岩溶隧道施工技术与风险管理课程

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正交型岩溶分类高压富水型岩溶隧道施工工技术与工程程实例岩溶及岩溶水水治理基本对对策根据岩溶分类类，针对不同同类型岩溶，，制定基本处处治对策。①①洞穴型、、管道型岩溶溶：回填方案②充填型岩溶溶：注浆加固+大管棚方案③过水型岩溶溶：引排方案④大型干溶洞洞（主要针对对基底处理））：托梁+板跨方案、型型钢混凝土+板跨方案、钢钢管群桩方案案、桩基+承台方案、路路基填筑方案案、梁跨方案案⑤岩溶水治理理：注浆堵水方案案、泄水洞方方案、堆积体体加固堵水方方案、绕避方方案、释能降降压方案岩溶隧道施工工技术与工程程实例工程实例：①①洞穴型、管管道型岩溶对对策：回填方案[案例]2004年10月3日，某隧道DK108+865处揭示岩溶洞洞穴，直径约约3m。针对该岩溶溶洞穴，采用I18钢架C20砼护拱，外设设干砌片石缓缓冲层。溶洞洞内预埋竖向向排水盲管。。岩溶隧道施工工技术与工程程实例②充填无水型型岩溶对策：：周边注浆加固固+大管棚方案注浆加固+大管棚方案标标准模式图岩溶隧道施工工技术与工程程实例[案例]2005年10月15日，某隧道开开挖揭示DK247+562特大型充填块块石土岩溶，，岩溶纵向发发育Ⅰ线为DK247+563～+445(长118m)，Ⅱ线为ⅡDK247+573～+435(长138m)，溶腔向线线左发育，，宽约60m，基底以下下局部深度度超过80米。对该溶溶腔采取“超前注浆+大管棚”方案处理后后通过。岩溶隧道施施工技术与与工程实例例帷幕注浆、、管棚布孔孔图帷幕注浆施施工岩溶隧道施施工技术与与工程实例例马鹿箐隧道道注浆管棚棚法施工马鹿箐隧道道三台阶法法开挖岩溶隧道施施工技术与与工程实例例③过水型岩岩溶对策：：引排方案针对过水型型岩溶，原原则上引排排维持既有有通道方案案处治，不不得随意对对岩溶管道道堵塞，以以免形成水水害。[案例]2005年8月11日，某隧道道进口开挖挖揭示DK119+512隧底发育过过水型岩溶溶，右侧为为岩溶大厅厅。岩溶为为两头窄的的芒果状，，最宽处约约18.3m，岩溶水流流自左向右右流入大厅厅消水洞，，旱季水流流量为43m3/h。针对该岩岩溶：清除除大厅内堆堆积体，锚锚网喷防护护，隧道基基底采用“托梁梁+钢筋筋砼砼板板”跨越越，，隧隧道道结结构构加加强强。。岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例[案例例]2005年3月29日，，某某隧隧道道开开挖挖到到DK61+473，超超前前探探测测表表明明前前方方为为正正交交型型过过水水岩岩溶溶管管道道，，经经放放水水试试验验，，最最大大流流水水量量为为540m3/h。后后爆爆破破开开挖挖，，发发现现管管道道由由左左拱拱腰腰向向右右拱拱脚脚发发育育。。入入水水口口直直径径分分别别为为1.5m和0.7m，出出水水口口直直径径为为1.5m。针针对对该该岩岩溶溶，，采采用用φ600mm波纹纹管管引引排排、、浆浆砌砌片片石石回回填填、、隧隧道道结结构构加加强强。。岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例④大大型型干干溶溶洞洞：：托梁梁+板跨跨方方案案、、型型钢钢混混凝凝土土+板跨跨方方案案、、钢钢管管群群桩桩方方案案、、桩桩基基+承台台方方案案、、填填筑筑路路基基方方案案、、梁梁跨跨方方案案[案例例]2005年6月20日，，某某隧隧道道开开挖挖到到DK240+890处，，隧隧道道左左边边墙墙发发育育一一横横向向溶溶槽槽，，宽宽6m，纵纵向向长长20m，向向下下深深不不见见底底。。针针对对该该岩岩溶溶，，基基底底采采取取“型钢钢混混凝凝土土+板跨跨”方案案、、隧隧道道结结构构加加强强。。型钢钢混混凝凝土土+板跨跨岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例[实例例]某隧隧道道开开挖挖到到DK139+598时，，揭揭示示出出一一条条斜斜穿穿隧隧道道的的干干溶溶洞洞。。溶溶洞洞自自左左上上向向右右下下发发育育，，横横向向宽宽30m，纵纵向向长长9m，向向上上高高20m，向向下下深深6.5m。针针对对该该岩岩溶溶，，基基底底采采“钢管管群群桩桩注注浆浆加加固固”方案案、、隧隧道道结结构构加加强强。。钢管管群群桩桩注注浆浆加加固固岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例[案例例]2009年9月23日，，马马鹿鹿箐箐隧隧道道开开挖挖到到DK255+978处揭揭示示大大型型半半充充填填型型溶溶洞洞，，溶溶洞洞纵纵向向长长15-15m，轨轨面面以以上上45m，轨轨面面以以下下左左墙墙脚脚下下0～10m。针针对对该该岩岩溶溶，，基基础础采采取取“桩基基+承台台”方案案。。桩基基+承台台岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例+978溶腔腔I线溶溶段段段段隧隧底底处处理理剖剖面面图图I线溶溶腔腔段段桩桩基基施施工工岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例[案例例]2005年6月4日，，某某隧隧道道出出口口施施工工到到DK232+467时，，揭揭示示DK232+467～+397特大大型型溶溶洞洞。。溶溶洞洞纵纵向向长长约约70m，横横向向宽宽约约50m，深深约约80m，基基底底为为堆堆积积体体。。受受施施工工爆爆破破影影响响，，6月19日18:48顶部部覆覆层层坍坍塌塌。。该该岩岩溶溶基基底底采采取取“路基基填填筑筑、、注注浆浆加加固固”方案案。。路基基填填筑筑+注浆浆加加固固岩溶溶隧隧道道施施工工技技术术与与工工程程实实例例[案例例]2006年1月2日，，某某隧隧道道施施工工至至DK237+091处，，揭揭示示一一溶溶腔腔，，该该溶溶腔腔沿沿线线路路纵纵向向发发育育30m，拱拱顶顶以以上上发发育育20～30m，隧隧底底以以下下发发育育10～20m。溶溶腔腔横横穿穿隧隧道道，，发发育育至至隧隧道道左左侧侧边边墙墙外外28m，隧隧道道右右侧侧边边墙墙外外约约22m斜向向下下发发育育一一落落水水洞洞，，落落水水洞洞深深度度未未知知。。针针对对该该隧隧道道基基底底，，采采取取“拱跨跨”方案案。。采采用用1-22.5m实腹式式拱跨跨结构构，拱拱圈为为半径径18.75m的钢筋筋混凝凝土圆圆弧板板拱，，矢高高3.75m，矢跨跨比1:6。拱桥桥拱圈圈及拱拱座上上回填填C15混凝土土形成成桥面面。对对局部部溶腔腔，采采用C40混凝土土回填填。拱跨方方案岩溶隧隧道施施工技技术与与工程程实例例溶洞处处理纵纵断面面溶洞处理典典型横断面面清危石→喷喷锚网防护护→拱罩下下拱跨→拱拱罩结构→→隧底拱跨跨→隧道结结构施工顺序：：岩溶隧道施施工技术与与工程实例例⑤对岩溶地下下水的对策策：注浆堵水方方案泄水洞方案案堆积体加固固方案绕行方案释能降压方方案岩溶隧道施施工技术与与工程实例例序号治理方案优点缺点适用范围1注浆堵水方案加固围岩、控制排放、对环境影响小高压、动水条件下注浆不易控制充填型贫水溶洞、富水裂隙带、低压富水充填型溶洞、断层等2泄水洞方案降低水压、隧道结构安全性好对环境可能造成一定影响大型高压富水溶洞、高压富水溶槽等3堆积体加固堵水方案改善围岩条件、提高围岩抗渗性动水条件下注浆不易控制大型堆积体、暗河大厅堆积物4释能降压风险可控、安全性好、经济效益好对溶洞具体边界及补给条件的确定存在困难大型高压富水溶洞5绕避方案降低处理难度、对环境影响几乎没有影响大型溶洞不易绕避；绕避过程中可能会揭示新的不良地质边界明确的溶洞及溶槽岩溶隧道施施工技术与与工程实例例泄水洞方案案横向过水通通道设计岩溶隧道施施工技术与与工程实例例泄水洞方案案型排水支洞洞、钻孔泄泄水示意图图岩溶隧道施施工技术与与工程实例例堆积体加固固堵水方案案[实例]五爪观隧道道DK49+274～DK49+345段与五爪观观暗河正交交,暗河最大流流量36000万方/小时。暗河河岩溶大厅横向向宽约120m，为巨块状状崩塌块石石充填。该该段路肩设设计标高约约542m，堆积体顶顶部标高约约582m，岩溶大厅厅顶板最高高处标高约约600m。暗河岩溶溶大厅堆积积体上部为为巨块状崩崩塌块石，，下部为卵卵石土、块块石土及粉粉质黏土夹夹砾砂等组组成，饱和和、透水性性好。卵石石磨圆度好好，直径2～9cm,个别达11cm以上；顶板板及周壁为为坚硬完整整灰岩。根根据该岩溶溶暗河特点点，采取“堆积体加固固堵水，抬抬升暗河”方案，总体体处理顺序序为：清除除堆积物→→施做大里里程端底板板→分段施施做截流区区注浆、挡挡水坝→排排水渠区注注浆、修建建排水渠、、导流→大大里程区钻钻孔注浆、、小里程区区底板→小小里程区钻钻孔注浆。。岩溶隧道施施工技术与与工程实例例岩溶隧道施施工技术与与工程实例例绕行方案[案例]某隧道进口口平导施工工至PDK364+005时，超前探探测表明：：前方发育育高压动水水充填粉细细砂层溶洞洞，溶洞由由左向右发发育，左侧侧规模大，，右侧规模模小，探测测表明右侧侧纵向长度度4～5m，但左侧经经多次注浆浆后，由于于高压动水水粉细砂层层注浆难度度大，仍无无法探到对对方基岩。。针对隧道道进口反坡坡施工特点点，以及平平导的功能能特点，对对该岩溶不不再处理，，采取“绕行”方案。绕行行后顺利通通过规模较较小的充填填粉细砂层层溶洞。岩溶隧道施施工技术与与工程实例例释能降压方方案释能降压法法是针对高高压富水充充填溶腔采采取有计划划、有目的的精确爆破破，释放溶溶腔所存储储能量，降降低溶腔施施工及运营营过程水土土压力。之之后，通过过配套处治治措施完成成溶腔治理理。“释能降压压法”施作作程序岩溶隧道施施工技术与与工程实例例泄水洞泄水孔施工岩溶隧道施施工技术与与工程实例例泄水洞泄水岩溶隧道风风险管理超前地质预预测预报专专项机制突发性事件件防范应急急预案专项项机制应对复杂地地质、工程程难题的施施工预案专专项机制重难点工程程监控专项项机制量测监控专专项机制施工工艺监监控专项机机制严格考核奖奖罚专项机机制信息收集、、反馈和快快速反应专专项机制八项机制岩溶隧道风风险管理超前地质预预测预报岩溶隧道风风险管理岩溶隧道风风险管理岩溶隧道风风险管理突发性事件件防范应急急预案专项项机制（1）重点针对对：不良地质灾灾害——隧道突水突突泥、坍塌塌冒顶、高高地应力引引起的硬岩岩岩爆、软软岩大变形形、有害气气体突出（（瓦斯、天天然气）等等；自然灾害——山洪、泥石石流、山体体滑坡、崩崩塌落石等等；水上及高空空作业突发发安全事件件；项目所在地地环境破坏坏和对居民民安全的影影响；既有线铁路路行车和公公路交通安安全突发事事件等。（2）预案应有有较强的针针对性、合合理性和可可操作性，，包括组织织机构及内内部责任制制，预警预预报机制，，防范措施施，救援方方案和技术术、设备物物资、医疗疗后勤保障障等。（3）对易发生生突发性事事件的重点点部位经常常进行检查查，定期演演练预案，，定期检查查储备的救救援物资、、机具设备备，保证能能够随时启启动，防范范有效。岩溶隧道风风险管理应对复杂地地质、工程程难题的施施工预案专专项机制应对可能出出现的隧道道突泥、突突水、瓦斯斯（天然气气）突出、、坍塌冒顶顶、高地应应力（硬岩岩岩爆、软软岩大变形形）等，以以及隧道反反坡排水、、帷幕（径径向）注浆浆、陡坡顺顺层路基、、堆积体、、滑坡、软软土路基、、特殊结构构桥梁施工工等复杂地地质、工程程难题，分分别制订详详细的设计计、施工预预案，并根根据施工进进展和所揭揭示的地质质情况适时时进行优化化调整，实实施动态管管理。岩溶隧道风风险管理重难点工程程监控专项项机制监控的主要要内容：（1）安全、质质量、工期期、环保保保证体系的的建立和运运行，责任任制和管理理制度的落落实情况等等。（2）施工安全全符合国家家《安全生产法法》、《建设工程安安全生产管管理条例》和《铁路工程施施工安全技技术规程》要求，无等等级责任事事故。重点点是：隧道道突水突泥泥、坍塌冒冒顶、高地地应力（硬硬岩岩爆、、软岩大变变形）、有有害气体（（瓦斯、天天然气）突突出等；陡陡坡、斜井井施工；爆爆炸品储运运、使用管管理；既有有线施工；；高空作业业；水上作作业；突发发性事件防防范预案等等。（3）工程质量量符合《规范》和《验标》规定，无等等级质量事事故。重点点是：施工工方案、工工艺的制订订和审批；；贯通测量量；工艺标标准示范段段工程；隧隧道光面爆爆破，初期期支护、二二次衬砌的的监控量测测；桥梁桩桩基；路基基基底及过过渡段；原原材料、构构配件的的的检查验收收和施工过过程的试验验、平行检检验；重点点部位和关关键工序的的旁站和隐隐蔽工程检检查等。（4）工期满足足总工期要要求。重点点是：单位位工程总体体进度计划划；阶段性性工期计划划及关键节节点工期；；月、季、、年基建投投资计划；；计划保证证措施等。。（5）环境保护护和水土保保持工作按按照“三同时”原则实施，，达到国家家和地方政政府有关标标准。重点点是位环保保、水保实实施方案和和保证措施施的制订，，包括穿越越居民区、、水库区隧隧道的项目目所在地可可能引发的的环境影响响，取弃土土、碴场对对环境的影影响，文明明施工等。。岩溶隧道风险险管理量测监控专项项机制包括水文监测测、复杂岩溶溶隧道施工防防灾报警系统统、结构安全全性监测三个个方面。（1）水文监测内内容包括降雨雨量、涌水量量、水压力、、地表水位四四个方面。（2）施工防灾报报警系统包括括声光报警系系统、应急通通信及电视监监控系统、逃逃生系统、应应急照明系统统、应急排水水系统。（3）结构安全性性监测包括围围岩及隧道结结构相关的水水压力监测；；注浆加固圈圈（周边围岩岩）位移监