苗德海教授-岩溶隧道建设风险及防治对策解析课件.ppt

1、 2016年10月岩溶隧道建设风险及防治对策岩溶隧道建设风险及防治对策一、岩溶分类及风险分析、岩溶分类及风险分析二、防治对策二、防治对策 三、典型岩溶隧道案例三、典型岩溶隧道案例四、体会四、体会岩溶隧道建设风险及防治对策岩溶隧道建设风险及防治对策目目 录录 地球上约有15的地形为岩溶地貌，我国是世界上岩溶分布最广的国家之一。最新统计表明：裸露与地表的碳酸盐面积约203万km2，加之覆盖型碳酸盐，总面积达365万km2，主要分布在湖北、湖南、四川、云南、贵州、重庆、广西和广东等地。 目前我国铁路隧道在数量、长度方面均处于世界领先。 截止2014年底，开通运营隧道达10000余座、总延长近1000

2、0km，在建隧道有4000座、总延长7500km，规划中的隧道有5000座，总延长10000km。 我国幅员辽阔，工程地质条件复杂，已建和在建隧道工程遇到了不少地质难题：如郑西客专为代表的黄土；兰新铁路为代表的第三系不成岩砂质地层；以成贵铁路代表的瓦斯；以乌鞘岭、堡镇等代表的软岩高地应力；宜万铁路、渝怀铁路为代表的复杂岩溶等。一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（一）岩溶分类贫水岩溶部分充填型全充填型富水岩溶季节性富水常年富水1、按富水程度裂隙型管道型暗河型溶洞型组合型2、按岩溶发育形态及规模一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（二）风险因素分析部分充填贫水溶洞1、洞壁失稳，洞

3、顶塌方3、隧底沉降 2、地表塌陷一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（二）风险因素分析全充填贫水岩溶1、突泥、突石2、充填物失稳3、隧底沉降 一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（二）风险因素分析裂隙型岩溶1、突水2、初支不易成形3、二衬背后高水压4、隧道结构开裂一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（二）风险因素分析管道型岩溶1、突水、突泥2、初支不易成形3、二衬背后高水压4、隧道结构开裂一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（二）风险因素分析暗河型岩溶1、隧底塌陷2、堵塞暗河通道3、突水、突泥4、地表沉陷5、隧道结构开裂一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分

4、析（二）风险因素分析高压富水溶洞1、突水、突泥2、地表沉陷3、隧底沉降 4、结构开裂一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（二）风险因素分析组合型岩溶1、突水突泥2、地表沉陷3、充填物失稳4、隧底沉降 5、结构开裂一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（三）风险评估 风险事件风险因素涌（突）水(泥)岩壁掉块、坍塌充填物失稳隧底沉降结构开裂地表沉陷地质岩性及岩体风化程度构造(褶皱、断层)岩溶及岩溶水特征岩溶发育强度岩溶的形态、规模岩溶与隧道的相对关系充填物特征岩溶水储量及补给水压大小设计情况排水方案与措施注浆方案与措施支护结构辅助坑道埋深周边环境其它注： “”表示两者强相关，“”表示

5、两者相关，“”表示两者弱相关。风险因素与风险事件辨识表风险因素与风险事件辨识表一、岩溶分类及风险分析一、岩溶分类及风险分析（三）风险评估 根据风险事件发生的概率及后果程度，风险等级划分为低度风险、中度风险、高度风险和极高度风险四个级别。 风险评估过程中应根据超前地质预测预报、现场试验、岩溶突涌水情况实时修正风险等级。后 果 等 级后 果 等 级概率等级概率等级轻微的轻微的较大的较大的严重的严重的很严重很严重的的灾难性灾难性的的12345很可能很可能5高度高度高度高度极高极高极高极高极高极高可能可能4中度中度高度高度高度高度极高极高极高极高偶然偶然3中度中度中度中度高度高度高度高度极高极高不可能

6、不可能2低度低度中度中度中度中度高度高度高度高度很不可能很不可能1低度低度低度低度中度中度中度中度高度高度二、防治对策二、防治对策 （一）岩溶防治原则一）岩溶防治原则1、综合分析评价其对施工、运营安全的影响。对规模大、地下水发育的岩溶地段应开展专项设计、专项施工组织。 2、岩溶水处理宜采取疏导为主的处理原则，尽量恢复或维持既有排泄通道，必要时增设排水通道；对地表生态环境有较大影响的地段，应采取注浆预加固措施，保障隧道结构安全。3、高压富水岩溶地段，隧道衬砌结构应根据岩溶类型、排水能力等充分考虑承受的水、土压力，宜选择带仰拱的衬砌断面型式。二、防治对策二、防治对策 （二）部分充填贫水岩溶二）部分

7、充填贫水岩溶1、岩溶洞壁整体稳定性评价根据5个控制要素（溶洞顶板岩层、溶洞形状、溶洞埋深、地下水和地震区域）和23个因子，并设定各因素的权值。当综合分值80时洞壁整体稳定，当60综合分值80时溶洞为局部可能发生坍塌，当综合分值60时溶洞为不稳定，需要加固。二、防治对策二、防治对策 （二）部分充填贫水岩溶二）部分充填贫水岩溶控制要素因子编号权值控制要素因子编号权值岩溶顶板岩层单一的碳酸盐岩层112岩溶形状高宽比31310碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层271高宽比3147厚层313高宽比1153中厚层48岩溶埋深大于5倍溶洞跨度1613薄层512倍5倍溶洞跨度178水平612小于2倍溶洞跨度183倾角3

8、078地下水发育区（大于2000 m3/d）19230倾角6092贫水（小于500 m3/d）2112节理发育101地震区域地震动峰值加速0.15 g2210节理较发育116地震动峰值加速0.15 g232节理不发育1210部分充填贫水岩溶洞壁整体性稳定评价指标权值部分充填贫水岩溶洞壁整体性稳定评价指标权值（二）部分充填贫水岩溶二）部分充填贫水岩溶3、设置稳固可靠的基础：梁跨、桩基、换填、回填、复合地基等双向拱型结构2、洞壁危岩清除及防护二、防治对策二、防治对策 立柱支顶+双层框架式结构（二）部分充填贫水岩溶二）部分充填贫水岩溶4、设置安全可靠的隧道结构：双层框架结构等二、防治对策二、防治对策

9、 （三）全充填贫水岩溶三）全充填贫水岩溶1、分析判断岩溶规模、充填物组分、稳定性等溶洞充填物二、防治对策二、防治对策 2、合理地确定隧道超前预加固和预支护措施。超前注浆加固情况（三）全充填贫水岩溶三）全充填贫水岩溶二、防治对策二、防治对策 （三）全充填贫水岩溶三）全充填贫水岩溶3、稳固可靠的隧底基础：桩基础、板梁、换填、复合地基等；4、安全可靠的隧道结构：加强型衬砌结构。二、防治对策二、防治对策 1、综合分析富水岩溶裂隙水压、渗透性、整体稳定性等特征。2、高压富水宽张岩溶裂隙，宜采用排水减压措施。二、防治对策二、防治对策 （四）富水岩溶裂隙四）富水岩溶裂隙排水减压3、整体稳定性差的富水岩溶裂隙

10、，宜采用超前周边注浆或超前 帷幕注浆加固等措施；整体稳定性较好的富水岩溶裂隙，宜 采用径向注浆或超前周边注浆等措施。4、强支护：预支护、初期支护 5、结构：考虑水压力二、防治对策二、防治对策 （四）富水岩溶裂隙四）富水岩溶裂隙（五五）富水岩溶管道富水岩溶管道1、综合分析富水岩溶管道的水量、水压、连通性等特征，充分考虑其季节性变化对隧道施工和运营的影响。2、分季节性富水和长期富水两类，宜遵循“宜疏不宜堵”的原则进行处理，尽量维持其原有的过水通道。岩溶管道排水二、防治对策二、防治对策 （五五）富水岩溶管道富水岩溶管道3、隧道结构采取加强型衬砌二、防治对策二、防治对策 （六六）暗河暗河1、当隧道邻近

11、（下穿、上跨、旁侧）暗河通过时，应综合评价隧道与暗河间岩盘的稳定性，当岩盘安全厚度不满足要求时，应对其进行加固处理。宜宜 昌昌万万 州州五爪观暗河大厅施工现场二、防治对策二、防治对策 暗河处理效果图（六六）暗河暗河2、遵循“截、导、排”的原则，尽量维持其原有的过水通道。3、设置可靠的隧底基础和隧道结构。二、防治对策二、防治对策 （七七）高压富水溶洞高压富水溶洞1、 综合分析富水充填溶洞的储量、水压、连通性、充填物等特征，充分评估其对隧道施工和运营的危害程度。二、防治对策二、防治对策 （七七）高压富水溶洞高压富水溶洞2、优先采用释能降压工程措施降低施工风险。二、防治对策二、防治对策 释能降压（七

12、七）高压富水溶洞高压富水溶洞3、以水充填为主的，遵循“截、排”原则，维持原过水通道。隧道结构考虑水压力作用，采取加强型结构。二、防治对策二、防治对策 （七七）高压富水溶洞高压富水溶洞4、以流、固混合物充填的，排水对环境影响较小，遵循“排、堵”相结合的原则。隧道结构考虑溶洞充填物的土压力以及水压力，采用抗水压衬砌。设置稳固可靠的基础：桩基础、注浆、钢管桩、换填等。二、防治对策二、防治对策 （七七）高压富水溶洞高压富水溶洞5、以流固混合物充填的，排水对环境影响较大，遵循“以堵为主、限量排放”的原则。注浆现场二、防治对策二、防治对策 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析-五爪观隧道五爪观

13、隧道（一）五爪观隧道下穿暗河段五爪观隧道为两条单线隧道，左线长3531m，右线长3723m，为单面上坡，在线路左侧设置两处横洞；隧道全部穿越可溶岩地层，岩溶、岩溶水十分发育，施工中遇到的主要岩溶为进口下穿暗河段。 500 600 700 800O13sn宜昌O1O13sn万州线隧道线隧道坡长(m)坡度横洞横洞平面示意里 程三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析五爪观隧道五爪观隧道1、基本情况该暗河发育在隧道进口段，隧道直接从暗河岩溶大厅中穿越，大厅沿隧道方向长约80m，宽约50m，高60m，堆积体高约45m，常年流水，最大流量达10m3/s。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案

14、例分析五爪观隧道五爪观隧道1、基本情况该暗河发育在隧道进口段，隧道直接从暗河岩溶大厅中穿越，大厅沿隧道方向长约80m，宽约50m，高60m，堆积体高约45m，常年流水，最大流量达10m3/s。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析五爪观隧道五爪观隧道2、对策措施(1)遵循“筑渠疏导、注浆加固、加强支护”的原则进行处理。(2)横洞、清危防护、清渣、筑坝渠导流、注浆、开挖支护。 宜宜 昌昌万万 州州五爪观暗河大厅施工现场三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析五爪观隧道五爪观隧道 暗河处理平面图2、对策措施(3)横洞、清危防护、清渣、筑坝渠导流、注浆、开挖支护。 三、典型岩溶隧道

15、案例分析三、典型岩溶隧道案例分析五爪观隧道五爪观隧道 暗河处理典型横断面图2、对策措施(4)横洞、清危防护、清渣、筑坝渠导流、注浆、开挖支护。 暗河处理效果图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析五爪观隧道五爪观隧道2、对策措施(4)横洞、清危防护、清渣、筑坝渠导流、注浆、开挖支护。 1、地形地貌 （二）野三关隧道“+602”高压富水充填溶洞野三关隧道长13833m，为全线最长隧道，最大埋深684m，纵坡为人字坡，进口段为燕尾式连拱、小间距隧道，其余段为两条单线隧道，线间距30m。 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1、地形地貌 1、突水突泥情况(1

16、) 2007年8月5日发生大规模突水，并伴有大量泥沙、块石（最大粒径约2m）涌出，峰值总突水量约15.1万m3、突泥石量约5.35万m3。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道突泥、突石突水突泥摧毁铲车三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1、突水突泥情况(2) 突水点附近约200m洞身基本被突出的块石、泥沙充满，距突水点500m处淤积泥沙厚度约3m，最大雍水高度约7m。DK124+000DK130+038DK130+000DK126+548DK125+890 5-2四横三横导流洞斜井宜昌万州二横一横五横六横七横八横九横十横7689D

17、K125+839DK125+849迂回导坑5-1DK124+392突水位置DK126+018线隧道线隧道9-1DK125+635DK124+602+810DK124+706突水突泥平面示意图1、地形地貌 2、工程水文地质条件(1) “+602” 高压富水充填溶洞发育在两阻水层间的茅口、栖霞组灰岩中，纵向长37m，横向宽大于50m，高大于100m。“+602”高压富水溶洞平面示意图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道2、工程水文地质条件(2) 溶洞内充填灰岩块石、砂卵石、淤泥及水，块石最大粒径达2m。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关

18、隧道溶洞内的充填物1、地形地貌 2、工程水文地质条件(3) 该溶洞通过裂隙、管道与位于隧道以上220m的3号暗河连通，最大涌水量30104m3/h。 3号 暗 河 线 中 线 线 中 线野 三 关 斜 井“ +602” 溶 洞 野三关隧道地质平面图 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1、地形地貌 2、工程水文地质条件(4) 该溶洞通过裂隙、管道与位于隧道以上220m的3号暗河连通，最大涌水量30104m3/h。 地质剖面图 线正洞线正洞700m800m900m1000m1100m1400m1300m1200m3号暗河苦桃溪“+602”溶洞三、典型岩溶隧道案例分

19、析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1087S-D-CP1q+mPT苦桃溪暗河水洞坪水洞坪洼地补给管道层间充水带突水点里程12001000800高程（m）DK123P+000+200+400+600+800+000+000DK124+200+400+600+800DK125+200+400+6002c1d1T1d2w隧道暗河、突水点关系图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道2、工程水文地质条件(4) 该溶洞通过裂隙、管道与位于隧道以上220m的3号暗河连通，最大涌水量30104m3/h。 1、地形地貌 3、对策措施(1) 原则：按照“释能降压、注浆加固

20、、综合治理”的原则，在左线左侧设长5250m的排水洞、正洞拱顶以上设置高位排水支洞排水减压。(2) 措施：释能降压、注浆加固、加强支护、监测“602”高压富水溶洞处理平面图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1、地形地貌 3、对策措施(3) 释能降压：在排水洞、排水支洞、右线等部位进行释能降压。“602”高压富水溶洞处理平面图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1、地形地貌 3、对策措施(4) 在释能降压、确保安全的情况下，对溶洞充填物采取超前注浆加固。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道注浆现场1

21、、地形地貌 3、对策措施(5) 隧道结构采用加强型复合式衬砌。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1224964内轨顶面C35钢筋砼调整板303075791143953030线路中线隧道中线C35防水钢筋砼防水板（加土工布）C25网喷混凝土内轨顶面2530557579114375952530线路中线隧道中线C35防水钢筋砼防水板C25网喷混凝土C25网喷混凝土3、对策措施(6) 结构安全监测：共设置两个断面，监测项目包括水压力、初期支护与二次衬砌间接触压力、二次衬砌内力。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道3、对策措施(7) 视频

22、监控：在DK124+829横通道位置设置视频监控，随时掌握排水洞内水量、水质等情况，为及时运营维护提供依据。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析野三关隧道野三关隧道1、地形地貌 （三）云雾山隧道“+617”高压富水溶洞群云雾山隧道全长6640m，单面上坡，最大埋深800m，进口段为车站隧道，后过渡为两条单线隧道。隧道穿越白果坝背斜，区内发育白果坝暗河，大鱼泉、小鱼泉、恶水溪和洞湾管道流系统，岩溶十分发育。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道1、地形地貌 1、基本情况(1) 富水溶洞群在、线均有发育，溶洞相互连通，纵向长度20m60m，水压达0.84M

23、Pa。万 州宜 昌+523溶洞边界+535+543+637+658+574+634线正洞DK245线正洞DK245+680放水洞室放水孔迂回导坑排水洞排水洞排水洞排水洞三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道溶洞平面图1、地形地貌 1、基本情况(2) 在超前探测过程中，发生突水涌砂，淹没左线657m，右线1035m。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道超前探孔涌水情况1、地形地貌 1、基本情况(2) 在超前探测过程中，发生突水涌砂，淹没左线657m，右线1035m。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道超

24、前探孔涌出的泥砂1、地形地貌 2、对策措施(1) 在DK245+523掌子面实施释能降压。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道推测溶洞边界宜昌排至洞外DK245+526溶洞岩溶水DK245万 州+523+543+574+634线正洞线正洞爆破揭示迂回导坑释能降压平面示意图1、地形地貌 2、对策措施(1) 在DK245+523掌子面实施释能降压。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道释能降压后掌子面1、地形地貌 2、对策措施(1) 在DK245+523掌子面实施释能降压。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山

25、隧道释能降压后洞内大块石1、地形地貌 2、对策措施(2) 为确保长期运营安全，在线路右侧30m设长约2.5km的排水洞截排 “+617”溶洞群岩溶水。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道万 州宜 昌+523溶洞边界+535+543+637+658+574+634线正洞DK245线正洞DK245+680放水洞室放水孔迂回导坑排水洞排水洞排水洞排水洞1、地形地貌 2、对策措施(3) 隧道结构采用加强型复合式衬砌。 线路中线隧道中线内轨顶面C35钢筋砼模筑衬砌补强支护C20网喷混凝土线路中线隧道中线内轨顶面预埋90PVC注浆管左偏20左偏10左偏25右偏20右偏10右

26、偏25调整板仰拱填充预埋注浆管5m混凝土回填溶洞边界o=1000kPa排水洞线路中线隧道中线300排水管隧底加强板复合式衬砌断面 溶洞处理典型横断面 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道1、地形地貌 2、对策措施(4) 结构安全监控：共设置4个断面，监测项目包括水压力、初期支护与二次衬砌间接触压力、二次衬砌内力。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云雾山隧道云雾山隧道1、地形地貌 2、对策措施(5) 视频监控：在高位排水支洞内设置视频监控，随时监测排水洞内水量、水质变化情况，为运营维护提供依据。监控点三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析云

27、雾山隧道云雾山隧道1、地形地貌 （四）马鹿箐隧道“+978”高压富水充填溶洞马鹿箐隧道全长7879m，为两条单线隧道，最大埋深660m，纵坡为单面上坡。隧道地处鄂西深山峡谷的清江源头，穿越碳酸盐岩地区，岩溶强烈发育，并处在箐口暗河子系统中，水文地质条件十分复杂。 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道1、地形地貌 1、突水突泥情况(1) 2006年1月21日发生突水、突泥，半个小时内相继淹没正洞和平行导坑，造成突发工程地质灾害。 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道 平导突水1、地形地貌 1、突水突泥情况(1) 2006年1月21日

28、发生突水、突泥，半个小时内相继淹没正洞和平行导坑，造成突发工程地质灾害。 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道 突水录像三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道1、突水突泥情况(2) 总突水量约72104m3，洞内泥沙沉积总量约7万方，淹没出口工区3152m平导和2508m正洞。1、地形地貌 1、突水突泥情况(3) 在国内铁路行业首次采取地表深孔注浆封堵突水口的抢险救援方法。 深孔注浆封堵示意图地表深孔钻机三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道1、地形地貌 2、工程水文地质条件 （1） 该溶洞可探长度大于

29、400m，宽大于20m，高大于66m，充填饱水淤泥质粉质黏土夹碎石、块石及孤石，水压1.2MPa，最大涌水量达30104m3/h，溶洞横穿、线隧道，艰险程度和安全风险之大为隧道建设史罕见。 “+978”溶洞平面图 堆积物岩壁三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道2、工程水文地质条件（2）该高压富水溶洞位于鸟腊河、小马滩蝌蚂口暗河系统的径流区。老山石板沟蝌蚂口宜昌油竹跨岩湾凉风洞小马滩朱家槽道湾和尚鞍鸟腊河龙潭万州箐口油竹跨岩湾暗河鸟腊河凉风洞蝌蚂口暗河朱家槽和尚鞍管道流毛田箐口暗河暗河地表河流子分水岭铁路水流方向突水点与暗河示意图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩

30、溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道突水点示意图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道2、工程水文地质条件（2）该高压富水溶洞位于鸟腊河、小马滩蝌蚂口暗河系统的径流区。1、地形地貌 3、对策措施（1）遵循“释能降压、注浆加固、综合治理”的原则。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道1、地形地貌 3、对策措施（2）增设排水洞，实施释能降压，消除施工风险。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道1、地形地貌 3、对策措施（3）采取超前注浆预加固和大管棚预支护。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐

31、隧道马鹿箐隧道1、地形地貌 3、对策措施（3） 采取超前注浆预加固和大管棚预支护。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道3、对策措施（4）采取加强型衬砌结构，隧底采取桩基础。纵断面图加强型衬砌结构三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道3、对策措施溶洞处理效果图三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道3、对策措施（5）结构安全监控：共设置5个断面，监测项目包括水压力、初期支护与二次衬砌间接触压力、二次衬砌内力。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道3、对策措施（6）视频监控：在I

32、IDK255+865横通道和高位排水支洞内设置视频监控，随时监测排水洞内水量、水质变化情况，为运营维护提供依据。水流方向监控点1监控点2三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析马鹿箐隧道马鹿箐隧道枯水期雨季3、对策措施（6）视频监控：在IIDK255+865横通道和高位排水支洞内设置视频监控，随时监测排水洞内水量、水质变化情况，为运营维护提供依据。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道（五）齐岳山隧道“+629”高压富水溶洞齐岳山隧道全长10528m，纵坡为单面下坡，最大埋深670m，隧道

33、出口704m为双线车站隧道，其余为单线隧道，在线路左侧30m设置长10581m的贯通平导，中部设置长752m的有轨运输斜井一座。1、基本情况（1）在TSP203、超前长距离探孔等综合超前地质预测预报手段的基础上，通过开展排水试验、注浆试验，查明溶洞横向发育宽度大于60m,隧道中线位置纵向长度约9m,隧底以下7.1m。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道1、基本情况（2）溶洞以充水为主,底部沉积少量泥砂，实测水压力0.68MPa，最大涌水量达25万方/天。钻孔涌水情况三、典型岩溶隧道案例分析三、典

34、型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道1、基本情况（2）溶洞以充水为主,底部沉积少量泥砂，实测水压力0.68MPa，最大涌水量达25万方/天。典型溶洞横断面三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道2、对策措施（1） 遵循“排水减压、加强衬砌、综合治理”的原则。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道2、对策措施（2）在掌子面实施钻孔排水，降低了溶洞内水压力；增设排水支洞精确爆破揭示溶洞，进行释能降压，消除施工风险。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道2、对策措施（3）溶洞段衬砌结构按承受水压力进行设计，溶洞

35、段隧底采用“混凝土回填钢筋混凝土调整板”进行处理。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析齐岳山隧道齐岳山隧道2、对策措施（4）为避免运营期溶洞内蓄积高水头，隧底回填时预埋排水管引排岩溶水至平导排放。1、地形地貌 （六）龙麟宫隧道“+796”部分充填贫水溶洞龙麟宫隧道位于恩施市白果镇，为双线隧道，全长3421m，最大埋深328m，洞身穿越寒武系上统灰岩、白云质灰岩地层，标高位于垂直渗流带内，位于隧道下部100m深的龙麟宫风景区出水洞为区域最低排泄基准面。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道 600 700 800 900标高进口里程出口里程CCCC宜昌万

36、州出口1#溶洞EH-4低阻异常EH-4低阻异常EH-4低阻异常EH-4低阻异常EH-4低阻异常628.53788.42609.12DK229+093DK230DK231+514里 程+000+000+500+500DK232+000+901+443+336+6701000+835DK229+093DK232+5141、基本情况 （1）“+796”溶洞呈水平发育，纵向发育100m，横向发育150m，溶腔顶板在轨面以上1020m，溶腔底板在轨面以下1220m。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道R DK0+00050m隧道中线线线路中线线线路中线=DK231+670

37、R DK0+206.4=DK231+835R DK0+070.7=DK231+720R DK0+149.84=DK231+785迂回导坑中线45立柱支顶万 州宜 昌DK231+700溶腔边界45DK231+7969009001200120080080060060022立柱支顶22溶腔边界溶腔边界隧道中线线线路中线线线路中线1、基本情况（2）岩溶顶板岩层接近水平，发育软弱夹层，极不稳定。隧底以下局部为坍塌或沉积物，充填黏土夹碎石、块石土，黏土呈软塑状。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道1、地形地貌 2、对策措施（1）迂回绕行：设置迂回导坑为溶洞处理开辟工作面，同

38、时加快正洞的施工进度。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道R DK0+00050m隧道中线线线路中线线线路中线=DK231+670R DK0+206.4=DK231+835R DK0+070.7=DK231+720R DK0+149.84=DK231+785迂回导坑中线45立柱支顶万 州宜 昌DK231+700溶腔边界45DK231+7969009001200120080080060060022立柱支顶22溶腔边界溶腔边界隧道中线线线路中线线线路中线1、地形地貌 2、对策措施（2）溶洞壁整体性综合评价 三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧

39、道宫隧道 溶洞壁整体性综合分值为68，在60分值80内，表明龙麟宫溶洞局部可能发生坍塌，需对溶洞进行加固处理。控制要素因子编号权值龙麟宫溶洞权值控制要素因子编号权值龙麟宫溶洞权值岩溶顶板岩层单一的碳酸盐岩层11212岩溶形状高宽比31310碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层271高宽比31477厚层313高宽比1153中厚层488岩溶埋深大于5倍溶洞跨度1613薄层512倍5倍溶洞跨度1788水平612小于2倍溶洞跨度183倾角3078地下水发育区（大于2000 m3/d）19230倾角6092贫水（小于500 m3/d）211212节理发育101地震区域地震动峰值加速0.15 g221010节理较发育

40、1166地震动峰值加速0.15 g232节理不发育12101、地形地貌 2、对策措施（3）溶洞防护：分段清危、立柱支顶、缓冲层、锚喷防护三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道高聚物立柱支顶锚喷网防护溶腔边界注浆加固砼换填钢管桩加固轻质砖2、对策措施（3）溶洞防护：分段清危、立柱支顶、缓冲层、锚喷防护三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道锚喷网防护超前长管棚右侧挡墙溶腔边界宽张裂隙1、地形地貌 2、对策措施（3）溶洞防护：分段清危、立柱支顶、缓冲层、锚喷防护三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道溶腔边界复合

41、地基锚喷网防护砼垫层1、地形地貌 2、对策措施（4）隧道结构及基础处理：隧底采用路基填筑、钢管桩注浆加固、复合地基混凝土桩加固等。隧道结构采用双层框架结构、明洞式支撑结构等。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道1、地形地貌 2、对策措施（4）隧道结构及基础处理：隧底采用路基填筑、钢管桩注浆加固、复合地基混凝土桩加固等。隧道结构采用双层框架结构、明洞式支撑结构等。三、典型岩溶隧道案例分析三、典型岩溶隧道案例分析龙龙麟麟宫隧道宫隧道溶腔边界复合地基锚喷网防护砼垫层1、地形地貌 （一）施工地质工作1、 调查隧道地表河流、沟渠、水塘以及岩溶洼地、漏斗、暗河出水口等，掌握

42、区域地下水发育状况及岩溶发育水平和特征。四、体会四、体会深切河沟深切河沟地下暗河地下暗河鸟腊河峡谷鸟腊河峡谷暗河出口暗河出口暗河进口暗河进口消水洞消水洞岩溶洼地岩溶洼地四、体会四、体会1、地形地貌 （一）施工地质工作2、 应掌握超前地质钻孔的扭矩、水量、水质变化情况，据此分析岩溶发育的规模及富水状况。四、体会四、体会钻孔排水钻孔排水水量监测水量监测1、地形地貌 （一）施工地质工作3、 及时观测、记录区域降雨量，并建立其与洞内出水量的变化关系，响应规律，制定安全施工条件，规避雨季施工风险。四、体会四、体会1、地形地貌 （二）降低水压是高压富水溶洞安全施工的关键。根据溶洞发育规模、水压、储量、连通

43、关系等，确定排水降压的方案。包括：钻孔的位置、数量，排水洞的标高、大小以及施工时机。四、体会四、体会钻孔排水钻孔排水1、地形地貌 （三）在低水压条件下，注浆加固的效果和超前支护的水平是安全施工的保障。四、体会四、体会1、地形地貌 （四）隧道衬砌结构应充分考虑软弱地质、不均匀地质、水压力的影响。高压富水溶洞地段应进行水位、支护结构受力的监测工作。四、体会四、体会1、地形地貌 （五）高压富水溶洞地段隧道施工，应设置安全预警逃生系统。由声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志、应急照明、逃生装备、应急排水系统六部分组成。并应根据隧道风险特点安装部分或全部的防灾报警设备，专人管理，根据施工进展动态调整逃生路线并演练。四、体会四、体会（六）对于隧道顺坡施工与反坡施工风险的分析。四、体会四、体会大型泵站大型泵站抽排水现场抽排水现场谢 谢！