岩溶高风险隧道安全施工技术

1、岩溶高风险隧道安全施工技术铁道部宜万铁路建设指挥部二九年五月1 1.宜万铁路工程概况2.岩溶分类 3.岩溶治理技术及工程案例4.岩溶高风险隧道专项设计5.“释能降压法”治理高压富水充填溶腔新技术6.岩溶隧道施工风险管理2 我国岩溶地质、地貌集中分布于云、贵、川三省及两广、两湖部分地区，随着国民经济发展需要，西部大开发战略的实施，上述地区基础设施建设力度进一步加大，近期贵广、渝利、兰渝、成兰、沪昆、新南昆铁路等工程陆续开工建设，需要处理大量由于岩溶地质引起的工程问题，特别是岩溶隧道工程问题。3 由于铁路设计标准的提高，受线路纵坡、曲线半径限制，不可避免地出现长大、深埋型岩溶隧道。同时，受勘察技术

2、手段、勘察周期的限制以及岩溶发育本身的无规律性，很难在勘察设计阶段完全查清隧道通过地段具体的岩溶形态，在隧道建设过程中遭遇不同形态体量、不同危害的岩溶概率极高，因此修建岩溶隧道如何规避施工风险，保证施工及运营安全极为重要。41.宜万铁路工程概况及进展 宜万铁路东起宜昌，西至万州，全长377km 。宜昌至土城约30km为长江中下游平原构造侵蚀丘陵区。土城至齐岳山约300km为清江与长江分水岭靠北侧地带，属构造溶蚀侵蚀中低山区，岩溶极其发育。齐岳山至万州约50km为川东红层构造侵蚀、剥蚀中低山区。 5 宜万铁路共有隧道159座，其中：八字岭、野三关、大支坪、云雾山、马鹿箐、齐岳山和别岩槽被称为宜万

3、铁路八座级风险隧道。目前，除齐岳山隧道外，全线其它隧道均已贯通。1.宜万铁路工程概况及进展62.岩溶分类 以宜万线为例，所揭示的900余处岩溶及岩溶水，岩溶发育千奇百怪、复杂多变，无规律性，但也有其内在的类型特征。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。72、岩溶分类洞穴型82、岩溶分类无充填大型干溶洞92.岩溶分类 龙麟宫隧道DK231+796半充填大型溶洞2006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。半充填大型干溶洞102.

4、岩溶分类充填块石土型112.岩溶分类充填粉细砂型122.岩溶分类充填泥水型132.岩溶分类充填清水型142.岩溶分类隧道与暗河正交型152.岩溶分类高压富水型齐岳山隧道出口F11断层超前探孔涌水录像163.岩溶治理技术及工程案例3.1 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：大、小管棚方案、注浆加固（帷幕、周边）+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、弹性地基板梁方案岩溶水治理：注浆堵水方案（帷幕、周

5、边）、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案、绕避方案17加固方法适用范围溶洞位于拱部回填溶洞向拱顶以上发育规模较小，无水（少水）的空腔、半充填型溶洞护拱溶洞向拱顶以上发育规模较小或溶洞尽管向上发育较高但宽度很窄喷锚网防护溶洞纵、横向发育范围较广，溶洞顶板稳定性较好立柱支顶溶洞纵、横向发育范围均较广，溶洞顶板发育在隧道拱顶以上10m以内拱罩防护溶洞纵、横向发育范围均较广，溶洞顶板发育在隧道拱顶以上10m以上，顶板整体稳定性较好，仅存在小块落石的可能，且清除危石难度较大溶洞地段隧道加固参考表（一）3.岩溶治理技术及工程案例18加固方法适用范围溶洞位于底部回填发育在隧底附近的小型空腔或半充填溶洞注浆（钢管

6、桩）隧底10m15m的溶洞充填物，通过注浆或钢管桩注浆形成具有足够承载力的注浆改良复合地基板（梁）跨越发育至隧底以下深度较大的充填型溶洞，充填物具有一定的密实度及承载力，但均匀性较差，通过板（梁）调整地基的整体均匀性，控制差异沉降拱桥跨越发育至隧底以下深度较大且纵向发育范围有限的空腔桩基承台（托梁）发育至隧底以下深度较大的空腔、溶洞充填物承载力很低，注浆效果难以保证的充填型溶洞、不易封堵的过水通道路基填筑发育至隧底以下深度较大的空腔，纵横向发育规模较大，通过复合地基及隧道内预留沉降空间解决工后沉降问题溶洞地段隧道加固参考表（二）3.岩溶治理技术及工程案例19加固方法适用范围溶洞位于侧部护墙防护

7、侵入隧道开挖轮廓线范围有限的溶洞护墙支顶溶洞发育范围较宽广，溶洞侵入隧道范围较大或横穿隧道溶洞地段隧道加固参考表（三）3.岩溶治理技术及工程案例203.2 工程实例：洞穴型、管道型岩溶对策：回填方案3.岩溶治理技术及工程案例案例2004年10月3日，八字岭隧道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。 21充填无水型岩溶对策：注浆加固+大管棚方案注浆加固+大管棚方案3.岩溶治理技术及工程案例223.岩溶治理技术及工程案例案例 2005年10月15日，云雾山隧道开挖揭示DK247+562特大型充填块石土岩

8、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。 23注浆前注浆后注浆加固3.岩溶治理技术及工程案例24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。3.岩溶治理技术及工程案例案例 2005年8月11日，野三关隧道进口开挖揭示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43

9、m3/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。 253.岩溶治理技术及工程案例案例 2005年3月29日，王家岭隧道开挖到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。26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3.岩溶治理技术及工程案例案例 2005年6月20日，

10、长鹰坝2#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。273.岩溶治理技术及工程案例实例高坪1#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。28案例 2005年4月23日，鲁竹坝2#隧道开挖到DK204+610处揭示大型半充填型干溶洞，溶洞纵向长125m。DK204+610+654段发育1#溶腔，左侧最宽41m，右侧最宽21.6m，轨面

11、以上15m，轨面以下约010m；DK204+677+735段发育2#溶腔，左侧最宽6.3m，右侧最宽20.5m，轨面以上12m，轨面以下左墙脚下011m；DK204+654+677段为1#、2#溶腔连接通道，通道宽413m，高1.54m。针对该岩溶，基础采取“桩基+承台”方案。 3.岩溶治理技术及工程案例293.岩溶治理技术及工程案例1#溶腔采用桩基承台1#、2#溶腔间隧底注浆加固，边墙挡护 303.岩溶治理技术及工程案例案例 2005年6月4日，龙麟宫隧道出口施工到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

12、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。 313.岩溶治理技术及工程案例隧道位置323.岩溶治理技术及工程案例案例 2006年1月2日，下村坝隧道施工至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

13、部溶腔，采用C40混凝土回填。 33对岩溶地下水的对策：注浆堵水方案（帷幕、周边）、泄水洞方案、堆积体加固方案、绕行方案3.岩溶治理技术及工程案例序号治理方案适用范围1注浆堵水方案充填型贫水溶洞、富水裂隙带、低压富水充填型溶洞、断层等2泄水洞方案大型高压富水溶洞、高压富水溶槽等3堆积体加固堵水方案大型堆积体、暗河大厅堆积物4释能降压大型高压富水溶洞5绕避方案边界明确的溶洞及溶槽34案例齐岳山隧道施工进行超前水平钻探，探孔深度38m，单孔最大涌水量700m3/h，水压力3.1MPa。针对该地下水，采取“注浆堵水”方案。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、绕行方案注浆堵水

14、方案3.岩溶治理技术及工程案例35齐岳山隧道出口PDK366+195高压水录像3.岩溶治理技术及工程案例363.岩溶治理技术及工程案例37案例 地形地质条件允许、对环境没有影响时优先采用泄水洞方案。泄水洞方案3.岩溶治理技术及工程案例38暗河堆积体加固堵水方案实例五爪观隧道与五爪观暗河正交,暗河最大流量36000方/小时。暗河岩溶大厅横向宽约120m，纵向长60米，高30米，巨块状崩塌块石充填。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。根据该岩溶暗河特点，采取“堆积体加固堵水，分段抬升暗河”方案，总体处理顺序为：清除堆积物施做大里程端底

15、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。 3.岩溶治理技术及工程案例393.岩溶治理技术及工程案例40五爪观隧道暗河堆积体注浆及开挖效果3.岩溶治理技术及工程案例41绕行方案案例齐岳山隧道进口平导施工至PDK364+005时，探遇大规模高压动水充填粉细砂层溶洞。针对反坡、平导的功能特点，采取“绕行”方案。绕行后顺利通过。 节约时间、节省投资，不影响辅助导坑的使用功能。3.岩溶治理技术及工程案例424.岩溶高风险隧道专项设计 马鹿箐隧道2006年“1.21”突水突泥后，对宜万线可能发生突水、突泥灾害的隧道进行系统排查，针对加强安全

16、设计、反坡隧道施工、安全施工管理等问题进行了专题研究。根据每座隧道的工程地质、水文地质条件，发生突涌水突泥的几率、规模、危害程度等，确定其风险等级。野三关、马鹿箐等8座长大隧道岩溶发育、暗河众多、地下水丰富，个别工区为反坡施工，施工中极有可能发生大规模突水突泥的地质灾害，风险等级为一级。堰湾一号、堰湾二号、景阳坪等26座岩溶隧道施工中可能出现局部突水、突泥或大型溶腔，风险等级为二级。其余岩溶隧道为一般风险隧道。434.岩溶高风险隧道专项设计4.1 岩溶高风险隧道专项设计目的及主要内容 一级风险隧道专项设计包括水文监测、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专项设计。 水文监测专项

17、设计主要是系统的进行隧道水文地质监测，为水文地质评价和风险源的防灾预警提供水文地质方面的依据，完善并强化隧道洞内外水文地质监测，并纳入超前预报资料的综合分析。主要包括降雨量、涌水量、水压、水位4个方面的内容。 复杂岩溶隧道施工防灾报警系统设计，其主要目的是针对复杂岩溶隧道施工期间可能发生的突水突泥、塌方等意外事故，通过系统的实施，使施工人员获得更多的逃生或自救的时间，将人员伤亡和财产损失减少到最低程度。系统的主要内容包括声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志、应急照明、逃生设备、应急排水等六个部分。 隧道结构安全性监测主要是针对不同的高压涌突水地段，采取了特殊的工程处理措施，采用了多

18、种新型隧道结构型式，为了及时分析掌握这些复杂新型隧道结构，需要对隧道围岩及支护结构受力变化状况进行监测，从而对隧道结构安全性状况做出评估，为隧道的施工处理和运营维护提供依据。444.岩溶高风险隧道专项设计4.2 水文监测系统专项设计水文监测包括降雨量、涌水量、水压力、地表水位四个方面。 （1）降雨量监测：根据水文分析，对隧道涌水点相关的地表区域进行降雨量监测。降雨量监测采用“SRY-1雨量记录仪”进行降雨量自动记录。降雨量监测中要求配备辅助电源，避免停电影响降雨量的数据采集。如采用人工观测，遇大雨、暴雨、暴雪等天气时，需人工记录其发生时间、持续时间、降雨量、降雪量等。 （2）涌水量监测 对超前

19、钻孔、重要出水点、集中汇水点、重要井泉等均进行水量监测，主要采用人工监测及自动监测相结合的监测方法进行涌水量监测。 人工监测：水量较小时采用量桶法量测，水量较大时应集水归槽后采用堰测法量测。 自动监测：在集中汇水点设置“SONTEK Argonaut SW多普勒流速测量仪” 24小时不间断进行流量自动监测。454.岩溶高风险隧道专项设计4.2 水文监测系统专项设计 （3）水压力监测 对超前钻孔、溶腔布置水压监测孔，进行水压监测。水压监测孔需设置孔口管、安装法兰盘、Q型管、空气室及压力表，孔内需设置软式透水管等。 （4）深孔水位监测 采用Level TROLL 300或Level TROLL 7

20、00深孔液压测量仪，对地表重要深孔孔内水位进行自动长期连续观测。 464.岩溶高风险隧道专项设计 4.2 水文监测系统专项设计 涌水量和水压力是导致突水突泥的两个重要因素，因此，针对隧道总出水量（或突水突泥点）建立“降雨量-涌水量-水压力”水文观测及分析模型，进而确定安全作业进洞条件，并通过水文观测数据的分析，为溶腔处理提供基础决策依据。474.岩溶高风险隧道专项设计 4.2 水文监测系统专项设计 齐岳山隧道进口（反坡）安全施工等级管理安全等级降雨量d/mm洞内涌水量/(m3/h)安全状态施工措施一d152000正常日常措施，正常施工二15d203000警戒加强观测，做好洞内外沟通，正常施工三

21、20d254500警戒领导值班四25d306000警戒掌子面停工五30d7500应急撤离机具人员484.岩溶高风险隧道专项设计 4.2 水文监测系统专项设计马鹿箐隧道进口（顺坡）泄水洞安全施工等级管理安全等级降雨量d/mm水压力/MPa泄水洞排水量/(m3/h)安全状态施工措施一100.11000正常日常措施，正常施工二10200.152500警戒加强观测，做好洞内外沟通，正常施工三200.153000应急掌子面停工，人员全部撤离494.岩溶高风险隧道专项设计4.3 施工防灾报警系统设计 建立风险隧道防灾报警系统，并根据不同隧道的特点，规划合理的逃生路线，设置标示和应急照明，加强演习。504.

22、岩溶高风险隧道专项设计4.3 施工防灾报警系统设计规划合理的逃生路线。514.岩溶高风险隧道专项设计4.3 施工防灾报警系统设计规划合理的逃生路线。524.岩溶高风险隧道专项设计4.4 结构安全性监测 监测的主要内容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。 长期监测断面测点布置图 534.岩溶高风险隧道专项设计4.4 结构安全性监测 对监测点的变化量、变化速率及累计变化量设置控制值与警戒值只要有监测异常发生，系统就会进行个性

23、化的报警提示，同时能够在网络地图上清晰地表现各工点、各测点的预警情况。545.1 隧道施工中遭遇的高压富水充填溶腔突水突泥突石实例 （1）野三关隧道“602溶腔”突水突泥突石：2007年8月5日，野三关隧道出口线施工到DK124+602，遭遇突水突石灾害，瞬间最大涌水量达15万方/小时，突水持续1小时后稳定为1万方/小时。伴随突水突石，多台机械设备被冲走、扭曲解体。事后进洞观察，突石满洞堆积长度约400m，事故造成巨大经济损失和人员伤亡。5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术55 （2）大支坪隧道“990溶腔”突水突泥：2006年7月26日，大支坪隧道平导开挖至PDK132+930突发大规模

24、突水涌砂，涌砂量约300方。9月4日，向前开挖到+960时又发生大规模突水，瞬时涌水量达1500方/小时。9月29日，向前开挖到+990时再次发生突水突泥，瞬时涌水量达5000方/小时。2008年4月30日，DK132+913经注浆后进行开挖，开挖时发生突水涌砂，涌砂量约4000方。4-30突水涌砂录像5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术56 （3）云雾山隧道“617、526溶腔”突水涌砂：2008年7月21日，隧道出口DK245+645超前探孔时发生突水涌砂，瞬间涌水量达780方/小时，涌砂约1000方，涌水造成线淹井1035m、线淹井710m。8月26日完成抽水及清砂。9月6日，10#

25、横通道超前探孔时又发生突水涌砂，再次造成淹井。08年10月12日，隧道进口线遭遇DK245+526溶腔，溶腔内充填泥砂，探测期间突出泥砂约250方，涌水量约为90方/小时。云雾山隧道DK245+617溶腔突水突泥后进洞观察照片5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术57 （4）马鹿箐隧道“978溶腔”突水突泥：2006年1月21日，马鹿箐隧道出口平导反坡施工到PDK255+978时，发生突水突泥。平导施工人员立即逃生。突水经横通道反灌正洞，使正洞作业人员遇难。突水时最大涌水量为30万方/小时，持续7小时后，涌水量稳定为300方/小时。马鹿箐隧道1-21突水突泥录像5.释能降压法治理高压富水充填

26、溶腔新技术585.2 研究新技术的必要性 宜万铁路突水突泥突石夺走了多名职工的生命，造成了巨大的经济损失，同时，也对宜万铁路正常施工造成影响，令人心痛。痛定思痛，突水突泥突石的根源是没有一套成熟的、行之有效的，确保高压富水充填溶腔安全施工的技术手段。因此，如何掌握高压富水充填溶腔突水突泥规律，顺其自然，规避灾害，研究安全可靠、经济适用的治理技术是参建各方需要共同研究的十分重要的课题。5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术595.3 “释能降压法”概念、内容、 施工方针及施作步骤（1）概念：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

27、土压力，之后通过配套处治措施完成溶腔治理。（2）主要内容（七项）：溶腔特征分析、临近界面锁定、相邻洞室分隔、排水规划、精确爆破设计、预警预报监控、配套措施实施。（3）二十四字施工方针：探介质、锁边界、选时机、精爆破、严监控、畅排放、细处理、勤检查 。5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术60（4）四个施作步骤： 查找溶腔阶段 锁定溶腔阶段 打开溶腔阶段 处治溶腔阶段“释能降压法”施作程序5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术61“释能降压法”八项专项安全设计（5）八项专项安全设计5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术62（）查找溶腔阶段 超前地质预测预报：宜万铁路建设初期，对岩溶隧道高风

28、险采取地质素描、TSP、地质雷达、红外探水、超前钻探五种方法。实践证明：地质素描和TSP起到了一定的宏观预报作用，但地质雷达和红外探水对岩溶水难以起到定量分析作用，而超前钻探预报准确率几乎达到100%。因此，后期采取“地质素描、TSP先行，以钻孔为主”进行岩溶及岩溶水超前预测预报。 溶腔特征分析：处理高压富水充填溶腔，必须对溶腔充填物、水压力、水量和纵向发育长度进行确定，对溶腔型态、规模和水源进行分析与判断，为释能降压做好专项地质分析工作。 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术63（）锁定溶腔阶段 锁定溶腔是释能降压的关键，它对溶腔精确爆破起到决定性作用。5.释能降压法治理高压富水充填溶腔

29、新技术64（）打开溶腔阶段5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术云雾山“526溶腔”完全释放 大支坪“990溶腔”水释放、介质未释放 云雾山“617溶腔”水释放、介质部分释放 65（）处治溶腔阶段5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术66 结构处治（1）基底处理：原则上，基底发育深度不超过2m时，采取混凝土换填；超过2m时，根据纵向规模采用桩基承台或板跨等方案。（2）永久泄水洞导排：为确保运营安全，设置永久泄水洞对高压岩溶水进行导排。（3）结构加强：对高压富水充填溶腔段，衬砌结构应加强。（4）结构长期监测：为全面掌握高压富水充填溶腔施工及运营过程受力状况，进行结构长期监测。项目有：水压力、

30、注浆加固圈稳定性、围岩与初支接触压力、初支内力、初支与二衬间接触压力、二衬内力、基底沉降以及注浆加固圈渗水量共8项。 4.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术 长期监测断面测点布置图 长期监测断面测点布置图 67 5.4 释能降压法治理工程实例 云雾山隧道“526、617溶腔” （1）溶腔探测：云雾山隧道发生两次突水涌砂淹井后，对掌子面进行封闭，经探测，“617溶腔”纵向长45m（DK245+579+624）。“526溶腔”经探测，纵向长21m（DK245+526+547），发育高度超过隧道5m。 云雾山隧道“617、526溶腔”发育型态图 617溶腔探孔出水照片 5.释能降压法治理高压富水充

31、填溶腔新技术68（2）溶腔特征分析充填介质特征：对钻孔涌砂取样筛分，筛分表明，溶腔充填物为中砂。针对高压富水中砂地层，采用普通水泥注浆，很难达到满意的注浆堵水效果，既使采用超细水泥注浆，技术要求很高，注浆堵水难度很大。 云雾山隧道“526溶腔”涌出砂的筛分曲线 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术69溶腔放水试验： 在10#横通道利用探孔进行放水试验。试验时，3#、5#孔通过钢管将水引排至消水洞，1#孔通过泵站抽水至消水洞。试验自08年9月26日到10月7日，共12天。 云雾山隧道“617溶腔”放水试验位置图 云雾山隧道“617溶腔”放水试验布置示意图 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新

32、技术70 分析试验数据，可以得出以下结论：钻孔排水与地表降雨有响应关系，降雨1天内钻孔水量变大，但充填介质经常堵塞钻孔，影响排水。水压力未超过0.8MPa，水压力与地表降雨有响应关系。钻孔排水对水压力影响不大，通过钻孔很难短时间将水压力降低。 云雾山隧道“617溶腔”放水数据分析图 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术71溶腔水文特征：溶腔段位于背斜核部，溶腔水主要为地表岩溶洼地汇水，暗河系统对溶腔不形成水力补给。 “526、617溶腔”水文地质图 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术72（3）专项安全设计与实施：洞内相邻洞室分隔：释能降压前对洞内相邻洞室进行封堵分隔。洞内排水线路规划

33、：释能降压时，水和充填介质沿线顺排，经横通道出洞。“526溶腔”释能降压洞内相邻洞室分隔及排水线路 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术73洞外排水系统专项设计：洞外排水线路系统设计如图 洞外排水线路系统专项设计 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术74安全监控系统专项设计：在洞口调度室设置监控站，各主要观测点设观测探头，采取视频监控洞内外各主要风险点的动态情况，迅速作出反应。洞外警戒系统专项设计：设定警戒范围，进行泄水期间交通管制。水文监控系统专项设计：在5#横通道设水位观测点，在山顶台地设降雨观测点，在洞湾暗河设流量观测点，在横洞口设水量观测点。安全进洞专项设计：通过监控系统，确定

34、泄水情况，以此制定安全进洞专项设计。进洞观察安全线路专项设计：经6#横通道进洞观察，遇到险情时，经6#横通道进入线掌子面。5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术75（4）锁定溶腔边界：爆破前对溶腔边界准确锁定。将溶腔划分为四个区域。 区岩盘厚度小于2.5m， 区岩盘厚度为2.54.5m， 区岩盘厚度为4.59m， 区岩盘厚度大于9m。因此，爆破设计必须打开溶腔区和区。“526溶腔”边界锁定图 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术76（5）精确爆破： 为确保爆破一次成功，对下部岩盘厚度较厚位置施工导洞以形成临空面。根据掌子面岩盘厚度锁定，分区设计炮眼深度。“526溶腔”精确爆破炮眼深度布置

35、图 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术77“526溶腔” 精确爆破专项设计 精确爆破专项设计参数：掏槽方式：斜眼掏槽周边眼间距：60cm抵抗线：63cm炮眼深度：距溶腔3040cm精确控制炮眼数量：127个炮眼密度：2个/平方米单位用药量：2.28kg/方 起爆顺序：掏槽眼掘进眼二圈眼（底板眼）周边眼5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术78（6）释能降压 08年11月25日10时准时实施精确爆破，对“526溶腔”释能降压。 “526溶腔” 释能降压泄水录像5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术79（7）释能降压成果526溶腔”释能降压成果：释能降压后进洞观察，溶腔内充填介质完全释放

36、，水由拱顶岩溶管道流出，掌子面为岩溶大厅。 “526溶腔”释能降压照片 “526溶腔”释能降压水痕照片 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术80621爆破涌水涌泥录像81“617溶腔”释能降压成果：“526溶腔”释能降压时，对“617溶腔”进行水压监控，随着“526溶腔”释能降压，“617溶腔”水压力也降为0，因此，“526”与“617”属同一水源溶腔。“526溶腔”释能降压也彻底解决了“617溶腔”处理难题。 “617溶腔”水压力监测曲线 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术82洞外洞湾暗河水文观测成果：释能降压前后对洞湾暗河流量进行观测，无任何变化，因此，释能降压主要是释放溶腔大厅

37、静储量，它不会对地表产生影响。 2008年11月23日2008年11月25日 2008年11月26日 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术83“617线溶腔”：“617线溶腔”在“526溶腔”释能降压后处于无水状态。对溶腔采取清方置换，按三台阶开挖。目前溶腔已贯通。 “617线溶腔”清方 “617线溶腔”清方后回填置换 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术84“526、617组合溶腔”处理示意图 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术855.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术602溶腔示意图 86野三关隧道“602溶腔” 泄水支洞溶腔释能降压工程案例录像5.释能降压法治理高压富水充

38、填溶腔新技术875.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术587掌子面涌出的块石及巨石88释能降压后溶腔处治：泄水支洞释能降压后，正洞处于0水压。对溶腔进行清方置换。目前，溶腔已贯通。 “602溶腔”回填置换 “602溶腔”贯通“602溶腔”清方 5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术895.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术602溶腔处理示意图 90马鹿箐隧道“978溶腔”平面示意图5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术91马鹿箐隧道“978溶腔” 泄水洞溶腔释能降压工程案例录像5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术92马鹿箐隧道“978溶腔”大厅5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术93马鹿箐隧道“978溶腔”结构处理5.释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术9