王瑜
中交三公局第二工程有限公司
摘要：针对岩溶地区隧道工程建设，在简述岩溶地质特点的基础上，对岩溶地质灾害进行深入分析，并提出相应的防治措施，旨在为实际的岩溶地区隧道工程建设提供参考依据。
关键词：岩溶地区；隧道施工；灾害防治
隧道作为公路系统的重要组成部分，目前有越来越多的隧道建设在岩溶地区中，岩溶地区对隧道建设施工是有很大影响的，严重时还有可能引发各类灾害，导致工程建设无法完成，并引起不同程度的伤亡和损失。因此，有必要对岩溶地区隧道工程施工中可能发生的灾害进行分析，并提出行之有效的防治措施。
1岩溶地质概述
在我国，岩溶地质条件在西南地区较多，这是因为西南部地区的可溶性岩层实际分布较多，且降雨量丰富。地表与地下的岩溶可能形成不同的景观，比如在地表由于受到雨水的冲刷作用及风蚀而产生溶沟、石柱或石芽；而在地下则会产生岩溶通道，如地下湖与暗河等。沉积岩在大陆的分布十分广泛，其中有15%左右属于碳酸盐岩，在我国，碳酸盐岩的实际分布面积可以达到334km2左右，在总国土面积中约占1/3。
2岩溶地质灾害
2.1地表灾害
在岩溶地质较为发育的区域，覆盖层以下往往存在溶沟与石芽，在岩层内还存在溶洞、落水洞或暗河，这样会使覆盖层处在欠稳状态，此时在进行隧道施工时，容易产生失稳破坏。对于普通建筑，因其自重影响范围很大，通常为向下10m，所以建筑自身稳定性除了和上层土体存在一定关联，而且还和下伏基岩之间关系密切。但对岩溶区而言，由于土层厚度往往不均匀，且孔隙率相对较高，所以上部建筑可能发生一定程度的沉陷，或导致塌陷，直到下层溶洞[1]。
以岩溶区发育特点为依据，在岩溶区范围内的地表建筑与浅埋隧道，可能会遇到下列几种地基类型：第一，石芽地基；第二，溶洞地基；第三，土洞地基。因地表流水会造成侵蚀，在灰岩地表产生溶沟，且溶沟之间往往纵横交错，此时在水的持续作用下将产生锥体，此即为石芽；如果水的作用较强，石芽将进一步发展，产生石林。在石芽形成以后，会被黏土充填，在这种情况下，地基承载力将明显降低，使压缩性明显变大，此时若在该地基表面进行建筑的建造，将产生一定程度的不均匀沉降，导致建筑或隧道产生不同程度的结构开裂及失稳。如果隧道附近存在溶洞，则会对隧道自身稳定性造成很大影响，在溶洞的顶板或底板实际荷载切实达到极限后，将导致坍塌失稳。在岩溶覆盖层当中，经常产生空洞，此空洞即土洞，在土洞顶板的实际荷载达到极限后，将由于失去平衡而产生破坏。基于此，对于以上几种地基，为避免灾害的发生，在最初的勘察工作中应采用物探与钻探充分结合的方法，确定岩溶地基分布范围和深度等基本信息，并通过对附近居民的走访调查，确定周围是否存在塌陷、裂缝及不均匀沉降，掌握岩溶地质实际发育情况，为之后的针对性处理奠定良好基础。
2.2隧道灾害
在当前的交通系统当中，隧道占比越来越大，尤其是我国的西部地区，为适应路线要求，必须新建隧道，但西部地区以灰岩为主，其地质条件十分复杂，分布有地下湖、溶洞及暗河。当在岩溶地区中进行隧道的修建时，容易发生溶洞坍塌、突水和突泥等问题。导致岩溶突水的主要原因为：隧道工程施工中，溶洞为地下水提供了全新排泄通道，使原有渗流通道被破坏，加之掌子面开挖断面很大，即会产生很大的临空面，使渗流阻力降低，导致掌子面产生突水。此外，将隧道开挖至暗河或岩溶通道处以后，将导致暗河枯竭，或使岩溶通道疏干，使隧道中产生大量的涌水。
隧道施工中应格外重视隔水层，若施工中不慎开挖到隔水层，则承压水会立即喷涌，产生突水灾害，这样会给工程施工造成很大影响，使施工难度增大，造价增加。如果隧道的前方存在软弱层，在水的持续作用下将产生突泥，此时施工人员自身安全将受到一定的威胁，还会增加其它工作量。对此，在实际工作中应充分了解地区岩溶突水及突泥基本性质和规律，进而制定合理有效的措施加以防治，将岩溶地质可能对工程造成的影响降至最低[2]。
3灾害防治
岩溶发育区对工程建设势必会造成一定程度的额影响，对隧道工程而言，当处在岩溶地区时，将遇到塌陷、坍塌或突水等实际问题。对溶洞而言，需要在隧道施工开始前将其位置、体积规模和是否存在填充等基本情况查明。在实际的防治工作中，需要以溶洞的基本性质和规模为依据，制定合理可行的方案来治理，在实际的溶洞治理过程中，应严格遵循预防为主、超前预报和综合治理等各项基本原则。
如果隧道工程施工无法饶避大型溶洞，则应优先考虑封闭成环的方法，这一方法的本质在于少进尺，按照分部和分层的方法进行开挖，每开挖完一部分或一层及时进行封闭，这样能最大限度减小变形。当隧道下方分布有溶洞或暗河时，注意不可进行回填或抽水，这是因为如果回填，会在雨季到来之后导致隧道产生涌水。对于岩溶地下水，主要将溶腔、裂隙和暗河作为主要排泄通道，如果隧道施工中必须将这些通道完全打通，则除了某些特殊理由进行封堵，其它必须在封堵的基础上做好排泄[3]。
在实际工作中，要根据灾害实际情况，制定有针对性的防治方案，目前比较常用的防治方案主要包括以下三种：其一，饶避或跨越；其二，对围岩进行加固补强；其三，泄压。从某种程度讲，应优先考虑第一种方案，即绕避或跨越，因为这一防治方案最为安全、有效和经济，能在保证防治有效性的基础上缩短工期，降低施工难度。跨越的方法适用于当隧道下方存在规模较大的溶洞或暗河的情况，是指在不改变现有通道的基础上从溶洞上跨越。对于围岩加固补强，实际上就是注浆堵水，在需要加固的区域内通过注入浆体来补强，在提高围岩自身稳定性的基础上，保证堵水效果。泄压是指通过泄水导洞或排水槽的设置来泄压排水。
除以上方法外，还应做好超前地质预报，包括地质调查、超前导坑预报、水平超前钻孔与地面补充调查等。通过对这些方法的使用，能在很大程度上减少或避免突水及突泥等问题的发生，进而起到防治灾害的作用。然而，在实际情况中，以上方法的应用可能存在一些问题，比如在情况较为复杂的情况下无法准确预制溶洞情况。对此，可借助现阶段流行的非接触式方法来进行超前地质预报，包括激光测距、孔内电势、地质雷达、红外探测和TSP等。通过对这些方法的合理应用，能有效提高预测结果的真实性和准确性。在之后的超前地质预报工作中昂，除了要最大限度发挥出所用方法的可操作性及实用性，还应注重和人工智能技术之间的结合，即使超前地质预报尽快实现智能化，以此减少人为因素对超前地质预报结果造成的影响，使超前地质预报发挥出应有的作用效果，为岩溶区隧道建设提供足够的安全保障，防止各类灾害的发生。
4结语
综上所述，伴随交通工程建设不断向西部地区转移，隧道工程建设必然遇到越来越多的岩溶区。基于岩溶发育地区隧道工程建设具有的特点，以上提出了在岩溶发育区中进行隧道工程建设施工时可能产生的字啊还，同时对灾害产生原因与特点进行分析，以此为制定合理有效的防治措施提供可靠参考借鉴。
参考文献：
[1]焦艳彬,郜占红,凡伟,郭果.喀斯特岩溶地区隧道施工塌方冒顶处理方案[J].山西建筑,2020,46(23):143-145.
[2]王建,王丽君,马建新,宋书志,黄鹏.岩溶地区公路隧道穿越大型溶洞处治措施分析[J].地下空间与工程学报,2020,16(S2):964-970+998.
[3]杨了.贵广高铁油竹山隧道高风险岩溶施工安全技术应用研究[J].科技与创新,2020,11(05):151-153.