某岩溶隧道暗河的勘察和处理措施
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【摘要】在岩溶隧道施工过程中，往往遇到暗河、溶洞、落水洞等等各种岩溶形态，如富水，很可能发生突水、突泥等地质灾害。如何处理这些难以预测得到的不良地质现场，一直是隧道施工过程中的难题。本文主要讲述某岩溶隧道施工期间对暗河的勘察和处理过程中采用临时过渡措施的概况。
【关键字】岩溶隧道；地质；勘察；措施
1 隧道工程概况
隧道位于某剥蚀低山区，地形起伏较大，地面绝对高程110～350m，相对高差30～250m，基岩出露，局部形成陡崖，植被茂密。隧道全长7300m，为双线单洞隧道，设计采用“人”字坡，最大埋深约287m，洞身段有4处浅埋，最小埋深为拱顶以上约3m，雨季最大涌水量约为12万方。
2 工程地质、水文地质
2.1 工程地质
隧道区局部上覆粉质黏土，黄褐色、软塑-硬塑，厚0～1m；基岩为三叠系中统果化组上段（T2g3）灰岩，浅灰色、青灰色，隐晶质结构，钙质胶结，中～厚层状，质坚、性脆、致密、坚硬，含少量方解石脉，节理、裂隙较发育。
岩层呈单斜状，地质构造简单，岩层代表性产状为：N25°W／55°SW，代表性节理为：N50°W／90°、N50°E/90°。本区主要不良地质为岩溶及危岩落石；岩溶较发育，常发育有溶沟、溶漕、溶洞、暗河、落水洞，在隧道开挖过程中易发生突水、突泥等事故；在隧道洞口边坡上存在危岩落石，爆破震动时岩石易产生松动塌落，危及施工安全。
2.2 水文地质
地表水以沟水、洼地积水为主，由大气降雨补给，流量受季节变化影响较大，以蒸发、下渗和径流等形式排泄。
地下水以基岩裂隙水、岩溶水为主，由于地质构造的活动，断裂及构造节理裂隙发育，为岩溶裂隙中地下水的富集提供了良好的径流空间，在节理溶蚀集中地带、断裂破碎带附近的岩溶水较丰富，但具有不均一性。经现场调绘，在隧道范围内有多处岩溶洼地和落水洞发育，该处地表水经岩溶管道渗入地下，为地下水大量存积创造了条件。大气降水为隧道区地下水补给主要来源，通过溶隙向深部运移涌入隧道中，因此隧道充水水源主要为大气降水，充水通道为岩层溶隙、溶洞以及断层裂隙。
3 暗河形态分析
3.1 落水洞情况
据隧道开挖揭示，连接暗河的顶部洞口位于隧道右侧边墙侧，呈上窄下宽形态，于揭示的洞口处可听见有水流的声音，分析认为暗河通过隧道段为岩溶水流通区，地下水补给区为隧道洞顶岩溶洼地及沟水，以大气降水补给为主，预计雨季水量会成倍增加。溶洞口形状为椭圆形，直径1.0m；深4.0m，该洞口应为落水洞的位置，地表水经过该落水洞补给底下的暗河。
3.2 暗河情况
根据与暗河联通的裂隙方向，以及该处岩层走向研究，初步判断暗河发育方向为岩层层面和裂隙集中发育的方向，所以直接采取钻探的方法揭示。在岩层方向，也是推测为暗河发育和流水径向和垂直方向上布置了钻孔。根据钻孔揭示，暗河基本沿着裂隙集中的方向（也即岩层层面走向方向）发育，与隧道大角度相交，暗河顶板基本在隧道仰拱以下1～3米的位置，暗河高1～1.5米，宽3～5米，暗河内水深1～2.5米，岩溶水自右往左流，以附近的江河为排泄口。
3.3 暗河对隧道的影响分析
3.3.1 隧道仰拱基底与溶洞顶板的厚度只有1～3米左右，隧道基底不稳定。
3.3.2 暴雨季节可能造成岩溶通道排水不及时，洞内积水，水头升高，形成临时性的岩溶水压力，岩溶水压力对隧道衬砌造成影响。
4 暗河处理方案
经详细调查，发现该处暗河为附近村民饮水水源地，在考虑处理方案时不得不考虑社会稳定的问题，确保采取的处理措施不能污染或影响暗河的水量，保证村民的饮用水质量。根据隧道施工允许的工期，并考虑施工期间为旱季，暗河水量变化大小无法确认，为防止雨季时暗河水增加后形成巨大压力破坏隧道衬砌，经研究后认为先采用临时过渡措施的方案，待经过雨季量测水量大小后，再研究采用做桥的方案通过的加强措施。以下为临时过渡方案：
4.1 跨暗河段边墙落底，开挖时在两侧钢架墙脚位置各设一道15米长钢轨束墙脚梁，钢轨束梁必须置于稳定基岩上，必要时可设置扩大墙角并增设斜撑；钢架落底就位后须及时施作拱脚及墙脚锁脚锚杆，右侧暗河口基础漏空处锁脚锚杆适当加强。
4.2 跨越暗河段设钢栈桥作临时跨越路面，设置4道钢栈桥，2道用于衬砌台车通过，2道用于运输车辆通过。
4.3 暗河前后10米范围内暂不施作二次衬砌，要求初期支护暴露期间应持续进行监控量测，以确保初期支护稳定与施工安全，监测频率不得小于1次/2天，暗河口应做好保护不得堵塞，并应持续观测暗河水位变化情况，观测频率不得小于每天一次，并作好每日降雨量与暗河水位的变化情况对比记录。
5 结语
本次对暗河的勘察，经调绘分析后成功地采取钻探揭示的方法，这得益于有丰富经验的地质工程师对附近地形、地貌及地层有比较全面的调绘和分析的结果，节约了资源。通过采取临时过渡方案，既不影响施工进度，也为彻底摸清楚暗河内水量变化情况后采取合适强度的措施奠定了基础。
参考文献：
[1]《铁路工程地质勘察规范》（TB10012―2007）
[2]《铁路工程不良地质勘察规程》（TB10027―2001）
[3]《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）