盐岩地层条件下铁路隧道施工技术研究

黄东海

摘 要：盐岩溶洞地理发育错综复杂，且形态千差万别，因此具有非常明显的不规则性。盐岩地层条件下的铁路隧道施工往往困难重重，尤其对于我国部分特长铁路隧道更是成为工程实施首要解决的重、难问题。有鉴于此，鉴于此，本文将以工程实例对盐岩地层条件下的铁路隧道施工技术加以研究，旨在为同类工程施工提供参考依据。

关键词：盐岩地层；铁路隧道；涌水；突泥

1 工程概况

圆梁山隧道（DK353+200～DK355+400）主要通过毛坝向斜高压富水地段。该段整体呈北北向趋于北东向延变，西侧较高、东侧较矮，分布呈长形舟状，南北走向65延长公里，东西走向2.00～3.51延长米，该区呈现封闭、可溶且不透水的盆式构造，地层以硅酸盐灰岩为主，施工治水以堵为主，辅以限量排水为基本原则。根据施工前对该地区的地质勘查情况来看，毛坝向斜深部少部分存在高发育的溶裂、溶蚀问题，且藏水量丰富。该隧道通过毛坝向斜核部与两侧的二叠系吴家坪组与茅口组的硅酸盐灰岩地段，中深部存在高发育的盐岩构造。隧道掘进过程中揭露了三个充填溶洞，三组充填溶洞竖向发育极为强烈。在开挖过程中有两个出现了高压盐岩溶洞涌水及突泥问题，且以二号充填溶洞处置难度最大，在600m的埋深位置存在的岩溶规模之大实施罕见。

2 盐岩地层条件下铁路隧道施工技术

盐岩地层条件下铁路隧道的开挖多采用台阶法施工。II、IV级围岩中，盐岩地层段插入隧道底部少部分断面的情况下，可以采取全断面一次掘进的方法。爆破掘进以超前钻孔探测围岩地质。倘若隧道仅有单侧存在盐岩，可以优先掘进该侧，直至初期支护稳固可进行另一侧的掘进施工。盐岩地层条件下隧道的初期支护施工与衬砌施工可以根据盐岩地层情况适当做加强处理。

施工过程中遇到这样的盐岩溶洞，为了不致施工进度停滞，可通过改线或迂回导坑来绕过盐岩溶洞，可保证掘进施工与盐岩治理的同步进行。比如，宜珙铁路轿顶山隧道，距离该隧道出口1.6公里位置，DK70+320～DK70+400段内存在一处大型盐岩溶洞，该溶洞沿线共计80米，高于隧道底面25米，平均宽度为60米，四层分布，整个通道错综迂回，地下存在常年流水的暗河，处置的难度非常大。经过设计院的仔细勘察与研究，隧道内增加三个弯道，以改线的方式绕过溶洞。

该隧道洞内涌水超过了80.6×104立方米/天，预测发生特大暴雨其洞内的涌水量将激增至30立方米/秒，影响半径扩大至5公里范围，总的影响面积超过了35平方公里。根据当地环境保护的政策要求，且经我方缜密研究，将采取“以堵为主”的整治措施。对于隧道地下水进行全方位风度，避免盐岩溶洞的充填物大量流失，而导管注浆可以作为维护施工过程导洞围岩结构稳定的专项技术措施。防水技术方案对于衬砌结构的要求颇高，按照现场勘查资料与调研结果分析来看，地表沟床积水洼地部位多有溶穴、落水洞、漏斗和竖井，它们是地下水主要来源，而具体的供给量根据季节变换大小有所不同，通常我们采取拦截措施来疏导地表水。如图1便是该隧道处理地表水的实例图。

圆梁山隧道（DK353+200～DK355+400）通过盐岩溶洞地段，底部多为充填物，而拱部则是空洞。因此，可以强化衬砌构造强度，隧道拱部以上可以砌筑浆砌片石，再以上利用干砌片石进行封闭处理。倘若隧道空洞位置过高，也可根据围岩的破碎情况进一步对空穴位置的岩壁作喷锚加固处理。衬砌结构可以改为I类围岩设计，曲墙位置增设仰拱，拱部加设大型钢拱架。

衬砌结构经受高水压荷载，我们设计圆形衬砌开挖断面，该断面内半径达到了4.17米。衬砌结构由注浆堵水固砂圈、初期支护、透水垫层和抗水压结构构成基本受力体系。注浆堵水固砂圈和初期支护为承载围岩自重所用，透水垫层为改进结构承载力分布所用，抗水压结构则为封堵地下水和承载全水压所用。当该结构承载4.5MPa的水压力时，轴力可达2350吨，剪切力可达93吨，因此可以采取C40型钢砼衬砌构造。为有效规避衬砌结构产生裂缝或进一步扩大裂缝，衬砌构造中需掺入钢纤维材料。

以上对圆梁山隧道（DK353+200～DK355+400）通过盐岩溶洞地段的施工处理，笔者总结了有关隧道在不同位置通过盐岩溶洞地段的处理措施主要有如下几点：

（1）穿越大型溶洞且地层条件较复杂，可根据实际情况，在边墙梁或行车梁的形式通过；

（2）隧道底部穿越大型溶洞且伴有地下水，可以再隧道底部一下增设浆砌片石支墙，并通过支墙暗埋涵管引导洞内排水；

（3）隧道边墙位置穿越深大溶洞，不适合增设边墙，可以再隧道底部以下加设仰拱予以通过；

（4）隧道的中部或底部穿越深狭溶洞，可以增设两侧边墙基础，且根据实际情况增设桥台架梁予以通过。

3 结束语

本文以圆梁山隧道（DK353+200～DK355+400）通过毛坝向斜高压富水地段举证阐述盐岩地层条件下的铁路隧道施工技术，重点总结高效防治涌水、突泥等问题的处理方法，为同类工程施工提供可靠的经验理论。

参考文献：

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[2]焦瑞虎，李建华.特殊性岩土——膏溶角砾岩隧道施工技术[J].隧道建设，2013（09）.

[3]谭忠盛，王梦恕，杨小林.海底隧道施工技术及琼州海峡隧道方案的可行性[J].焦作工学院学报：自然科学版，2011（10）.endprint