摘要：溶洞，在隧道工程設(shè)計及施工領(lǐng)域里，因其結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，很大程度上為隧道工程施工體系造成不安全和不穩(wěn)定的障礙。一方面，溶洞對隧道施工是個較大的技術(shù)挑戰(zhàn)，另一方面，溶洞的處理也大大增加了隧道施工的成本。因此，一個科學(xué)合理的溶洞處理技術(shù)體系對隧道施工是意義深遠的。本文正是根據(jù)不同隧道的溶洞分布狀況，探討溶洞處理技術(shù)方法。
關(guān)鍵字：溶洞的形成及類型，溶洞處理方法，溶洞處理原則
隨著人類生活節(jié)奏的加快,人們對快速、舒適出行的要求相應(yīng)地也越來越高,因此交通建設(shè)如火如荼的開展開來。但是在隧道建設(shè)過程中經(jīng)過巖溶等不良地質(zhì)區(qū)域時，因為自然條件的束縛這種施工現(xiàn)狀也是無法回避的。由于巖溶區(qū)地質(zhì)情況錯綜復(fù)雜,不同的巖溶地質(zhì),其處治方法也需要對癥下藥,一旦處理方法出現(xiàn)失誤,將直接影響到隧道工程的施工質(zhì)量及施工安全及,輕則造成施工工程的經(jīng)濟損失,重則在隧道施工及運營過程中因其潛在的風(fēng)險未得到有效解決而造成重大的人員傷亡。故巖溶地區(qū)溶洞處理問題一直以來都是工程界的難題。這也激勵著從事工程建設(shè)的人們對這個問題進行堅持不懈的研究。
在此，我不得不先對溶洞這一地理現(xiàn)象進行一下解釋。溶洞，也稱巖溶洞穴，是因在石灰?guī)r地區(qū)溶性巖層長期受地表水和地下水的溶蝕作用而形成的地下溶石。按照巖層分布的狀況，巖溶的形成一般可分為以下五種。
�。�1）在石灰?guī)r地質(zhì)區(qū)，沿著石灰?guī)r層內(nèi)的節(jié)理面或者滲裂面的地表水經(jīng)過長期與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在表層形成溶溝，或者稱融槽，這樣一來，原先層層分布的巖層便被溶溝分離開來形成柱狀的石柱或石筍。
�。�2）同理，經(jīng)過上述所講的化學(xué)反應(yīng)，地表水沿石灰?guī)r滲裂裂縫向下滲流發(fā)生溶蝕作用，在巖層超過100m深處便會形成落水洞。
�。�3）緊接著，在更深層的巖層下，從落水洞下落的地下水到達石灰?guī)r巖層的含水層后發(fā)生橫向流動，又會形成溶洞。
（4）筆者因為從事隧道開發(fā)工作而知，溶洞也會隨地下洞穴的形成在巖層地表發(fā)生塌陷，如果塌陷的深度大面積小，這樣的溶洞現(xiàn)象稱坍陷漏斗，而深度小面積大則稱陷塘。
�。�5）當(dāng)?shù)叵滤娜芪g與巖層的塌陷作用長期相結(jié)合的作用，就會形成坡立谷和天生橋。
上述所列的為一般性溶洞類型，由于地質(zhì)狀況的不穩(wěn)定以及各種人為的非人為因素的變化與影響，溶洞現(xiàn)象也是處于一種不斷變化的狀態(tài)之中的。出現(xiàn)一系列溶洞、暗河、落水洞、漏斗及巖溶洼地等巖溶現(xiàn)象。巖溶地質(zhì)因為其地下河發(fā)育規(guī)模大、水量大，巖溶對隧道施工的影響主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)物部分及全部懸空，大大降低隧道使用的可靠度與利用率；在這里尤為危害解難處理的是季節(jié)性的巖溶洞穴涌水，給隧道施工和體系帶來不安全和不穩(wěn)定因素，在隧道施工遇到溶洞地質(zhì)時極易產(chǎn)生突水、突泥等地質(zhì)災(zāi)害。同時，也正是因為巖層經(jīng)常處于巖溶環(huán)境下，巖石結(jié)構(gòu)遭到腐蝕，發(fā)生坍陷。巖溶塌陷是石灰?guī)r區(qū)覆蓋型可溶巖內(nèi)普遍發(fā)育的一種危害極大的巖溶現(xiàn)象，發(fā)生于地下水——覆蓋土體——可溶巖這三者三相平衡體中動力條件急劇變化的狀態(tài)下而發(fā)生的。因此，在隧道路基工程規(guī)劃之初，應(yīng)通過實地勘查，物探等手段查明路基下的溶洞、溶隙等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育程度及分布情況。.從而盡量避開溶洞強烈發(fā)育地段。保證隧道施工正常進行。
下面，筆者從個人實踐經(jīng)驗出發(fā)，介紹一些隧道施工隊溶洞處理的有效技術(shù)及方法。
首先，普遍而科學(xué)的溶洞處理順序為：封閉溶洞危險地帶掌子面→對危險地帶的巖層施作套拱→在危險巖層帶施作超前大管棚→對坍塌嚴重地帶采取根除措施挖除坍塌體→對輕度坍塌區(qū)實行洞身開挖、支護的保護措施→邊墻及基底鞏固處理→對坍塌溶腔進行回填處理。這樣的一整套因地制宜的防護和鞏固措施，在實踐的證明下，是行之有效的。
具體而言，對基礎(chǔ)下有溶溝、溶槽、漏斗等溶洞現(xiàn)象時，首先在建(構(gòu))基礎(chǔ)施工時，應(yīng)挖去其中的充填物，回填碎石或毛石混凝土；若出現(xiàn)溶層頂板不穩(wěn)定時，可炸開頂板，挖除充填物，回填碎石的方法；對基礎(chǔ)下的溶洞埋藏較深的情況，可通過鉆孔向溶洞內(nèi)灌注水泥砂漿、混凝土、瀝清等填充物，以堵填溶洞。這些措施的目的都在于首先要保留并加固坍塌體，防止坍方擴大，然后施做套拱和超前大管棚，保證正洞開挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌體，進入隧道正常開挖、支護工序，并對隧道基底進行注漿加固處理，增強隧底承載力；溶洞段通過后，進行拱部坍腔回填處理。
在進行隧道溶洞處理時，不能以眼前的目的為唯一解決問題的動力，應(yīng)當(dāng)從隧道建設(shè)的使用質(zhì)量的長遠意義來看，這里，必須遵循一定的處理原則：
1、安全性。這一原則是工程施工的最基本的要求，確保施工安全與運營安全，這一點是保證施工正常有序進行的最根本保證。
2、靈活性好。根據(jù)石灰?guī)r地質(zhì)的不同斷面形狀和尺寸，因地制宜地選擇施工方案，而不只是局限于某一種固定的模式，狹隘的進行施工設(shè)計和運行。一旦一種方案不能實時或?qū)崟r效果差時，能較好地轉(zhuǎn)換為替代方案。同時，這種靈活性還要求隧道施工各部門的通力合作與溝通，只有這兩反方面結(jié)合起來，方可達到隧道施工過程中的靈活有效。
3、合理性與科學(xué)性。合理性，首先必須符合相關(guān)隧道施工的法律法規(guī)的規(guī)定，嚴格按照法規(guī)的基本眼球進行施工與建設(shè)�？茖W(xué)性則是指對溶洞處理的設(shè)計方案要是可行的，是可操作的，處理方案要建立在目前的溶洞處理技術(shù)的水平之內(nèi)，要充分考慮現(xiàn)場機械裝備狀況和操作人員的技能水平，來可能降低施工難度。例如圍巖累計變形量不大于10cm。
4、具有可連續(xù)性。需兼顧溶洞段前后的施工方案的不同，能順利地進行施工工藝、工序的轉(zhuǎn)換。更為重要的一點是，隧道建設(shè)是一項長遠的工程，必須著眼于它的使用質(zhì)量及周期，要從可持續(xù)的角度出發(fā)，充分考慮溶洞的潛在危險進行具體的施工處理。保證隧道運行的最長周期。
5、經(jīng)濟性強。即在保證施工安全和工程質(zhì)量以及可持續(xù)并不破壞環(huán)境的前提下減少溶洞處理的成本。
上述原則是為了達到隧道工程中溶洞處理效果好、施工進度快、可持續(xù)程度高、工程成本低、安全性高的終極理想施工目的。在此，筆者從個人施工經(jīng)驗中也對隧道工程溶洞處理方面提出了一些主觀意見：在今后的巖溶隧道施工中，我們更應(yīng)重視加強地質(zhì)超前預(yù)探和地質(zhì)預(yù)報的相關(guān)工作，對隧道前方巖溶狀況進行準確預(yù)測，并提前做好對穿越巖溶溶洞可能發(fā)生的潛在危險的應(yīng)急預(yù)案，防止大面積塌方和涌水的發(fā)生.，保證施工的安全和質(zhì)量。
