岩溶隧道施工技术与风险管理.pptx

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,岩溶隧道施工技术与风险管理,交流提纲,岩溶分类岩溶隧道施工技术岩溶隧道风险管理,岩溶分类,隧道岩溶发育虽千奇百怪、复杂多变，无规律性，但也有其内在的类型特征。

特别是灰岩地区，岩溶强烈发育，构造十分复杂，补给水源丰富。

根据其不同的类型特征，采取五种分类方式，从而“对症下药”，制定出“规模对策”、“充填性对策”、“充填物对策”和“水对策”，实现岩溶“标准化”治理。

岩溶分类,洞穴型,岩溶分类,无充填大型干溶洞,岩溶分类,半充填大型干溶洞,2006年8月5日揭示该溶洞。

溶洞发育纵向长100m、横向宽150m、向上高出拱顶以上10m、向下深21m。

龙麟宫隧道DK231+796半充填大型溶洞,岩溶分类,大型富水充填淤泥、块石溶洞,2009年11月5日揭示该溶洞。

溶洞发育纵向长15-25m、横向宽大于400m、向上高出拱顶以上30m、向下深10m。

马鹿箐隧道DK255+978富水充填大型溶洞,岩溶分类,充填块石土型,岩溶分类,充填粉细砂型,岩溶分类,充填泥水型,岩溶分类,充填清水型,岩溶分类,隧道与暗河正交型,岩溶分类,高压富水型,岩溶隧道施工技术与工程实例,岩溶及岩溶水治理基本对策根据岩溶分类，针对不同类型岩溶，制定基本处治对策。

洞穴型、管道型岩溶：

回填方案充填型岩溶：

注浆加固+大管棚方案过水型岩溶：

引排方案大型干溶洞（主要针对基底处理）：

托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、路基填筑方案、梁跨方案岩溶水治理：

注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案、绕避方案、释能降压方案,岩溶隧道施工技术与工程实例,工程实例：

洞穴型、管道型岩溶对策：

回填方案,案例2004年10月3日，某隧道DK108+865处揭示岩溶洞穴，直径约3m。

针对该岩溶洞穴，采用I18钢架C20砼护拱，外设干砌片石缓冲层。

溶洞内预埋竖向排水盲管。

岩溶隧道施工技术与工程实例,充填无水型岩溶对策：

周边注浆加固+大管棚方案,注浆加固+大管棚方案标准模式图,岩溶隧道施工技术与工程实例,案例2005年10月15日，某隧道开挖揭示DK247+562特大型充填块石土岩溶，岩溶纵向发育线为DK247+563+445（长118m），线为DK247+573+435（长138m），溶腔向线左发育，宽约60m，基底以下局部深度超过80米。

对该溶腔采取“超前注浆+大管棚”方案处理后通过。

岩溶隧道施工技术与工程实例,帷幕注浆、管棚布孔图,帷幕注浆施工,岩溶隧道施工技术与工程实例,马鹿箐隧道注浆管棚法施工,马鹿箐隧道三台阶法开挖,岩溶隧道施工技术与工程实例,过水型岩溶对策：

引排方案针对过水型岩溶，原则上引排维持既有通道方案处治，不得随意对岩溶管道堵塞，以免形成水害。

案例2005年8月11日，某隧道进口开挖揭示DK119+512隧底发育过水型岩溶，右侧为岩溶大厅。

岩溶为两头窄的芒果状，最宽处约18.3m，岩溶水流自左向右流入大厅消水洞，旱季水流量为43m3/h。

针对该岩溶：

清除大厅内堆积体，锚网喷防护，隧道基底采用“托梁+钢筋砼板”跨越，隧道结构加强。

岩溶隧道施工技术与工程实例,案例2005年3月29日，某隧道开挖到DK61+473，超前探测表明前方为正交型过水岩溶管道，经放水试验，最大流水量为540m3/h。

后爆破开挖，发现管道由左拱腰向右拱脚发育。

入水口直径分别为1.5m和0.7m，出水口直径为1.5m。

针对该岩溶，采用600mm波纹管引排、浆砌片石回填、隧道结构加强。

岩溶隧道施工技术与工程实例,大型干溶洞：

托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、填筑路基方案、梁跨方案,案例2005年6月20日，某隧道开挖到DK240+890处，隧道左边墙发育一横向溶槽，宽6m，纵向长20m，向下深不见底。

针对该岩溶，基底采取“型钢混凝土+板跨”方案、隧道结构加强。

型钢混凝土+板跨,岩溶隧道施工技术与工程实例,实例某隧道开挖到DK139+598时，揭示出一条斜穿隧道的干溶洞。

溶洞自左上向右下发育，横向宽30m，纵向长9m，向上高20m，向下深6.5m。

针对该岩溶，基底采“钢管群桩注浆加固”方案、隧道结构加强。

钢管群桩注浆加固,岩溶隧道施工技术与工程实例,案例2009年9月23日，马鹿箐隧道开挖到DK255+978处揭示大型半充填型溶洞，溶洞纵向长15-15m，轨面以上45m，轨面以下左墙脚下010m。

针对该岩溶，基础采取“桩基+承台”方案。

桩基+承台,岩溶隧道施工技术与工程实例,+978溶腔I线溶段段隧底处理剖面图,I线溶腔段桩基施工,岩溶隧道施工技术与工程实例,案例2005年6月4日，某隧道出口施工到DK232+467时，揭示DK232+467+397特大型溶洞。

溶洞纵向长约70m，横向宽约50m，深约80m，基底为堆积体。

受施工爆破影响，6月19日18:

48顶部覆层坍塌。

该岩溶基底采取“路基填筑、注浆加固”方案。

路基填筑+注浆加固,岩溶隧道施工技术与工程实例,案例2006年1月2日，某隧道施工至DK237+091处，揭示一溶腔，该溶腔沿线路纵向发育30m，拱顶以上发育2030m，隧底以下发育1020m。

溶腔横穿隧道，发育至隧道左侧边墙外28m，隧道右侧边墙外约22m斜向下发育一落水洞，落水洞深度未知。

针对该隧道基底，采取“拱跨”方案。

采用1-22.5m实腹式拱跨结构，拱圈为半径18.75m的钢筋混凝土圆弧板拱，矢高3.75m，矢跨比1:

6。

拱桥拱圈及拱座上回填C15混凝土形成桥面。

对局部溶腔，采用C40混凝土回填。

拱跨方案,岩溶隧道施工技术与工程实例,溶洞处理纵断面,溶洞处理典型横断面,清危石喷锚网防护拱罩下拱跨拱罩结构隧底拱跨隧道结构,施工顺序：

岩溶隧道施工技术与工程实例,对岩溶地下水的对策：

注浆堵水方案泄水洞方案堆积体加固方案绕行方案释能降压方案,岩溶隧道施工技术与工程实例,岩溶隧道施工技术与工程实例,泄水洞方案,横向过水通道设计,岩溶隧道施工技术与工程实例,泄水洞方案,型排水支洞、钻孔泄水示意图,岩溶隧道施工技术与工程实例,堆积体加固堵水方案,实例五爪观隧道DK49+274DK49+345段与五爪观暗河正交,暗河最大流量36000万方/小时。

暗河岩溶大厅横向宽约120m，为巨块状崩塌块石充填。

该段路肩设计标高约542m，堆积体顶部标高约582m，岩溶大厅顶板最高处标高约600m。

暗河岩溶大厅堆积体上部为巨块状崩塌块石，下部为卵石土、块石土及粉质黏土夹砾砂等组成，饱和、透水性好。

卵石磨圆度好，直径29cm,个别达11cm以上；顶板及周壁为坚硬完整灰岩。

根据该岩溶暗河特点，采取“堆积体加固堵水，抬升暗河”方案，总体处理顺序为：

清除堆积物施做大里程端底板分段施做截流区注浆、挡水坝排水渠区注浆、修建排水渠、导流大里程区钻孔注浆、小里程区底板小里程区钻孔注浆。

岩溶隧道施工技术与工程实例,岩溶隧道施工技术与工程实例,绕行方案,案例某隧道进口平导施工至PDK364+005时，超前探测表明：

前方发育高压动水充填粉细砂层溶洞，溶洞由左向右发育，左侧规模大，右侧规模小，探测表明右侧纵向长度45m，但左侧经多次注浆后，由于高压动水粉细砂层注浆难度大，仍无法探到对方基岩。

针对隧道进口反坡施工特点，以及平导的功能特点，对该岩溶不再处理，采取“绕行”方案。

绕行后顺利通过规模较小的充填粉细砂层溶洞。

岩溶隧道施工技术与工程实例,释能降压方案,释能降压法是针对高压富水充填溶腔采取有计划、有目的精确爆破，释放溶腔所存储能量，降低溶腔施工及运营过程水土压力。

之后，通过配套处治措施完成溶腔治理。

“释能降压法”施作程序,岩溶隧道施工技术与工程实例,泄水洞泄水孔施工,岩溶隧道施工技术与工程实例,泄水洞泄水,岩溶隧道风险管理,超前地质预测预报专项机制突发性事件防范应急预案专项机制应对复杂地质、工程难题的施工预案专项机制重难点工程监控专项机制量测监控专项机制施工工艺监控专项机制严格考核奖罚专项机制信息收集、反馈和快速反应专项机制,八项机制,岩溶隧道风险管理,超前地质预测预报,岩溶隧道风险管理,岩溶隧道风险管理,岩溶隧道风险管理,突发性事件防范应急预案专项机制,

（1）重点针对：

不良地质灾害隧道突水突泥、坍塌冒顶、高地应力引起的硬岩岩爆、软岩大变形、有害气体突出（瓦斯、天然气）等；自然灾害山洪、泥石流、山体滑坡、崩塌落石等；水上及高空作业突发安全事件；项目所在地环境破坏和对居民安全的影响；既有线铁路行车和公路交通安全突发事件等。

（2）预案应有较强的针对性、合理性和可操作性，包括组织机构及内部责任制，预警预报机制，防范措施，救援方案和技术、设备物资、医疗后勤保障等。

（3）对易发生突发性事件的重点部位经常进行检查，定期演练预案，定期检查储备的救援物资、机具设备，保证能够随时启动，防范有效。

岩溶隧道风险管理,应对复杂地质、工程难题的施工预案专项机制,应对可能出现的隧道突泥、突水、瓦斯（天然气）突出、坍塌冒顶、高地应力（硬岩岩爆、软岩大变形）等，以及隧道反坡排水、帷幕（径向）注浆、陡坡顺层路基、堆积体、滑坡、软土路基、特殊结构桥梁施工等复杂地质、工程难题，分别制订详细的设计、施工预案，并根据施工进展和所揭示的地质情况适时进行优化调整，实施动态管理。

岩溶隧道风险管理,重难点工程监控专项机制,监控的主要内容：

（1）安全、质量、工期、环保保证体系的建立和运行，责任制和管理制度的落实情况等。

（2）施工安全符合国家安全生产法、建设工程安全生产管理条例和铁路工程施工安全技术规程要求，无等级责任事故。

重点是：

隧道突水突泥、坍塌冒顶、高地应力（硬岩岩爆、软岩大变形）、有害气体（瓦斯、天然气）突出等；陡坡、斜井施工；爆炸品储运、使用管理；既有线施工；高空作业；水上作业；突发性事件防范预案等。

（3）工程质量符合规范和验标规定，无等级质量事故。

重点是：

施工方案、工艺的制订和审批；贯通测量；工艺标准示范段工程；隧道光面爆破，初期支护、二次衬砌的监控量测；桥梁桩基；路基基底及过渡段；原材料、构配件的的检查验收和施工过程的试验、平行检验；重点部位和关键工序的旁站和隐蔽工程检查等。

（4）工期满足总工期要求。

重点是：

单位工程总体进度计划；阶段性工期计划及关键节点工期；月、季、年基建投资计划；计划保证措施等。

（5）环境保护和水土保持工作按照“三同时”原则实施，达到国家和地方政府有关标准。

重点是位环保、水保实施方案和保证措施的制订，包括穿越居民区、水库区隧道的项目所在地可能引发的环境影响，取弃土、碴场对环境的影响，文明施工等。

岩溶隧道风险管理,量测监控专项机制,包括水文监测、复杂岩溶隧道施工防灾报警系统、结构安全性监测三个方面。

（1）水文监测内容包括降雨量、涌水量、水压力、地表水位四个方面。

（2）施工防灾报警系统包括声光报警系统、应急通信及电视监控系统、逃生系统、应急照明系统、应急排水系统。

（3）结构安全性监测包括围岩及隧道结构相关的水压力监测；注浆加固圈（周边围岩）位移监测；围岩与初期支护接触压力监测；初期支护内力监测；初期支护与二次衬砌接触压力监测；二次衬砌内力监测；注浆加固圈渗水量监测；隧道基底沉降监测八个方面。

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（1）对于可能存在多种地质灾害的隧道施工，首先要把综合超前地质预报技术放在首位，特别是中长距离的钻孔取芯工作，在工程概算中应设立专项科目，加大这方面的投入。

隧道施工中需要不间断地进行动态地质预报，这是防止或减少地质灾害发生的基础工作。

目前情况下，超前地质预报方法、手段，预报的准确度亟需进一步提高。

（2）对于“泄水释能降压”工法运用，具有一定的适应性条件。

工法的使用先要将溶腔特征分析清楚，对于特大体量富水溶腔采用泄水释能降压；对于高压管道流、裂隙带、破碎带，宜采用“以堵为主，限量排放”的治理方法。

富水岩溶地带施工宜在设计中考虑增设泄水洞方案。

（3）对于注浆加固土层作业，涉及设计、施工方法、施工工艺、施工材料等方面，技术性很强、操作性要求很高。

在实施过程中要根据隧道地质情况变化，实施动态设计与施工，并在实践中不断完善优化。