隧道岩溶水防治与溶洞处理

岩溶水防治与溶洞处理本隧道在进行开挖时，施工中随洞身掘进情况采用地震反射波探测法（TSP203超前地质预报系统）分段对掌子面前方的岩溶发育状况进行探测预报，对可能出现岩溶的地段，利用超前探测钻孔进行验证，根据探测结果采取相应的施工措施，并时刻作好突水、突泥等紧急情况的处治准备。1、岩溶水防治的施工排水措施主要有：①有水地段喷射砼时应采取以下措施：当涌水不多时，用开缝或中空锚杆导水处理后再喷射；当范围大时，设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时设排水孔边排水边喷射。②当洞内有大面积涌水时采用钻孔将水集中汇流引入排水沟，并在相应位置衬砌时设置排水设施。③当涌水或地下水位较高时用井点降水法，抽水机抽水到两侧水沟排出。④排水的同时用围幙预注浆方法堵水。对于超前探水孔中总流量小于10m3/h，但个别孔流量大于2m3/h，采用局部超前预注浆堵水；对于超前探孔中2/3孔出水且总水量大于10m3/h的情况，进行全断面注浆。(1)全断面帏幕注浆堵水a、在预注浆前，应认真分析设计提供的详勘成果，以超前物探及超前钻孔，探明地下水，溶洞的发育情况。超前钻孔应在预测突水处以前5~20m。b、注浆范围为隧道开挖线以外4.5m，每循环注浆长度为25m，全断面开挖长20米，留5米。一个注浆完成后留6m不开挖作为下一个注浆段的止浆岩盘。c、注浆孔自掌子面沿开挖方向，以隧道中轴线为中心呈伞状布置。浆液扩散半径为2m，孔底间距不大于3m，全断面开孔直径不小于φ90㎜，终孔直径不小于φ65㎜；局部注浆开孔直径不小于φ108㎜，终孔直径不小于φ90㎜；径向注浆开孔直径不小于φ90㎜，终孔直径不小于φ65㎜，长度4米，环向间距1.8米，纵向3米。d、注浆材料为水泥-水玻璃双液浆，浆液浓度应据地质及水文条件进行调整。初拟为：C：S（体积比）=1：（0.6~1.0），水泥浆水灰比0.8：1~1：1，水玻璃模数2.6~2.8，水玻璃浓度40Be′。注浆压力初拟为0.5~1.5Mpa。e、注浆前在止浆墙或止浆盘内埋φ108无缝钢管作为孔口管，孔口管长3m，孔口外露20~30cm。f、注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，可结束本孔注浆，单孔注浆量与设计注浆基本相同，结束时的进浆量在20L/min以下时可结束本孔注浆。g、堵水注浆效果检查：一个注浆段的全部注浆孔注浆完成后，在主要出水点附近设置4个检查孔，测孔内涌水量，要求全断面小于1.0m3/d；或进行压水试验，在0.75Mpa的压力下，吸水量小于2L/min。否则应补孔注浆。h、全断面帏幕预注浆起始工作面应距预测突水点5~10m，以保证足够的止浆盘，其终点应超过预测突水段5m。(2)局部超前预注浆堵水除根据局部涌水情况部所需注浆孔外其他要求和施工方法同全断面注浆。(3)渗漏注浆当初期支护完成后，对仍存在较大渗漏水的个别位置可在初期支护背后实施后注浆。后注浆的加固深度为初支背后40cm。注浆材料可选用普通水泥—水玻璃双液浆。当个别地段渗漏水量大于设计要求时，后注浆材料可考虑用一部分超细水泥-水玻璃浆，扩大浆液渗透距离，提高堵水效果。注浆参数：a.注浆段长0.4m；b.单孔有效扩散半径0.8m；终孔间距1.2m；c.注浆终止压力为0.5MPa；d.注浆孔孔径按40mm考虑2、突水处理突水发生时，首先将人员和设备撤至较高安全处，然后用砂袋砌墙挡水，并在砂袋墙下部埋一至数根排水管排水。3、溶洞堆积体的处理对影响隧道掘进支护严重的溶洞松散堆积体，包括无法往前按Ⅲ~Ⅳ级围岩施工的溶洞堆积体，则采用长管棚超前注浆加固，或采用小导管超前注浆加固，然后进行开挖支护，视情况配钢架，锚杆、钢筋网等进行加强支护，确保溶洞堆积体中的施工安全。4、开挖后溶洞处治对于较大型溶洞或洞顶溶洞，在隧道开挖后清除溶洞内充填物，按Ⅳ级围岩要求用3米长间距1米的φ22砂浆锚杆和10㎝厚喷射砼及钢筋网对溶洞壁进行喷锚支护。隧道底板以下部位的溶洞视溶洞的深度依次采用：换填干砌片石，上部1米采用M10浆砌片石（厚小于300cm）；φ76无缝钢管钻孔深入基岩1米注浆，孔间距1.5米（厚300-1000cm）。侧面溶洞用干砌片石回填，1米厚M10浆砌片石。对于规模较大且对隧道有影响的溶洞，视具体情况分别采用跨越、堵塞等结构措施处理。(1)横穿隧道、且不能阻塞的大型溶洞a.按泄水洞引导的方式通过。b.泄水洞平面布置主要应根据溶洞的平立面走向确定，泄水洞净空主要应考虑排水、施工空间等因素，其结构采用喷锚支护。(2)位于隧底且不能阻塞的大型溶洞a.原则上按梁跨的方式通过。b.当溶洞横向宽度较窄时，可不设柱墩，梁柱尺寸据溶洞具体特征计算确定。(3)隧道从溶洞充填体中穿过a.按预注浆、管超前、强支护、梁跨越的方式处理。b.预注浆：视情况采用全断面帷幕预注浆或全断面周边预注浆，超前支护：Φ108大管棚、环距50cm。c.初期支护：初拟C20喷射混凝土25cm、22B工字钢间距0.8m、Φ6.5双层钢筋网、Φ42注浆小导管（环距0.8m）。d.模筑混凝土：起拱线以上按横向拱跨设计，厚度不小于65cm（C25钢筋混凝土）；起拱线以下的边墙及底板按纵向梁、板设计，底板最薄处不小于60cm（C30钢筋混凝土）。f.垫基：干码片石