岩溶隧道施工技术与风险管理.ppt

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1、岩溶隧道施工技术与风险管理岩溶隧道施工技术与风险管理交流提纲交流提纲岩溶分类岩溶分类岩溶隧道施工技术岩溶隧道施工技术岩溶隧道风险管理岩溶隧道风险管理 岩溶分类岩溶分类 隧道岩溶发育虽千奇隧道岩溶发育虽千奇百怪、复杂多变，无规律百怪、复杂多变，无规律性，但也有其内在的类型性，但也有其内在的类型特征。特别是灰岩地区，特征。特别是灰岩地区，岩溶强烈发育，构造十分岩溶强烈发育，构造十分复杂，补给水源丰富。根复杂，补给水源丰富。根据其不同的类型特征，采据其不同的类型特征，采取取五种分类方式五种分类方式，从而，从而“对症下药对症下药”，制定出，制定出“规模对策规模对策”、“充填性充填性对策对策”、“充填物

2、对策充填物对策”和和“水对策水对策”，实现岩溶，实现岩溶“标准化标准化”治理。治理。岩溶分类岩溶分类洞洞穴穴型型岩溶分类岩溶分类无无充充填填大大型型干干溶溶洞洞岩溶分类岩溶分类半半充充填填大大型型干干溶溶洞洞20062006年年8 8月月5 5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长100m100m、横向宽横向宽150m150m、向上高出拱顶以上、向上高出拱顶以上10m10m、向下深、向下深21m21m。龙麟宫隧道龙麟宫隧道DK231+796DK231+796半半充填大型溶洞充填大型溶洞岩溶分类岩溶分类大大型型富富水水充充填填淤淤泥、泥、块块石石溶溶洞洞20092009年年11

3、11月月5 5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长15-15-25m25m、横向宽大于、横向宽大于400m400m、向上高出拱顶以上、向上高出拱顶以上30m30m、向下深向下深10m10m。马鹿箐马鹿箐隧道隧道DKDK255255+978978富水富水充填大型溶洞充填大型溶洞岩溶分类岩溶分类充充填填块块石石土土型型岩溶分类岩溶分类充充填填粉粉细细砂砂型型岩溶分类岩溶分类充充填填泥泥水水型型岩溶分类岩溶分类充充填填清清水水型型岩溶分类岩溶分类隧隧道道与与暗暗河河正正交交型型岩溶分类岩溶分类高高压压富富水水型型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 岩溶及岩溶水治

4、理基本对策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，制定基本处治根据岩溶分类，针对不同类型岩溶，制定基本处治对策。对策。洞穴型、管道型岩溶：洞穴型、管道型岩溶：回填方案回填方案充填型岩溶：充填型岩溶：注浆加固注浆加固+大管棚方案大管棚方案过水型岩溶：过水型岩溶：引排方案引排方案大型干溶洞（主要针对基底处理）：大型干溶洞（主要针对基底处理）：托梁托梁+板跨板跨方案、型钢混凝土方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩板跨方案、钢管群桩方案、桩基基+承台方案、路基填筑方案、梁跨方案承台方案、路基填筑方案、梁跨方案岩溶水治理：岩溶水治理：注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积注浆堵水方案、泄

5、水洞方案、堆积体加固堵水方案、绕避方案、释能降压方案体加固堵水方案、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：工程实例：洞穴型、管道型岩溶对策：回填方案回填方案 案例案例20042004年年1010月月3 3日，日，某某隧道隧道DK108+865DK108+865处揭示处揭示岩溶洞穴，直径约岩溶洞穴，直径约3m3m。针对该岩溶。针对该岩溶洞洞穴穴，采用，采用I18I18钢架钢架C20C20砼护拱，外设砼护拱，外设干砌片石缓冲层。干砌片石缓冲层。溶洞内预埋竖向排溶洞内预埋竖向排水盲管。水盲管。岩溶隧道施工技术与工程实例岩溶隧道施工

6、技术与工程实例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 案例案例 2005 2005年年1010月月1515日，日，某隧道开挖揭示某隧道开挖揭示DK247+562DK247+562特大型充填特大型充填块石土岩溶，岩溶纵向发育块石土岩溶，岩溶纵向发育线为线为DK247+563DK247+563+445(+445(长长118m)118m)，线为线为DK247+573DK247+573+435(+435(长长138m)138m)，溶腔向线左发育，宽约，溶腔向线左发育，宽约60m60m，基底以下局部深度超过基底以下局部深度超过8080米。对该溶腔采取米。对该溶腔采取“超前注浆超前注浆+大管

7、棚大管棚”方案处理后通过。方案处理后通过。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隧道中线内轨顶面二次衬砌初期支护管棚导向墙管棚帷幕注浆孔帷幕注浆、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注浆管棚法施工 马鹿箐隧道三台阶法开挖马鹿箐隧道三台阶法开挖 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过水型岩溶对策：过水型岩溶对策：引排方案引排方案 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。随意对岩溶管道堵塞，以免形

8、成水害。案例案例 2005 2005年年8 8月月1111日，某隧道日，某隧道进口开挖揭示进口开挖揭示DK119+512DK119+512隧底发育隧底发育过水型岩溶，右侧为岩溶大厅。过水型岩溶，右侧为岩溶大厅。岩溶为两头窄的芒果状，最宽处岩溶为两头窄的芒果状，最宽处约约18.3m18.3m，岩溶水流自左向右流入，岩溶水流自左向右流入大厅消水洞，旱季水流量为大厅消水洞，旱季水流量为43m43m3 3/h/h。针对该岩溶：清除大厅。针对该岩溶：清除大厅内堆积体，锚网喷防护，隧道基内堆积体，锚网喷防护，隧道基底采用底采用“托梁托梁+钢筋砼板钢筋砼板”跨越，跨越，隧道结构加强。隧道结构加强。岩溶隧道施

9、工技术与工程实例岩溶隧道施工技术与工程实例 案例案例 2005 2005年年3 3月月2929日，日，某某隧道开挖到隧道开挖到DK61+473DK61+473，超前探测表明前方为正交超前探测表明前方为正交型过水岩溶管道，经放水型过水岩溶管道，经放水试验，最大流水量为试验，最大流水量为540m540m3 3/h/h。后爆破开挖，发。后爆破开挖，发现管道由左拱腰向右拱脚现管道由左拱腰向右拱脚发育。入水口直径分别为发育。入水口直径分别为1.5m1.5m和和0.7m0.7m，出水口直径，出水口直径为为1.5m1.5m。针对该岩溶，采。针对该岩溶，采用用600mm600mm波纹管引排、浆波纹管引排、浆砌

10、片石回填、隧道结构加砌片石回填、隧道结构加强。强。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大型干溶洞：大型干溶洞：托梁托梁+板跨方案、型钢混凝土板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢板跨方案、钢管群桩方案、桩基管群桩方案、桩基+承台方案、填筑路基方案、梁跨方案承台方案、填筑路基方案、梁跨方案 案案例例 2005 2005年年6 6月月2020日，日，某某隧道开挖到隧道开挖到DK240+890DK240+890处，处，隧道左边墙发育一横向溶隧道左边墙发育一横向溶槽，宽槽，宽6m6m，纵向长，纵向长20m20m，向，向下深不见底。针对该岩溶，下深不见底。针对该岩溶，基底采取基底采取“型钢混

11、凝土型钢混凝土+板板跨跨”方案、隧道结构加强。方案、隧道结构加强。型钢混凝土型钢混凝土+板跨板跨 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 实例实例 某某隧道开挖到隧道开挖到DK139+598DK139+598时，揭示时，揭示出一条斜穿隧道的干出一条斜穿隧道的干溶洞。溶洞自左上向溶洞。溶洞自左上向右下发育，横向宽右下发育，横向宽30m30m，纵向长，纵向长9m9m，向，向上高上高20m20m，向下深，向下深6.5m6.5m。针对该岩溶，。针对该岩溶，基底采基底采“钢管群桩注钢管群桩注浆加固浆加固”方案、隧道方案、隧道结构加强。结构加强。钢管群桩注浆加固钢管群桩注浆加固 岩溶隧道施工

12、技术与工程实例岩溶隧道施工技术与工程实例 案案例例 200 2009 9年年9 9月月2323日，日，马鹿箐马鹿箐隧道开挖到隧道开挖到DKDK255255+978978处处揭示大型半充填型溶洞，溶洞纵向长揭示大型半充填型溶洞，溶洞纵向长1 15-5-15m15m，轨面以上，轨面以上4545m m，轨面以下左墙脚下，轨面以下左墙脚下0 010m10m。针对该岩溶，基础采取针对该岩溶，基础采取“桩基桩基+承台承台”方案。方案。桩基桩基+承台承台 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+978+978溶腔溶腔I I线溶段段隧底处理剖面图线溶段段隧底处理剖面图 I I线溶腔段桩基施工线溶

13、腔段桩基施工 内 轨 顶 面桩 基（示 意）DK255+925DK255+976万 州宜 昌推 测 溶 洞 边 界注 浆 加 固 区注 浆 加 固 区DK255+946DK255+964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 案例案例 2005 2005年年6 6月月4 4日，日，某某隧道出口施工到隧道出口施工到DK232+467DK232+467时，揭示时，揭示DK232+467DK232+467+397+397特大型溶洞。溶洞纵向长约特大型溶洞。溶洞纵向长约70m70m，横向宽约，横向宽约50m50m，深约深约80m80m，基底为堆积体。受施工爆破影响，基底为堆积体。受施工爆

14、破影响，6 6月月1919日日18:4818:48顶部顶部覆层坍塌。该岩溶基底采取覆层坍塌。该岩溶基底采取“路基填筑、注浆加固路基填筑、注浆加固”方案。方案。路基填筑路基填筑+注浆加固注浆加固 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 案案例例 2006 2006年年1 1月月2 2日，日，某某隧道施工隧道施工至至DK237+091DK237+091处，揭示一溶腔，该溶处，揭示一溶腔，该溶腔沿线路纵向发育腔沿线路纵向发育30m30m，拱顶以上发，拱顶以上发育育202030m30m，隧底以下发育，隧底以下发育101020m20m。溶腔横穿隧道，发育至隧道左侧边溶腔横穿隧道，发育至隧道

15、左侧边墙外墙外28m28m，隧道右侧边墙外约，隧道右侧边墙外约22m22m斜斜向下发育一落水洞，落水洞深度未向下发育一落水洞，落水洞深度未知。针对该隧道基底，采取知。针对该隧道基底，采取“拱跨拱跨”方案。采用方案。采用1-22.5m1-22.5m实腹式拱跨结构，实腹式拱跨结构，拱圈为半径拱圈为半径18.75m18.75m的钢筋混凝土圆的钢筋混凝土圆弧板拱，矢高弧板拱，矢高3.75m3.75m，矢跨比，矢跨比1:61:6。拱桥拱圈及拱座上回填拱桥拱圈及拱座上回填C15C15混凝土形混凝土形成桥面。对局部溶腔，采用成桥面。对局部溶腔，采用C40C40混凝混凝土回填。土回填。拱跨方案拱跨方案 岩溶隧

16、道施工技术与工程实例岩溶隧道施工技术与工程实例变形缝0=1000kPa内轨顶面拱跨弃碴回填变形缝0=1000kPa轮胎缓冲层万州溶洞边界C25钢筋砼护拱宜昌弃碴回填0=1000kPa过水通道拱跨线中线线中线线中道隧缓冲层 拱跨拱罩溶洞发育轮廓线溶洞处理纵断面 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岩溶隧道施工技术与工程实例对岩溶地下水的对策：对岩溶地下水的对策：注浆堵水方案注浆堵水方案 泄水洞方案泄水洞方案 堆积体加固方案堆积体加固方案 绕行方案绕行方案 释能降压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序号序号治理方案治理方案优点优点缺点缺点适用范围适用范围1 1注浆堵水方注浆堵水方案案加固围岩、控制加固围岩、控制排放、对环境影排放、对环境影响小响小高压、动水条件高压、动水条件下注浆不易控制下注浆不易控制充填型贫水溶洞、富水裂隙带、充填型贫水溶洞、富水裂隙带、低压富水充填型溶洞、断层等低压富水充填型溶洞、断层等2 2泄水洞方案泄水洞方案降低水压、隧道降低水压、隧道结构安全性好结构安全性好对环