隧道课题研究报告

概述

岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告研究背景及必要性15%30的南海4807401220233401/39.1万1/10。如此广阔的岩溶分布面积，严重影响着我国交通基础设施的建设与发展。据统计，1989632641.27%26到了恶劣的地下岩溶突水、突泥灾害。XXXX市，是典型的喀斯特岩溶地区，隧区隶属低山溶蚀峰丛地貌，围1岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告施工难度大。如何规避岩溶隧道工程灾害的发生，控制地面坍陷和地表沉降是本隧道施工中亟待解决和技术难题。XX隧道为依托工程，对岩溶地区隧道施工技术立项进行专题研究，就本工程而言，不仅在确保工程安全优质高效施工、降低工程成本上具有十分重要的作用，对提升企业的技术水平、增强核心竞争力和社会信誉度亦有非常重要和积极的意义；同时，伴随着国家高速铁路的快速发展，隧道工程在施工中比例的增加，如能总结出一套较为成熟的技术与工艺，对今后的类似工程必将起到良好的指导作用。国内外研究现状岩溶问题是一个世界性的课题，在各国在工程建设中，均遇到了各种各样的岩溶地质灾害。国内外对于岩溶隧道的研究，在岩溶成因、探测预报、工程处治措施等方面做了较深入的研究，但探测预报精度还是不高，岩溶处治无系统可行的措施。21世纪是我国向西部开发的世纪，也是人类将地下空间作为资源开发的世纪。我战略的实施、铁路公路交通工程、水电工程、南水北调工程、各种矿山工程以及军工防护工程等的大发展，都离不开大量隧道、隧洞的修建。由于隧道、隧洞都处于地下各种复杂的水文地质和工程地质岩体中，因此对各类岩溶问题的处理尤为显得关键。课题依托的XX408mDK626+672～DK627+0804.6m2.3‰。设计行车速度250km/h斜切式洞门。采用出口独头掘进，弃碴用作路基填料。节理发育，水质无侵蚀，埋深较浅。进出均采用接长明洞（进口明洞长25m，出口明60m）0.4×0.6mM10浆砌片石截水天沟，边仰坡采用锚喷和骨架5米处采用防护网进行山体危岩落石防护。125～210m20～85m，山体坡面植被发育，主要为松树，自然坡度10o～45o,局部为陡壁。基岩零星出露。隧道进口段傍山而行，存在一定地形偏压。隧区内地表水不发育，地下水类型主要为孔隙水，基岩岩溶裂隙水，测区地下水位低，大部分钻孔无水位。雨季下暴雨时可能发育管道水，隧道施工可能存在短时的2涌水涌泥现象。

岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告主要研究内容及研究目的主要研究内容（1）岩溶地区隧道特点（2）洞身开挖方法隧道超前地质预报岩溶处治技术监控量测实施研究目的通过研究，解决和掌握岩溶地区隧道施工的关键技术和关键工艺问题，特别是研究岩溶综合探测预报技术的应用，以提高预报精度。针对岩溶的类型、规模制定系统可靠处治措施，保证隧道的施工。掌握和积累在该条件下的隧道施工经验。锻炼一批技术人才，并将指导以后类似工程的施工。同时填补公司在此方面的空白。岩溶地区特点及岩溶隧道施工中常见病害岩溶的定义岩溶（karst名。岩溶指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀，有时并 加以沉积作用而形成的地貌。往往呈奇特形状，有洞 穴、石芽、石沟、石林、溶洞地下河也有峭壁。此种地貌地区，往往奇峰林 立。蚀的结果。岩溶的形成条件3岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告促使喀斯特发育的条件是︰形成过程地表水在运动过程中对所经过的沉积物或岩石有着重要的侵蚀作用，既包括水动力作用下的碎屑物搬运，又包括水对岩石或沉积物的化学溶蚀作用，还包括碎屑物在搬运过程中的磨蚀作用。喀斯特地貌就是地下水对碳酸盐岩侵蚀作用的结果。在水流作用下，形成陡峭的海岸、弯曲的沟壑、高高的冰蚀悬谷、气势磅礴的大峡谷。“滴水穿石”也是水的化学侵蚀作用的写照。（CaCO），3在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO

)]，后3 2这种地形笼统地称之喀斯特地形。

形态（表现形式）地表水沿灰岩内的节理面 或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟 （或溶槽原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石 笋。地表水沿灰岩裂缝向下渗 流和溶蚀，超过100m深后形成落水洞。从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶 洞。随地下洞穴的形成地表发 生塌陷，塌陷的深度大面积小， 称坍陷漏斗深度小面积大则称陷塘。5）地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云 南路南的石林是上述第一阶段（溶4岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。广西喀斯特天生桥广西喀斯特天生桥云南石林云南石林溶沟5岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告石芽石芽石芽石芽漏斗 漏斗漏斗漏斗溶蚀洼地溶蚀洼地溶蚀洼地溶蚀洼地6落水洞落水洞岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告落水洞落水洞坡立谷林峰（张家界天子山）坡立谷林峰（张家界天子山）干谷 溶洞干谷溶洞7溶洞暗河岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告溶洞暗河岩溶隧道施工中的问题由于岩溶发育的控制因素错综复杂，发育的形 态千姿百态，以及岩溶发育的不均衡性和不规则性，给岩溶隧道的施工带来 一系列困难：富水高水压地段 的道衬砌设计很难把握，施工中的突水、突泥对 施工安全和进度造成很大威胁 。特长隧道岩溶问题是国内外隧道施工中的重大 难题。多年来，我国在铁路、公路、水工隧道施工中均遇到了岩溶突水、突 泥、顶板溶洞充填物陷落冒顶 、板塌陷等问题国外在欧洲阿尔卑斯山隧道 及其它一些越岭隧道也发生过类 似问题。我国在西南修建的贵昆、成昆、襄渝铁路等均遇到大量岩溶问题。贵昆铁路梅花山隧道施工中遇到地下河及大型溶洞，最 后只有在隧洞中修隔水墙，阻 截河。襄渝铁路大巴山隧道在通过寒武统石龙洞灰岩 含水层时，突然揭露一溶洞起突泥、突水事故，最大涌水量 15万方/天，中断施工3个月。京广铁路大瑶山隧道的岩溶突水形成泥石流， 给营运造成长期的危害。京珠高速公路石门坳隧道右线在施工过程中， 因对前方地质资料掌握不足开挖遇到溶洞灾害，引发大涌水造成停工等一 系列损失。广安-重庆高速公路华鉴山隧道施工中多处发生岩溶突水突泥 ，引起两条下河的灌入。渝怀铁路圆梁山隧道发生特大岩溶涌水，对施工造成极大的影响。通过以上实际施工隧道的情况，岩溶隧道施工主要问题归纳如下：1、隧道施工中的突泥、突水问题；2、隧道施工中顶板溶洞充填物陷落冒顶；3、隧道施工中底板塌陷。8岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告以上三种情况均在XX隧道中出现，其中底板塌陷采用了高压 旋喷桩加固避免了仰拱底沉陷。岩溶隧道施工中的处治原则岩溶隧道施工中的处治原则总结归纳如下：绕、截、排、堵（填）越与分部开挖，强支护相结合的原则，同时配以超前地质预报与围岩监控量测。绕施工绕行组变更绕行通过。XX隧道为一座孤山不存在特大溶洞，此方法没有用到。截：拦截地表水当地表自然沟床，汇水洼地发现有溶穴、漏斗等情况为隧道地下水补给来源，且补水量随季节变化，则采用拦截措施。施工中在洞口处设臵了环形天沟。排：引排地下水引排为主，截引相结合，将地下水排出洞外。XX隧道地下水量不大。堵（填）XX隧道主要处理溶洞的方法。越当溶洞较大时，可采用梁拱跨越。分部开挖，强支护施工中基本上采用三台阶七步开挖法，做到了分部开挖与强支护。地质预报XX报前方掌子面的地质情况。并且是多种预报方式相结合，主要有：地质调查法、地震波、地质雷达、超前探孔。围岩监控量测监控量测是隧道安全的眼睛，项目部成立了专门的监控量测小组，实际现场人员3指导了施工，同时也有效提供了岩溶地质条件下，处理溶洞等帮助很大。9岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告Ⅴ级围岩开挖方案制定铁路软弱围岩大断面隧道采取何种施工法是施 工中必须优先考虑的因素之一,Ⅴ级围岩的开挖中最常用的两种工法就是三台阶七步开 挖工法和CRD开挖工法,其中三台阶七步法在许多大断面隧道中得到了成功应用 ,较好地解决了软围岩隧道施工中的诸多技术难题,如郑西客运专线、离石隧道、明月山隧道包家山隧道、金寨隧道等。CRD法在厦门翔安海底隧道等工程得到成功应用。两种方法因工序不同而各有优缺，如何根据隧道的工程特点及工程地质找出最 佳的开挖方法，以求达到提高施工工效，这是隧道 技术人员不断研究的课题。课题小组在施工前结合其它隧道工程对三台阶 七步开挖法和CRD开挖方法行了系统的研究，总结出两种开挖方法优行缺 点。三台阶七步开挖工法的优缺点所谓三台阶七步开挖工法就是将隧道断面分为上中下3,,主要是通过减小开挖断面的方法达到控制变形和保施工工序;1部,同时每循环进尺一次,5cm;1部周边初期支护;滞后于1部一段距离,弱爆破左右交错开挖 2、3部,喷5cm厚混凝土封掌子面,施作初期支护;滞后于3部一段距离,弱爆破左右交错开挖 4、5部,施作初期支护;6部;7部,及时封闭初期支护,施作该段内作Ⅷ部仰拱及隧底填充(隧底填充应分次施作);,待初期支护收敛后,注Ⅸ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。10岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告优点,,易于控制大的坍塌;分台阶作业,工序简洁,开挖、支护、拱架加工等不同工班间易于配合 和成流水作业。不足之处每一台阶净空不足,尤其上台阶,狭窄的空间对人工和机械操作干扰很大 ;对每一台阶的开挖,,不利用变形的控制;,仰拱距开挖面较远(一般都在25m以上),不能及时封闭成环。CRDCRD工法就是将隧道断面分部上下左右4个部位进行开挖,支护和临时仰拱对每一分部及时闭合成环,以此提高开挖面的自稳能力，保证开施工工序11利用上一循环架立钢架施作隧道超前支护 利用上一循环架立钢架施作隧道超前支护 ;1部土体;,打设钢架锁脚锚杆,;1部施工至适当距离后,2部,,施作初期支护及临时支护;,34,,使之封闭成环封闭成环;4部施工至适当距离后,5部,,;,6,,;8)8)分段拆除临底部侧壁临时支护,拆除长度根据监控量测结果 分析后确定,一次拆除长度不大于10m,施作7部仰拱二次衬砌及隧底填充 ;9)9)分段拆除剩余临时支护;10)10)利用衬砌模板台车一次性 灌注Ⅷ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)优点,,;每一分部断面较小,,同时因其高度较大,和人工作业。不足之处,,,不同分部间干扰较大,不利于现场施作和执行;,其拆除既费时又不利于隧道的稳定。开挖方法的确定12岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告XX隧道Ⅴ级围岩段从DKDK626+697～DK626+840段，长143米，Ⅴ级围岩开挖断面146m2设计采有CRD法开挖。经课题小组对XX隧道Ⅴ级围岩段的工程点、工程地质及水文地质的考证及与以往类似 工程的对比，本隧道Ⅴ级围岩 段要风险事件为局部溶洞的涌水突泥和洞内塌方 采用三台阶七步开挖法充分 利核心土的支撑作用,掌子面稳定,易于控制大的坍塌，工序简洁,开挖、支护、拱架加工等不同工班间易于配合和形成流水作业。施工中把加强地质预报工作 、控制仰拱到掌子面的距离及边墙开挖间距做为施工中的控制重点。13岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告超前地质预报方案的制定超前地质预报的作用由于岩溶隧道地质条件极其复杂，并受工期及 目前勘察手段所限，原勘察单位为查清岩溶发育规律做了大量而细致的工作 但与隧道施工关系最密切的 管岩溶发育深度、具体位臵、大小、充填情况等却难于查清，为了预防、减少灾性地质带来的损失，隧道施工期间进行施工地 质超前预测预报是十分必要的 。隧道工程施工期间进行超前地质探测预报由来 已久，国外如英、美法日德等国均已将此列入隧道工程建设的重要内容 。在设计各勘察阶段，基本采用钻探和大量的地球物理勘探相结合的方法，隧道 施工期间，主要采取水平探孔法。在我国，隧道工程超前探测预报研究始 于20世纪50年代中期，在岩溶发育的灰岩地层中修建隧道工程，施工中应采用综合超前探测预报的方法，坚持隧道洞内探测与洞外地质勘测相结合、地质方法与物探方法相结合、多种物探方法相结合、辅助导坑与主洞探测相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报。对各种预报手段探测到的信息进行综合对比分析，尽可能准确地及早判定隧道工程将经过的溶洞、暗河等不良地质，指导和修正工程设计，修正和确定施工 方与措施。超前地质预报原则为保证隧道施工安全、优化设计、实现信息化施工，项目部成立超前地质预报领导小组，项目部总工任组长，对全隧实施超前地质预测预报，并将其纳 入常施工工序进行管理。通过超前地质预报，预测可能引发隧道地质灾害的不良地质体位臵、规模和性质，并根据地质预报成果，提出相应的技术措施与可行性建议，降低地质灾害发生机率，确保隧道工程施工人员和设备的安全，进而降低工程成本。制定预报方案经过课题小组根据设计文件、招标文件的要求 ，并结合对XX隧道的工程特点、工程地质及水文条件的研究，决定本隧道采用地质调查法为 主，并结合钻孔及综合物探手段进行综合超前地质预报。结合 本隧道工程特点以及工程地质 ，文地质条件，超前地质预报工作主要预报以下 内容：不同岩性接触带的位臵，接触带岩体破碎 程度，地下水赋存情况；隧道受岩溶地下水影响程度及岩溶形态的 类型，位臵，大小等；14岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告施工前首先进行长距离预报对掌子面前 方100米范围内的不良地质性质、位臵、宽度和影响隧道施工的长度进行宏观预报 ，跟据长距离预报结果并结合 地质调查法揭示的地质条件及部分炮眼加深2-3米的探测情况，为开挖指明工作面前方概略的地质轮廓，揭示前方不良地质和围岩级别的变 化。对围岩异常处，增设φ75超前探孔、地质雷达红外探测等短距离预报方 法更准确地预报工作面前方15-30米范围内可能出现的地层、岩性情况 ，预报掌子面及其附近围岩中 实见的各种不良地质体向掌子面前方延伸的情况 较准确的预报工作面前方15-30范围内可能的地下水涌出情况。施工中将超前地质预报工作纳入正常施工工 序进行管理，通过超前地质预报工作，核实和预测掌子面前方的地质 条件，及时调整工程措施，确保施工及结构安全。以下是本 隧道超前地质预报的主要技术手 段及其特点以供综合采用时参考。采用的预报方法特点1、地质素描法质构造、结构面产状、地下水出露发育情况等准确记录下来并结合己该方法不占用施工时间、设备简单、不干扰施工、出结果快、预报的效果好、费用低、而且为整个隧道提供了完整的地质资料,但对操作人员地质知识水平要求较高,一般准确性难以保证。2、超前水平钻孔用钻探设备向掌子面前方钻探，直接揭示隧道 掌子面前方几十米地层的岩性岩体结构构造、地下水岩溶洞穴充填物及其性质、岩体完整程度等资料比较直观，还可通过岩芯试验获得岩石强度等 定量指标，适用于已经基本认 定的主要不良地质区段。但在复杂地质条件下预报 效果较差，很难预测到正洞掌 子面15岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告前方的小断层和贯穿性大节理，与隧道轴线平行的结构面以及钻孔与钻孔之 间地质情况也反映不出来。优点是可以直观、准 确地预报地质情况,也可以起到其它辅助施工的作用;缺点是费用比较昂贵,占用隧道施工时间长。3、加深炮孔加深炮孔是在掌子面钻眼的时候，为了确定下一循环的围岩情况而打的探测炮眼，深度为当前循环进尺的 2-3倍长度，与超前地质钻孔相比,它具有设备简单、操作方便、费用低等优点，可以探测出溶洞、泥槽等，也可以提前探测 地涌水，流沙等。对岩溶地区隧道施工安全非常 重要。4、红外探水红外线探水法是利用地下水的活动会引起岩体 红外辐射场强的变化,红外探水仪通过接收岩体红外辐射场强,根据围岩红外辐射场强的变 化幅值来确定隧道掌子面前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体 优点是仪器小巧轻便,操作简单,实现全空间全方位探测,能预测隧道外围空间及掘进面前 方30m范围内是否存在隐伏水体或含水构造,资料分析简洁、快速、直观。缺点是 只能探测出探测点前方30m范围内有没有水,至于水量大小、水体宽度及具体 位臵等则难以说清,也就是说目前红外探测只限于定性阶段。5、地震波反射法地震波反射法适用于极软岩至极硬岩的任何地 质情况。能预报掌子面前方100～350m范围内的地质状况,围岩越硬越完整预报长度就越大。对隧道施工干扰小。它可在隧道施工间隙进行,即使专门安排此项工作,也只需30min左右。提交资料及时：在现场采集数据的第 2天即可提交正式成果报告。预报准确 性:其预报地质体距离掌子面的位臵是根据24个爆破孔与接收器之间的弹性波速度的平均值和地质体反射波到达接收器的时间来 确定的,由于弹性波速度的差异而导致地质体预报位臵与实际情况有所差异。预 报精度:它所能反映出的地质体的宽度是根据采样间隔和岩体弹性波速度来确定 的,如采样间隔取80μs,弹性波速度为5000m/s,则能预报出的地质体的宽度为0.4m。预报断层、弱硬岩接触面等面状结构反射信号较为明显,而预报溶洞等点状地质体则不尽 如人意,因其预16岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告原理和计算模型是以平面为计算依据,对宽度小于0.4m的小型溶洞反映不明显。6、地质雷达5～30m(隙等)反射信号比较明显;灰岩地区～低频率的天线段。采用高频率的天线进行隧道混凝土衬砌质 量无损检测比较理想。仪器密 封性差,易造成仪器损坏,操作起来费时费力,探测距离短,效果不好。隧道内的环境件与地质雷达的理论基础———半无限空间不 吻合,加之洞内钢拱架、钢筋网、锚杆、钢轨等金属构件的影响,探测结果一般不太理想。17岩溶处治技术

岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告5.1 出口段 DK627+020 ～DK627+080岩溶段施工隧道掘进口明洞部位开挖后，地质呈石林状如图：超前地质预报结果DK627+015-DK627+055填充物均为硬塑状粉质粘土，下伏基V明洞开挖完成后，采用地质雷行预测预报。处治方案18岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告根据地质预报揭示的地质情况， DK627+020～DK627+052明洞段两侧开挖采用基底外1米放坡开挖。DK627+030～DK627+050段溶洞发育至隧底20米下以的范围内，基底采有φ60旋喷桩进行地基加固，桩间距1米，交错布臵，旋喷桩加固至基岩面以下1m注浆材料采用普通硅酸盐水泥外 加2%-3%氯化钙做为速凝剂水灰比采用1:1～1.1:1；DK627+016～DK627+030段溶洞发育在隧道仰拱范围内，采用同级混凝土进行基底换填和回填。在 塌陷体范围隧道两侧采用50公的粘土隔水层，顺地表排水。1、施工主要设备有：高压旋 喷钻机、拌浆桶、压浆泵、发电 机等。2、施工过程低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀具有一定强度的圆柱体（称为旋喷桩）。施工时首先用钻机引孔，再用旋喷机喷射，即先把浆液管下到预定加固范围钻机就位：钻机需平臵于牢固坚实的地方，钻杆对准孔位中心，水平位5cm，竖直度控制在1%桩长内。钻孔下管：钻孔的目的是将注浆管顺利臵入预定位臵，在下管过程中，（预定加固范围最深点）。制浆：本项目旋喷桩喷射注浆材料采用42.51：1。试管：当注浆管臵入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。19岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告高压注浆作业：高压射浆 自下而上连续进行，注意检查浆 液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合操作规程要求。开动高压 注泵，开始注浆，当注浆压力和电机 转速稳定并达到试桩设计参数 后，再按试桩设计提升速度开始提升钻杆，边旋转边喷浆边提 升。喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。注浆设备清洗：当喷浆结 束后，立即清洗高压泵、输浆管 路、注浆管喷头。3、施工注意事项1）钻机就位后，应进行水平 校正，钻杆应与钻孔方向一致。 旋喷注浆管埋设深度必须符合设计深度要求，注浆孔均匀布臵，间距适中保证孔间注浆宽度成孔时，保证孔的垂直度。2）合理安排施工顺序，采用逐排逐根施工顺序施工。3）施工过程中采取措施防止高压泥浆从送风管中倒流进入储气罐。4）按设计配合比配臵浆液原材料，配合比要根据现场实际情况进行试配，控制好浆液的凝结时间，水泥不受潮、不结块 、各项指标符合国家规定。5）在注浆前10min必须搅拌好浆液，浆液要充分搅拌并连续 进行，使浆液均匀、供料不断，浆液搅拌时间不得少于 5min，浆液储存时间不能过长，从制到用完不宜超过30min。6）严格控制好注浆压力和注浆量，保证注浆达到规定位臵。7）浆液在配制过程，一是要控制好计量精度，二是要将浆液搅拌均匀。8）喷射注浆时要保证均匀，连续不间断进行。9）喷射注浆时做好原始记录，并派专人进行质量跟踪检查。3、质量检验方法1）水泥搅拌桩的质量控制应贯穿施工的全过程，施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录。检查重点是：水泥和外加剂的品种、规格及质量；浆液的拌制符合要求；布桩形式及桩长符合设计规定。施工完成后，应对高压旋 喷桩的完整性、均匀性、无侧限 抗压强度进检测。载荷试验在成桩 28天后进行，设计要求复合地基承载力不小于 200KPa。20岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告取芯试验宜在成桩 28天后进行，宜采用双管单动钻机，在桩径方向1/4处钻孔，根据钻芯情况对桩的完整性和均匀性 进行判定。在钻芯的上、中、下部各取至少一段进行无侧限抗压强度试验，钻孔 在取芯后用水泥砂浆回填灌注 。侧限抗压强度平均值不低于3.0Mpa。浅层开挖可配合载荷试验 与取芯试验进行，可直观判定桩 身完整性和匀性。效果分析单桩复合地基静载荷试验结果检测点数单桩复合地基静载荷试验结果检测点数3加载方式砂土堆载0.2826检测方法寸慢速维持荷载法地基类型高压旋喷桩复合地基臵换率1.0×1.0m2最大是否号点号载设计统计结果f 极差0kPa均值本场地所测点位复合地基承载力特征值f =150kPaspk spk spk综合评价本场地所测3组单桩复合地基承载力特征值满足设计要求。钻芯法试验结果序号桩号长钻芯桩长持力层桩身完整性描述桩身完整性类别整柱状芯样，芯样取芯率〉80%局部不完整，芯样取芯率〉65%整柱状芯样，芯样取芯率〉80%ⅠⅡⅠ备注28天以后对应序 检测 试验荷沉降残余沉降极限承载力对应沉降承载力特征值对应满足沉降(mm)(mm)(kPa)(mm)(kPa)(mm)(kPa)要求11-3#30013.4610.7030013.461502.55是22-19#30012.3310.0930012.331502.37是33-8#30013.8611.0830013.861502.92是（m）（m）15-1614.5014.60硅质页岩28-816.1016.30硅质页岩39-1216.2016.30硅质页岩21岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告5.2 DK626+840～DK626+830岩溶段XXDK626+840～K626+697XX隧道超前地质预报实DK626+84250超前地质预报工作根据现场调查DK626+642处掌子面岩性主要为弱风化灰岩，岩体稳定性、完整性较差。根据现场工程地质情况，本次地质超前预报采用地震波反射法开展工作。地震波反射法5～10.3ms间，计算得到掌子面附近3483m/s。按碳酸岩类DK626+840～DK626+795范围内可能存在不良地质体，推测为半充填型溶洞或破碎带，结合地质调查综合判断，上述区域范围内岩溶水较为发育，主要以垂直 径流为主。地震波显示在采集65ms时窗范围内地震波记录波形相位错乱 ,推测掌子面方50m范围内岩体破碎，节理裂隙发育。建议:l)待掌子面开挖至里程DK626+840和DK626+801时采用地质雷达扫描,以一步探明掌子面前方工程地质和水文地质条件 :2）开挖至上述里程段,建议加密超前探孔和加强超前支护。超前水平钻孔6+840～DK626+795段可能存在不良地质DK626+840时施作超22岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告施工中为了加快钻进速度，减少超前钻探占用 开挖工作面的时间，探测时采用回转取芯钻和冲击钻相结合的方式。 一般地段采用冲击钻，特殊地段采 用回转取芯钻。超前钻探的主要目的是探明开挖 工作面前方有无不良地质和特殊 岩土及其发育情况，有无断层破碎带及其发育规模，地下水发育情况，有无发生突泥突水的可能。如采用冲击钻，揭露地下水时，水会从钻孔中流出；遇到溶洞，钻进速度会明显发生变化，因而采用冲击钻基本能达到探 水、探溶洞的目的，冲击钻速度快，为隧道大量采用钻孔探测提供了时 间保障和可能性采；回转取芯 钻速度慢，占用施工时间太多，在需要取芯鉴定时 采用进行取芯钻探。本次超前地质钻探在掌子面共施作三个超前孔 。XX隧道超前地质钻探记录表23岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告施工单位中交一公局柳南Ⅱ标 掌子面里程：DK626+840 开钻日期终孔日期孔 孔外号 位 口插

炮 终 终孔 口 口

钻进物征及地质情况描述置 高 长 位 角程 度 置 高炮孔位置：DK626＋840中心；钻进过程有卡钻现象，局部钻杆震动强烈；岩粉成灰色，钻1# 0 30 15填充有粉质粘土；有大量渗水，钻进速度均匀5m/小时；炮孔位置：DK626＋840左3m；钻进过程有卡钻现象，局部钻杆震动强烈；钻进至14米处，2# 0 30 地质有变化，有溶洞发育，填充有粉质粘土，长约6米，岩粉成灰色，局部夹有黄色；有大量渗水，钻进速度均匀 5m/小时；炮孔位置：DK626＋840右3m钻进过程有卡钻现象，局部钻杆震动强烈；岩粉成灰色，局3# 0 30 5填充有粉质粘土，长约5米，有少量渗水；司钻：XX 记录员：XX 地质工程师：XX 场监理工程师：XX地质雷达预报24岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告201085日地质预报小组采用地质雷达法对掌子面前方20米范围内进行(DK626+834～DK626+814)预报结里为：在DK626+834～DK626+814 区段地层岩性主要为石炭系下统大塘组燧石灰岩与～育，围岩自稳性差，拱部易掉块。预报里程段 内设计围岩级别为Ⅴ级。测试掌子面里程为DK626+834 ，测试范围为DK626+834 ～DK626+814。图为利用地质雷达在掌子面处测试得到的堆积 波图。对采集雷达图谱分析认为：掌子面前方0～4m（对应里程DK626+834～DK626+830）范围内反射信号强烈，同相轴连续性差，推断该区域内岩体极 破碎，节理裂隙极发育，有发 育填型溶洞或破碎带的可能性。2)掌子面前方4～7m（对应里程DK626+830～DK626+827）范围内，反射信号较为微弱，推测该区域范围内岩质变化不明显，，未见明显的孤立异常和 大模的不良地质体。3)掌子面前方7～对应里程DK626+827～DK626+818）范围内呈现明显弧形同相轴且反射波振幅强烈，推测该区域沿线路方向的中部区域内发育半 充填或全充填溶洞，内充填物主要为粉质黏土，沿线路 方向发育长达6m左右；该区域沿线路的左侧呈现两组明显的反射波组，推 测此区域内发育溶洞规模较大 ，充填，沿线路方向发育长达8m左右。该里程段水文地质条件和工程地质条 件极差，施工中应以引起高度关注。4)16～20m（对应里程DK626+818～DK626+814）范围内未出现较为明显的异常特征图像，推测该范围内岩体 较为破碎，节理裂隙较为发育 未现较为明显的孤立异常和不良地质体。目前隧道掌子面前方岩体较破碎，特做如下施 工建议：1)DK626+834～DK626+830DK626+827～DK626+818 段施工时应引以特别25岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告提高施工技术，严格控制超欠挖，确保施工 质量；加强顶部及左侧的支护，防止顶部掉块及左 侧塌滑，危及施工人员安全。施工方案根据超前地质报结果揭示，此处溶洞为充填型溶洞，填充物为粉质粘土，有小量渗水，相对独立，不存在补给源，施工时采取先揭示、后处治的原则，加强超前支护、缩短开挖进尺、及时初期支护的处治原则。开挖进尺控制在每循环一榀；5个加深炮孔；施工过程中加强监控量测，当隧道变形较大时，设臵 临时仰拱。5.2.4 DK626+834 溶洞施工26岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告20108319点，DK626+83443m500m3。现场揭示，隧道右侧拱腰5～6m的溶洞洞高约30m伸溶洞充填物已基本排空；隧道左侧拱腰处发育一直径 约2m的溶洞洞高约0m，大致沿线路小里程方向及拱顶延伸，涌出 部分溶洞充填物。行清理。φ755外插角1501.5米为1.5～2.0MPa。3)DK626+835～DK626+815I20b钢60cm50cm4φ10钢筋网，网格间距10cm×10cm。4)7m27岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告C304m。溶洞位臵两侧边墙脚各增设2根φ100PVC盲管，直接引入洞内侧沟，φ0环向盲管予以加密，防止衬砌背后积水。效果分析采用超前水平钻探与地质雷达相结合的方法准确地预报出溶洞的位臵、类型和规模。根据该溶洞的特点，采取先开挖揭示后处治的方法是比较成功的，在保证安全的前提下，节约了时间。5.3DK626+828～DK626+818溶洞施工DK626+827～DK626+8186+828时，施作的超前炮孔揭示,6.5先采用喷射混凝土封闭掌 子面，在确保安全的情况下先左 侧进行锚网喷防护，初喷后施作左侧钢架支撑，右侧采用临时竖撑，对掌子面及溶洞区喷 锚部封闭。岩溶管道范围内施作φ 108大管棚，长度以进入基岩 2m为原则，环向设间距40cm，外插角。超前预注浆。管棚施作完毕后注入普通水泥～水玻璃双液浆,水泥浆水灰比为 1:1～1.25:1,水泥、水玻璃体积比为1:0.3～1:0.6，注浆终压1.5～2.0MPa。4）XX隧道加深炮孔记录表28岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告施工单位中交一公局柳南Ⅱ标 掌子面里程：DK626+828 开钻日期终孔日期孔 孔外号 位 口插

炮 终 终孔 口 口

钻进物征及地质情况描述置 高 长 位 角程 度 置 高1# 0 6

岩粉成灰色，钻速均匀；无明显变化岩粉成灰色，无明显变化，有卡钻现象；2# 0 6岩粉成灰色，钻速均匀；无明显变化3# 0 61-3米内岩粉成灰色，钻速均匀；4-5.5米，有卡钻现象，4# 0 8 岩粉为黄灰色混合物，有少量水渗出；5.5-8米，钻速均匀。11-6.55# 0 8 5-8米，钻速均匀。司钻：XX 记录员：XX 地质工程师：XX 场监理工程师：XX29岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告5）开挖完成后，采取径向补 强注浆，进一止步固结溶腔内充 填物，径向注径加固范围为开挖轮廓线外5m,注普通水泥单液浆，水灰比为 0.6:1～0.8:1，浆终压2～3MPa。5.3.1. 效果分析对围岩临控量测结果分析显示溶洞注浆加固区只在开挖时有少量沉隆，初期支护完成后，基本稳定。开挖后显示注浆区域注浆效果较好，浆液充填饱满，满足了安全开挖要求。保证了施工安全，避免了涌泥、塌方。5.4 DK627+747～DK627+727地质预报工作在DK626+747 掌子面地层岩性主要为灰岩岩体节理发育，体破碎，围岩完整性较差，多呈块状、碎块状，易掉块预报里程段内设计围岩级别为Ⅴ级。2010 113日超前地质XX隧道出口段进行了地质本次测试采用的是地质雷达法测试掌子面里程为 DK626+747～DK626+7270～13m（对应里DK626+747～DK626+734）范围13～DK626+734～DK626+727区段内中部回波信号振30岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告幅强烈，低频信号丰富，未见明显 电磁振荡信号，初步推测认为该区域中部 可发育小规模粉质黏土全充填溶洞或破碎带，节理裂隙发 育，岩层较为干燥，水文地质条件极差，施工过程中应高度关注。施工方案经地质预报揭示DK626+735～DK626+730段线路左侧拱腰至拱顶处发育一直径约4.5m的溶洞，填充物为粉质粘土，掌子面中部及右侧 揭示地质为弱风化灰岩，岩体较完整，自稳性较好 ，无地下水。针对溶洞的特点，对超前支护和统支护均采取了补强措施:加强超前支护措施，φ 42超前小导管由单层调整为双层；增加锁脚锚管，每个拱架 节点处由2根锁脚锚管调整为4根φ42锁脚锚管；增强节点，上中台连接节 点增设槽钢垫脚；同时对DK626+740～DK626+7302米一个断面布拱顶沉降点与边墙收敛点，每天观测两次。在施工至DK626+735发生溶洞充填物涌泥现象 涌出物物质成分为软塑状 流塑状粉质粘土夹大块石，涌出物方量 约240m3。受溶洞充填物坍落影响，DK626+742～DK626+736段左侧拱腰至拱顶位臵己施作的初期支护出现变 型初支表面开裂、掉块，经过量测，最大值约 30cm，已侵入二衬限界。经过对己施作的初支进行监控量测，初支己基 本稳定，经课题小组探讨验证决定为确保施工及隧道结构安全需对揭示 的溶洞段和变形的拱架进行相应 的理。31岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告施工方案换拱处理措施（1）加强拱架变形处的监控 量测工作（2）利用未发生变形开裂的 初支钢架作定位，于 DK626+7