作用流動(dòng)的水溶蝕蝕性更強(qiáng)烈一一些，這是因因?yàn)樗械亩趸夹枰玫郊皶r(shí)的的補(bǔ)充，水的的溶蝕作用才才能順利進(jìn)行行，水的溶蝕蝕能力才得以以鞏固加強(qiáng)。。同時(shí)，流動(dòng)動(dòng)的水帶動(dòng)河河底砂礫對(duì)巖巖石進(jìn)行機(jī)械械侵蝕，這樣樣更有利于巖巖溶作用的深深入。5、氣候的影響響如我國西南地地區(qū)氣候濕潤潤，降水量大大，地表徑流流相對(duì)穩(wěn)定，，流水下滲作作用連續(xù)，并并且降水使流流水得以更新新和有效補(bǔ)充充。因此巖溶溶作用得以延延續(xù)進(jìn)行。巖溶形成的主主要影響因素素第一，可溶性性巖石是巖溶溶產(chǎn)生的物質(zhì)質(zhì)基礎(chǔ)。第二，地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造與地層結(jié)結(jié)構(gòu)的千差萬萬別確定了巖巖溶類型的多多樣性。第三，地表水水和地下水補(bǔ)補(bǔ)給、徑流、、滲透和循環(huán)環(huán)是巖溶形成成和發(fā)育的必必要條件。第四，環(huán)境、、氣候、生產(chǎn)產(chǎn)、生活對(duì)巖巖溶形成都有有一定的影響響。第五：考慮慮巖溶一般發(fā)發(fā)育規(guī)律時(shí)，，應(yīng)注重CO2，而研究巖溶溶發(fā)育的局部部規(guī)律時(shí)，還還應(yīng)注意H+離子來源。二、巖溶發(fā)育育的主要形式式1、地表巖溶表現(xiàn)現(xiàn)的主要形式式（1）溶蝕性巖石石（2）巖溶洼地和和谷地（3）溶泉（4）落水洞（5）溶溝和石芽芽溶溝是指地表表水沿巖石表表面和裂隙流流動(dòng)過程中不不斷對(duì)巖石溶溶蝕和侵蝕，，從而形成的的石質(zhì)溝槽；；石芽指突出出于溶溝之間間的石脊，其其實(shí)它是溶溝溝形成過程中中的殘余物。。云南地區(qū)的的石林就是發(fā)發(fā)育比較好的的形態(tài)高大的的石芽群，它它的形成條件件是厚層、質(zhì)質(zhì)純、產(chǎn)狀平平緩、垂直節(jié)節(jié)理稀疏和濕濕熱的氣候環(huán)環(huán)境。（5）峰林、峰叢叢、孤峰、天天生橋等2、隧道和地下下工程巖溶主主要表現(xiàn)形式式：（1）溶隙：直徑徑一般應(yīng)小于于5cm（2）溶孔：直徑徑一般小于20m（3）溶管：直徑徑一般小于2.0m（4）溶洞:直徑一般應(yīng)大大于1.5m（5）暗河（6）其他形式如如：二、巖溶發(fā)育育的主要特征征1、巖溶水動(dòng)力力分帶：（1）垂直滲流帶帶或包氣帶（2）季節(jié)變動(dòng)帶帶（3）水平滲流帶帶（4）深部緩流帶帶垂直滲流帶或或包氣帶、季季節(jié)變動(dòng)帶、、水平滲流帶帶中巖溶比較較發(fā)育。２、巖溶水的的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（（鄒成杰認(rèn)為為：）（1）溶隙型：各種構(gòu)造裂隙隙經(jīng)過溶蝕形形成，寬度一一般在5cm以下，平面延延續(xù)性較好，，在溶隙中，，地下水為滲滲流，達(dá)西定定律可以近似似應(yīng)用。（2）脈管型：溶隙經(jīng)過溶蝕蝕進(jìn)一步擴(kuò)大大、延長、呈呈脈管狀，其其寬度5～20cm，平面連續(xù)性性好，地下水水運(yùn)動(dòng)已經(jīng)不不符合大西定定律。（3）管道型脈管經(jīng)溶蝕進(jìn)進(jìn)一步擴(kuò)大，，管道寬度大大于20cm，連同性好，，地下水的運(yùn)運(yùn)動(dòng)呈管道匯匯流，而不是是滲流，不符符合達(dá)西定律律。３、巖溶水基基本特征(1)空間分布的不不均勻性這主要?dú)w因于于含水介質(zhì)的的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造造在三維空間間上的非均質(zhì)質(zhì)性和滲透的的各向異性，，也就是巖溶溶水循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)特征的空間間差異性。由由于可溶巖巖巖體內(nèi)構(gòu)造斷斷裂、節(jié)理裂裂隙密度不均均勻及強(qiáng)度差差異，再加之之巖性可溶性性差異及水動(dòng)動(dòng)力條件的不不同，從而產(chǎn)產(chǎn)生差異溶蝕蝕作用。不均均勻性還表現(xiàn)現(xiàn)為巖層富水水程度的差異異。巖溶空間分布布的不均勻性性往往造成預(yù)預(yù)測預(yù)報(bào)困難難和處理的難難度。容易引引發(fā)次生災(zāi)害害。（２）流態(tài)多多變性根據(jù)水力學(xué)中中雷諾數(shù)判斷斷是層流、紊紊流還是過渡渡流，這些又又主要取決于于流量和水力力坡度的線性性和非線性關(guān)關(guān)系。在巖溶溶區(qū)，循環(huán)系系統(tǒng)特征空間間不均一，水水流通道和斷斷面變化無常常，粗糙程度度不同，水力力坡度變化大大，不同季節(jié)節(jié)、不同時(shí)段段的流量，水水位動(dòng)態(tài)變化化異常，常常常導(dǎo)致流態(tài)是是多變的，呈呈紊流或過渡渡流。發(fā)生管道流時(shí)時(shí)，流動(dòng)物動(dòng)動(dòng)能大，容易易產(chǎn)生較高的的水頭壓力，，較大的流量量，破壞作用用強(qiáng)。（３）地下水水和地表水相相互轉(zhuǎn)化的敏敏捷性①季節(jié)轉(zhuǎn)化化型。洪水期期時(shí)，地下巖巖溶通道過水水?dāng)嗝娌荒軡M滿足調(diào)洪量的的負(fù)載而溢流流，以地表河河形式排向臨臨近更低地表表河；枯水期期時(shí)，地下水水仍然向同一一河流排泄；；②伏流轉(zhuǎn)化化型(滲漏型)。地表水進(jìn)入入溶蝕巖體內(nèi)內(nèi)成為暗流，，在巖體另一一端又重現(xiàn)為為明流，也可可能由于下伏伏管道發(fā)育而而發(fā)生滲漏，，使地表河流流量的一部分分轉(zhuǎn)為地下水水。③阻隔轉(zhuǎn)化化型。在巖溶溶地下水流動(dòng)動(dòng)過程中，遇遇到隔水巖層層時(shí)，被頂托托溢流成為地地表河。容易疏干地表表水，暴雨季季節(jié)隧道水量量增大，甚至至發(fā)生涌水突突泥。３、巖溶發(fā)育育的主要規(guī)律律(1)巖溶發(fā)育受巖巖性影響在可溶巖與非非可溶巖接觸觸帶部位附近近，特別當(dāng)非非可溶巖為相相對(duì)隔水層時(shí)時(shí)，由于地下下水的匯聚、、運(yùn)移，溶腐腐易沿接觸帶帶部位發(fā)育巖巖溶。(2)巖溶發(fā)育受地地形、地貌影影響在溝、谷、洼洼地、河床下下巖溶一般比比較發(fā)育。向向斜軸部巖溶溶比較發(fā)育。。背斜兩翼巖巖溶比較發(fā)育育。(3)巖溶發(fā)育受巖巖體結(jié)構(gòu)、構(gòu)構(gòu)造影響①灰質(zhì)的沉積積巖中容易發(fā)發(fā)育巖溶（白白云巖、石灰灰?guī)r、泥灰?guī)r巖等）。②巖溶沿?cái)鄬悠破扑閹Оl(fā)育，，斷層與裂隙隙對(duì)巖溶發(fā)育育起控制作用用?？扇軒r層層的斷層破碎碎帶，特別是是張性斷層破破碎帶，利于于地下水的運(yùn)運(yùn)移，地下巖巖溶特別發(fā)育育，常發(fā)育有有地下暗河等等大型巖溶，，在兩條或多多條斷層交叉叉部位常形成成大型溶洞、、地下暗河及及地下湖、池池等。③巖溶在褶皺皺軸部發(fā)育比比較強(qiáng)烈。在在褶曲構(gòu)造軸軸部，縱張裂裂隙(斷層)較多，有利利于地下水活活動(dòng)，地下水水易沿著張裂裂隙溶蝕擴(kuò)展展，形成溶蝕蝕裂隙和溶洞洞，進(jìn)一步發(fā)發(fā)展成為大型型巖溶或暗河河。④巖溶容易沿著著層面構(gòu)造裂裂隙發(fā)育。在在原狀水平巖巖層褶皺過程程中，巖層往往往發(fā)生層間間錯(cuò)動(dòng)或滑動(dòng)動(dòng)，在層間可可產(chǎn)生層面張張裂隙或?qū)用婷媾ち严?，為為地下水活?dòng)動(dòng)提供運(yùn)移通通道，易發(fā)育育順層巖溶。。⑤在含有容易易腐蝕礦物和和腐蝕性氣體體的地層中，，巖溶可能比比較發(fā)育。3031四、巖溶隧道道施工中面臨臨的主要難題題巖溶隧道施工工中主要施工工難題：１、突水、涌涌泥２、隧道大變變形、坍塌３、地面塌陷陷４、地表水疏疏干５、植被及農(nóng)農(nóng)作物破壞（１）黎巴嫩嫩阿瓦里引水水隧洞施工中中發(fā)生了突如如其來的地下下水和流砂涌涌出，將已開開挖的3200m隧道全部淹沒沒堵塞，隧道道的最大涌水水、流砂量達(dá)達(dá)到6m3/s，整個(gè)工程不不得不暫時(shí)停停工，當(dāng)流砂砂發(fā)生時(shí)，人人們聽到了一一種突然的響響聲，并感到到有一股氣流流流動(dòng)，這種種突然發(fā)生的的涌水、流砂砂事故給隧道道施工帶來了了災(zāi)難的損失失。（２）2001年7月14日某隧道出口口正洞DK361+764處發(fā)生涌水、、突泥，最大大涌水量為63m3/s，涌水高度達(dá)達(dá)到3.0m，14～16日內(nèi)突泥、涌涌砂量達(dá)到15000m3，洪水沖出洞洞口，導(dǎo)致施施工機(jī)械梭礦礦、噴漿機(jī)、、鋼軌等機(jī)械械設(shè)備和材料料被沖進(jìn)洞口口的炭廠河內(nèi)內(nèi)。（3）2002年9月10日某隧道進(jìn)口口正洞下導(dǎo)坑坑DK354+879處發(fā)生巨響，，產(chǎn)生爆裂和和沖擊波，并并突出硬塑狀狀粘土，瞬間間突泥量達(dá)4200m3，并伴隨有地地下水流出，，掩沒下導(dǎo)坑坑道244m，造成挖掘機(jī)機(jī)、電瓶車和和梭礦等機(jī)械械設(shè)備被淹埋埋。（４）巖溶突突水、涌泥造造成隧道變形形、侵限、開開裂圓梁山隧道平平導(dǎo)PDK354+430～470溶洞段，全斷斷面超前注漿漿后上半斷面面開挖至PDK354+461，中臺(tái)階開挖挖至PDK354+457，但在下半斷斷面施工工程程中，發(fā)生涌涌管突水、涌涌砂，最大涌涌水量達(dá)到20000m3/h，大量的涌水水、突泥導(dǎo)造造成上半斷面面初期支護(hù)鋼鋼拱架變形侵侵限，被迫用用混凝土將上上半斷面回填填，重新進(jìn)行行下半斷面超超前注漿加固固和開挖。（５）巖溶突突水、涌泥容容易造成地下下水大量流失失、水位下降降、地面沉陷陷、房屋倒塌塌。衡廣浮現(xiàn)現(xiàn)大瑤山隧道道全長14.295km，F(xiàn)9斷層以灰?guī)r和和砂巖為主，，施工過程中中，平導(dǎo)和正正洞遇到了十十多處充填飽飽和砂粘土的的溶孔、溶洞洞，并發(fā)生了了多次巖溶水水引起的涌水水、突泥事故故，而且地表表出現(xiàn)了多處處陷坑，給環(huán)環(huán)境帶了了不不利影響。（６）衡廣復(fù)復(fù)線南嶺隧道道全長6.1km，灰?guī)r占總長長的92%，是典型的巖巖溶隧道，1984年6月11日，平導(dǎo)施工工至DK1935+745.4時(shí)，在線路右右側(cè)的炮眼中中突水、涌泥泥，噴射距離離為15m，涌水量為3600m3/d，當(dāng)繼續(xù)放炮掘進(jìn)進(jìn)時(shí)，突然涌泥2500m3,平導(dǎo)淹沒170m，其中靠近掌子面面70m被泥砂充滿。6月14日下午，地表DK1935+640～+676出現(xiàn)了多處較大的的陷坑，給施工和和環(huán)境都帶來了較較大的影響。南嶺隧道生潮垅洼洼地—下連系洼地地表陷陷穴位置示意圖地表塌陷（７）巖溶造成地地表塌陷、植被破破壞、房屋倒塌房屋倒塌1、預(yù)測預(yù)報(bào)內(nèi)容：：（1）巖溶發(fā)育的規(guī)模模、形態(tài)、位置、、充填物、水量、、水壓大小。（2）巖溶發(fā)育與巖性性、層理、結(jié)構(gòu)、、構(gòu)造之間的關(guān)系系。（3）巖溶可能帶來的的危害。（4）建議采取的工程程措施。五、巖溶隧道的預(yù)預(yù)測預(yù)報(bào)2、總體原則以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)礎(chǔ)，進(jìn)行初步判斷斷，采用合理的物物探手段，進(jìn)行宏宏觀判斷，依靠鉆鉆探進(jìn)行驗(yàn)證和精精細(xì)判斷。3、預(yù)測預(yù)報(bào)距離短距離、中距離和和長距離相結(jié)合。。4、預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)建立自動(dòng)化程度度較高的預(yù)測預(yù)報(bào)報(bào)處理、分析、處處理、反饋系統(tǒng)。。施工。5、圍巖級(jí)別劃分如進(jìn)行圍巖級(jí)別劃劃分，應(yīng)進(jìn)行必要要的現(xiàn)場測試和室室內(nèi)試驗(yàn)。6、指導(dǎo)施工預(yù)測預(yù)報(bào)結(jié)果應(yīng)盡盡量具體化、定量量化，便于指導(dǎo)巖溶預(yù)測預(yù)報(bào)的主主要方法：1、地面地質(zhì)調(diào)查2、地勘資料分析3、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和和分析4、施工資料分析5、物探資料6、鉆探資料7、超前導(dǎo)坑法8、綜合分析和判斷斷。地面地質(zhì)調(diào)查（1）地形地貌（2）巖性、地層在隧隧道地表的出露及及接觸關(guān)系，巖層層產(chǎn)狀及其變化；；（3)地質(zhì)構(gòu)造：斷層、、褶皺、裂隙等的的分布、性質(zhì)、規(guī)規(guī)模及其產(chǎn)狀變化化；背斜還是向斜斜。（4）地表巖溶發(fā)育位位置、規(guī)模及分布布規(guī)律；（5）特殊地層（煤層層、石膏層）在地地表的出露位置、、規(guī)模及其產(chǎn)狀變變化；（6).礦坑（巷）和采空空區(qū)及其在三維空空間上與隧道的關(guān)關(guān)系；地勘資料分析（1）區(qū)域地質(zhì)資料（2）地面鉆孔描述和和巖芯資料（3）壓水試驗(yàn)資料（4）物理和力學(xué)參數(shù)數(shù)資料（5）圍巖穩(wěn)定性分析析（6）圍巖分級(jí)資料洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查（1）巖性、巖層產(chǎn)狀狀、接觸關(guān)系、完完整性，掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性觀察：移動(dòng)動(dòng)、響聲、涌水、、掉塊、坍塌等。。（2)地層分界面產(chǎn)狀及及其位置；（3)結(jié)構(gòu)（整體、塊狀狀、層狀、碎裂、、散體）和構(gòu)造（（斷層、褶皺、裂裂隙等）（4)節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)，包包括發(fā)育分布位置置、產(chǎn)狀、組數(shù)、、節(jié)理面閉合張開開狀態(tài)、節(jié)理面形形態(tài)、節(jié)理面充填填情況；（5)巖溶充填物、出水水位置、水量、水水壓測定；（6)特殊地質(zhì)和環(huán)境描描述。（7)掌子面地質(zhì)素描應(yīng)應(yīng)采用圖示、文字字、照片等形式。。46施工資料分析1、鉆孔情情況：鉆鉆孔速度度，巖粉粉、孔內(nèi)內(nèi)涌出物物。2、炸藥消消耗情況況3、變形監(jiān)監(jiān)測情況況4、涌水量量、水壓壓力5、超欠挖挖情況。。物探資料料分析1、地震波波反射法法2、電磁波波法3、直流電電法4、聲波法法5、其他方方法49項(xiàng)目名稱設(shè)備儀器名稱型號(hào)性能數(shù)量地質(zhì)素描地質(zhì)羅盤普通型能測巖層、構(gòu)造面產(chǎn)狀視需要TSP203、TSP200預(yù)報(bào)TSP203、TSP200預(yù)報(bào)儀目前只有一個(gè)生產(chǎn)廠家能探測100m以上1臺(tái)HSP水平聲波探測智能工程探測聲波儀或普通地震儀ZGS-1型或普通地震儀能探測50m以上1臺(tái)紅外探測紅外探測儀HY—303防爆型能探測30m范圍每工點(diǎn)1臺(tái)地質(zhì)雷達(dá)探測地質(zhì)雷達(dá)CR—20B型探地雷達(dá)或其它能探測20～30m范圍1臺(tái)1臺(tái)超前鉆探

水平鉆機(jī)

MK—5全液壓鉆機(jī)或其它鉆孔深度30～300m視需要

YQ100F風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)或其它鉆孔深度30m以內(nèi)鉆探資料料分析1、探孔分分短、中中、長距距離探孔孔，短距距離探孔孔一般應(yīng)應(yīng)超過為為5m，中距離離探孔一一般為30~50m，長距離離探孔一一般超過過超過50m。2、一般情情況下，，中距離離應(yīng)在掌掌子面上上鉆3~5個(gè)，終孔孔位置應(yīng)應(yīng)超過開開挖輪廓廓線外3~5m。復(fù)雜條條件下，，應(yīng)增加加鉆孔。。3、主要分分析鉆孔孔速度，，響聲、、巖粉、、卡鉆、、出水量量、水壓壓力等。。4、鉆孔出出水量、、水壓的的綜合對(duì)對(duì)比分析析。5、多鉆孔孔的區(qū)域域分析。。51綜合預(yù)測測預(yù)報(bào)方方法１、地勘勘資料和和地面調(diào)調(diào)查、隧隧道內(nèi)掌掌子面地地質(zhì)描述述是基礎(chǔ)礎(chǔ)。２、物探探資料是是宏觀和和參考３、鉆探探是驗(yàn)證證和根本本綜合分析析、綜合合判斷，，現(xiàn)場驗(yàn)驗(yàn)證，不不斷優(yōu)化化和修整整預(yù)測預(yù)預(yù)報(bào)方法法和手段段，提高高地質(zhì)預(yù)預(yù)測預(yù)報(bào)報(bào)精度。。六、巖溶溶隧道施施工的主主要方法法和技術(shù)術(shù)（一）巖巖溶隧道道施工的的主要方方法一般般情況下下應(yīng)選擇擇鉆爆法法，應(yīng)慎慎重選用用盾構(gòu)和和TBM法，對(duì)于于淺埋隧隧道，如如選用盾盾構(gòu)和TBM法，應(yīng)提提前對(duì)可可能影響響隧道掘掘進(jìn)的巖巖溶管道道和溶洞洞等進(jìn)行行處理。。（二）對(duì)對(duì)于復(fù)雜雜巖溶區(qū)區(qū)段巖溶溶隧道施施工，應(yīng)應(yīng)選擇臺(tái)臺(tái)階法、、CD法、CRD法或雙側(cè)側(cè)墻導(dǎo)坑坑法。（三）隧隧道巖溶溶處理的的原則為了保護(hù)護(hù)隧道周周邊環(huán)境境，結(jié)構(gòu)構(gòu)和運(yùn)營營安全，，根據(jù)國國內(nèi)大量量巖溶隧隧道施工工經(jīng)驗(yàn)和和運(yùn)營工工程中出出現(xiàn)的問問題，并并參照國國外有關(guān)關(guān)巖溶處處理的文文獻(xiàn)資料料，巖溶溶處理應(yīng)應(yīng)遵循以以采取疏疏，堵、、防、排排相結(jié)合合，因地地制宜、、綜合治治理的原原則。（四）隧隧道巖溶溶處理技技術(shù)1、地面注注漿處理理（1）一般適適用于淺淺埋隧道道，地表表具備施施工場地地，巖溶溶為充填填型溶洞洞和巖溶溶管道。。拱頂覆覆土厚度度一般小于于50m（2）注漿方方法：一一般采用用袖閥管管注漿或或鋼管注注漿。加加固范圍圍一般隧隧道開挖挖輪廓線線外為（（0.5～１.0)，如隧道道基底巖巖溶發(fā)育育較深，，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加大。。1、隧道超超前預(yù)注注漿方法法（1）一般適用用于深埋埋隧道，，巖溶為為充填型型溶洞和和巖溶管管道。水水壓力一一般大于于0.5MPa。（2）注漿方法法：一般般采用前前進(jìn)式或或全孔一一次性注注漿。加加固范圍圍一般隧隧道開挖挖輪廓線線外為（（0.5～１.0)，如隧道道基底巖巖溶發(fā)育育較深，，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加大。。注漿材材料一般般采用雙雙液漿和和單液漿漿。2、隧道徑徑向注漿漿技術(shù)（1）適用條條件：對(duì)對(duì)于大面面積滲漏漏水、局局部滴漏漏水或小小股狀巖巖溶水，，水壓力力不大于于0.5MPa，可考慮慮采用徑徑向注漿漿方法進(jìn)進(jìn)行封堵堵。（2）注漿方方法一般般為全孔孔一次性性注漿或或分段后后退式注注漿，注注漿加固固范圍一一般為隧隧道開挖挖輪廓線線外3～5m,鉆孔一般般為梅花花型布置置，注漿漿的材料料應(yīng)以強(qiáng)強(qiáng)度和耐耐久性較較好的單單液水泥泥漿為主主。注漿漿壓力一一般為2～3MPa。3、局部注注漿方法法（1）適應(yīng)條條件：巖巖層的溶溶隙、溶溶孔、小小型巖溶溶管道有有股狀涌涌水現(xiàn)象象，出水水比較清清澈，受受大氣降降雨影響響不大，，水壓力力一般情情況下小小于0.2MPa。（2）一般采采用直接接封堵法法或間接接封堵法法，局部部注漿的的材料也也應(yīng)單液液水泥漿漿為主，，注漿壓壓力一般般為1～2MPa。a直接封堵堵法b間接封堵堵法局部注漿漿堵水示示意圖堵水應(yīng)做做到：堵堵渾排清清，堵大大排小，，堵堵高高排低，，頂堵堵墻排。。4、基底注注漿加固固隧道底部部為松散散或軟塑塑狀的泥泥沙時(shí)，，如地基基承載能能力不足足，為了了防止列列車運(yùn)行行過程中中結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生固結(jié)結(jié)沉降，，如基底底溶洞充充填物的的厚度為為隧道仰仰拱以下下2.0～20.0m，可考慮慮采用注注漿加固固法，鉆鉆孔深度度應(yīng)深入入基巖2.0m左右，孔孔間距為為1.0～2.0m，注漿管管宜選用用無縫鋼鋼管，注注漿材料料應(yīng)以單單液水泥泥漿為主主，注漿漿管上端端應(yīng)和仰仰拱相連連，以提提高支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的的強(qiáng)度和和剛度。。5、換填方方法如隧道拱拱部、邊邊墻或底底部存在在小型干干溶洞或或空腔，，內(nèi)部幾幾乎無充充填物、、無水，，可采用用砂石料料、漿砌砌片石、、干砌片片石、水水泥砂漿漿、混凝凝土等粗粗細(xì)骨料料全部充充填，必必要時(shí)設(shè)設(shè)置排水水系統(tǒng)，，使填充充物不阻阻斷地下下水的過過水通道道。6、疏導(dǎo)導(dǎo)方法為了不改改變地下下水的流流動(dòng)規(guī)律律，溶管管水的處處理應(yīng)首首先選擇擇連通方方案。通通過多種種地質(zhì)手手段，探探明隧道道周圍溶溶管的發(fā)發(fā)育方向向，對(duì)于于流動(dòng)路路徑比較較明確的的溶管水水，如確確系隧道道將溶管管截?cái)?，，可以通通過在拱拱頂、邊邊墻或底底部適當(dāng)當(dāng)部位增增加輔助助通道將將溶管連連通，不不改變地地下水總總的流動(dòng)動(dòng)趨勢。。a拱部溶溶管處處理b邊墻溶溶管處處理溶管連連通示示意圖圖7、跨越越方法法（1）涵、、管跨跨越如果隧隧道底底部存存在小小體積積的溶溶洞空空腔或或暗河河，且且流量量都較較小，，可在在隧道道底部部設(shè)置置暗涵涵、管管跨越越。（2）橋梁梁跨越越如隧道底部存存在大體積的的溶洞空腔或或?qū)挾容^大的的暗河，且流流量都較大，，可采用橋梁梁跨越。但施施做橋墩時(shí)，，一定要探明明河底的地質(zhì)質(zhì)情況，合計(jì)計(jì)選取樁和承承臺(tái)的施工方方法，確?；A(chǔ)具有足夠夠的承載能力力。8、放水減壓方方法如巖溶水是從從比較堅(jiān)硬、、完整的巖層層中流出，泥泥砂含量很小小，且水量、、水壓均不大大，且能夠確確定溶洞水排排放對(duì)周圍環(huán)環(huán)境和隧道結(jié)結(jié)構(gòu)安全不會(huì)會(huì)造成太大的的影響，可采采用平行導(dǎo)坑坑、排水洞、、橫洞、迂回回導(dǎo)坑排水等等方法進(jìn)行放放水減壓。9、直接排放放法如果探水孔孔流出清水水，水壓力力P≤0.1MPa時(shí)，且能夠夠確認(rèn)隧道道排水不會(huì)會(huì)影響施工工安全和周周圍環(huán)境、、相鄰建筑筑物的安全全時(shí)，可采采用直接排排放方案。10溶洞直接揭揭開法（1）適用水量量、水壓、、規(guī)模不大大的小規(guī)模模溶洞或巖巖溶管道，，且揭開后后對(duì)環(huán)境不不會(huì)造成破破壞。（2）作好應(yīng)急急預(yù)案和安安全防范，，盡量一次次爆破成功功。1、南嶺隧道道地表注漿漿處理南嶺隧道生生潮垅洼巖巖溶注漿處處理七、巖溶處處理工程實(shí)實(shí)例2長地隧道基基底溶洞換換填處理3鋁廠隧道溶溶洞回填漿漿砌片石和和注漿處理理4新橋隧道基底巖溶涵管跨越5高寨一號(hào)隧隧道基低溶溶洞換填處處理6普洱渡隧道道溶洞泄水水洞處理1、超前鉆探探和規(guī)范施施工問題問題：不進(jìn)進(jìn)行超前鉆鉆探或施工工不規(guī)范導(dǎo)導(dǎo)致隧道涌涌水突泥。。隧道爆破破后留下的的隔水層太太小或直接接揭穿溶洞洞。對(duì)策：嚴(yán)格格按設(shè)計(jì)進(jìn)進(jìn)行施工，，必要時(shí)增增加探孔。。每循環(huán)爆爆破后一定定要留下足足夠的隔水水層。八、巖溶隧隧道施工容容易出現(xiàn)的的問題及對(duì)對(duì)策74隔水層的抗抗?jié)撐g厚度度若隔水層兩兩側(cè)含水層層中水位不不同，則在在高水位一一側(cè)，產(chǎn)生生向低水位位一側(cè)的地地下運(yùn)動(dòng)，，并形成一一定的滲透透壓力。如如果隔水層層厚度能夠夠足以承受受這種滲透透壓力，則則可以認(rèn)為為能起到隔隔水作用，，否則，隔隔水層可能能被潛蝕破破壞。當(dāng)隔隔水層兩側(cè)側(cè)具有一定定水位差時(shí)時(shí)，隔水層層的臨界有有效厚度可可用h0表示，即75式中，H為隔水層兩兩側(cè)的水位位差，m；β為取決與含含水層透水水性的水頭頭折減系數(shù)數(shù)，一般在在0.65～0.95范圍內(nèi)選用用；Ι0為根據(jù)隔水水層透水性性決定的允允許水力比比降，數(shù)值值見下表1。隔水層單位吸水量ω隔水層滲透系數(shù)K（cm/s）允許水力比降Ι00.01＜0.1×10-4200.03（0.