鐵路工程巖溶高風險隧道安全施工技術(shù)

巖溶高風險險隧道安安全施工技技術(shù)鐵道部宜萬萬鐵路建設(shè)設(shè)指揮部二○○九年年五月1.宜萬鐵鐵路工程概概況

2.巖溶分類類

3.巖溶治理理技術(shù)及工工程案例4.巖溶溶高風險隧隧道專項設(shè)設(shè)計

5.“釋能降降壓法”治治理高壓富富水充填溶溶腔新技術(shù)術(shù)

6.巖巖溶隧道施施工風險管管理我國巖溶地地質(zhì)、地貌貌集中分布布于云、貴貴、川三省省及兩廣、、兩湖部分分地區(qū)，隨隨著國民經(jīng)經(jīng)濟發(fā)展需需要，西部部大開發(fā)戰(zhàn)戰(zhàn)略的實施施，上述地地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施建設(shè)力力度進一步步加大，近近期貴廣、、渝利、蘭蘭渝、成蘭蘭、滬昆、、新南昆鐵鐵路等工程程陸續(xù)開工工建設(shè)，需需要處理大大量由于巖巖溶地質(zhì)引引起的工程程問題，特特別是巖溶溶隧道工程程問題。由于鐵路設(shè)設(shè)計標準的的提高，受受線路縱坡坡、曲線半半徑限制，，不可避免免地出現(xiàn)長長大、深埋埋型巖溶隧隧道。同時時，受勘察察技術(shù)手段段、勘察周周期的限制制以及巖溶溶發(fā)育本身身的無規(guī)律律性，很難難在勘察設(shè)設(shè)計階段完完全查清隧隧道通過地地段具體的的巖溶形態(tài)態(tài)，在隧道道建設(shè)過程程中遭遇不不同形態(tài)體體量、不同同危害的巖巖溶概率極極高，因此此修建巖溶溶隧道如何何規(guī)避施工工風險，保保證施工及及運營安全全極為重要要。1.宜萬鐵鐵路工程概概況及進展展宜萬鐵路東東起宜昌，，西至萬州州，全長377km。宜昌昌至土城約約30km為長江中中下游平原原構(gòu)造侵蝕蝕丘陵區(qū)。。土城至齊齊岳山約300km為清江與與長江分水水嶺靠北側(cè)側(cè)地帶，屬屬構(gòu)造溶蝕蝕侵蝕中低低山區(qū)，巖巖溶極其發(fā)發(fā)育。齊岳岳山至萬州州約50km為川東東紅層構(gòu)造造侵蝕、剝剝蝕中低山山區(qū)。宜萬鐵路共共有隧道159座，，其中：八八字嶺、野野三關(guān)、大大支坪、云云霧山、馬馬鹿箐、齊齊岳山和別別巖槽被稱稱為宜萬鐵鐵路八座ⅠⅠ級風險隧隧道。目前前，除齊岳岳山隧道外外，全線其其它隧道均均已貫通。。1.宜萬鐵鐵路工程概概況及進展展2.巖溶分分類以宜萬線為為例，所揭揭示的900余處巖巖溶及巖溶溶水，巖溶溶發(fā)育千奇奇百怪、復(fù)復(fù)雜多變，，無規(guī)律性性，但也有有其內(nèi)在的的類型特征征。根據(jù)其其不同的類類型特征，，采取五種分分類方式，，從而“對對癥下藥””，制定出出“規(guī)模對對策”、““充填性對對策”、““充填物對對策”和““水對策””，實現(xiàn)巖巖溶“標準準化”治理理。2、巖溶分分類洞穴型2、巖溶分分類無充填大型型干溶洞2.巖溶分分類龍麟宮隧道道

DK231+796半充充填大型溶溶洞2019年年8月5日日揭示該溶溶洞。溶洞洞發(fā)育縱向向長100m、橫向向?qū)?50m、向上上高出拱頂頂以上10m、向下下深21m。半充填大型型干溶洞2.巖溶分分類充填塊石土土型2.巖溶分分類充填粉細砂砂型2.巖溶分分類充填泥水型型2.巖溶分分類充填清水型型2.巖溶分分類隧道與暗河河正交型2.巖溶分分類高壓富水型型齊岳山隧道道出口F11斷層超超前探孔涌涌水錄像3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例3.1巖巖溶及巖溶溶水治理基基本對策根根據(jù)據(jù)巖溶分類類，針對不不同類型巖巖溶，制定定基本處治治對策。①①洞穴型型、管道型型巖溶：回填方案②充填型巖巖溶：大、小管棚棚方案、注注漿加固（（帷幕、周周邊）+大大管棚方案案③過水型巖巖溶：引排方案④大型干溶溶洞（主要要針對基底底處理）：：托梁+板跨跨方案案、型鋼混混凝土+板板跨方案、、鋼管群樁樁方案、樁樁基+承承臺方方案、路基基填筑方案案、梁跨方方案、彈性性地基板梁梁方案⑤巖溶水治治理：注漿堵水方方案（帷幕幕、周邊））、泄水洞洞方案、堆堆積體加固固堵水方案案、繞避方方案加固方法適用范圍溶洞位于拱部回填溶洞向拱頂以上發(fā)育規(guī)模較小，無水（少水）的空腔、半充填型溶洞護拱溶洞向拱頂以上發(fā)育規(guī)模較小或溶洞盡管向上發(fā)育較高但寬度很窄噴錨網(wǎng)防護溶洞縱、橫向發(fā)育范圍較廣，溶洞頂板穩(wěn)定性較好立柱支頂溶洞縱、橫向發(fā)育范圍均較廣，溶洞頂板發(fā)育在隧道拱頂以上10m以內(nèi)拱罩防護溶洞縱、橫向發(fā)育范圍均較廣，溶洞頂板發(fā)育在隧道拱頂以上10m以上，頂板整體穩(wěn)定性較好，僅存在小塊落石的可能，且清除危石難度較大溶洞地段隧隧道加固參參考表（一一）3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例加固方法適用范圍溶洞位于底部回填發(fā)育在隧底附近的小型空腔或半充填溶洞注漿（鋼管樁）隧底10m～15m的溶洞充填物，通過注漿或鋼管樁注漿形成具有足夠承載力的注漿改良復(fù)合地基板（梁）跨越發(fā)育至隧底以下深度較大的充填型溶洞，充填物具有一定的密實度及承載力，但均勻性較差，通過板（梁）調(diào)整地基的整體均勻性，控制差異沉降拱橋跨越發(fā)育至隧底以下深度較大且縱向發(fā)育范圍有限的空腔樁基承臺（托梁）發(fā)育至隧底以下深度較大的空腔、溶洞充填物承載力很低，注漿效果難以保證的充填型溶洞、不易封堵的過水通道路基填筑發(fā)育至隧底以下深度較大的空腔，縱橫向發(fā)育規(guī)模較大，通過復(fù)合地基及隧道內(nèi)預(yù)留沉降空間解決工后沉降問題溶洞地段隧隧道加固參參考表（二二）3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例加固方法適用范圍溶洞位于側(cè)部護墻防護侵入隧道開挖輪廓線范圍有限的溶洞護墻支頂溶洞發(fā)育范圍較寬廣，溶洞侵入隧道范圍較大或橫穿隧道溶洞地段隧隧道加固參參考表（三三）3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例3.2工工程實例：：①洞穴型型、管道型型巖溶對策策：回填方案3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例[案例]2019年年10月3日，八字字嶺隧道DK108+865處揭示巖巖溶洞穴，，直徑約3m。針對對該巖溶洞洞穴，采用用I18鋼鋼架C20砼護拱，，外設(shè)干砌砌片石緩沖沖層。溶洞洞內(nèi)預(yù)埋豎豎向排水盲盲管。②充填無水水型巖溶對對策：注漿加固+大管棚方方案注漿加固+大管棚方方案3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例[案例]2019年10月月15日，，云霧山隧隧道開挖揭揭示DK247+562特大大型充填塊塊石土巖溶溶，巖溶縱縱向發(fā)育ⅠⅠ線為DK247+563～～+445(長118m)，，Ⅱ線為ⅡⅡDK247+573～+435(長長138m)，溶腔腔向線左發(fā)發(fā)育，寬約約60m，，基底以下下局部深度度超過80米。對該該溶腔采取取“超前注注漿+大管管棚”方案案處理后通通過。注漿前注漿后注漿加固3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例③過水型巖巖溶對策：：引排方案針對過水型型巖溶，原原則上引排排維持既有有通道方案案處治，不不得隨意對對巖溶管道道堵塞，以以免形成水水害。3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例[案例]2019年8月11日，野野三關(guān)隧道道進口開挖挖揭示DK119+512隧隧底發(fā)育過過水型巖溶溶，右側(cè)為為巖溶大廳廳。巖溶為為兩頭窄的的芒果狀，，最寬處約約18.3m，巖溶溶水流自左左向右流入入大廳消水水洞，旱季季水流量為為43m3/h。針對對該巖溶：：清除大廳廳內(nèi)堆積體體，錨網(wǎng)噴噴防護，隧隧道基底采采用“托梁梁+鋼筋砼砼板”跨越越，隧道結(jié)結(jié)構(gòu)加強。。3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例[案例]2019年3月29日，王王家?guī)X隧道道開挖到DK61+473，，超前探測測表明前方方為正交型型過水巖溶溶管道，經(jīng)經(jīng)放水試驗驗，最大流流水量為540m3/h。后爆爆破開挖，，發(fā)現(xiàn)管道道由左拱腰腰向右拱腳腳發(fā)育。入入水口直徑徑分別為1.5m和和0.7m，出水口口直徑為1.5m。。針對該巖巖溶，采用用φ600mm波紋紋管引排、、漿砌片石石回填、隧隧道結(jié)構(gòu)加加強。④大型干溶溶洞：托梁+板跨跨方案、型型鋼混凝土土+板跨方方案、鋼管管群樁方案案、樁基+承臺方案案、填筑路路基方案、、梁跨方案案3.巖溶治治理技術(shù)及及工程案例例[案例]2019年6月20日，長長鷹壩2#隧道開挖挖到DK240+890處，，隧道左邊邊墻發(fā)育一一橫向溶槽槽，寬6m，縱向長長20m，，向下深不不見底。針針對該巖溶溶，基底采采取“型鋼鋼混凝土+板跨”方方案、隧道道結(jié)構(gòu)加強強。3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例[實例]高坪1#隧道開挖到DK139+598時，揭示出一一條斜穿隧道道的干溶洞。。溶洞自左上上向右下發(fā)育育，橫向?qū)?0m，縱向長9m，向上高20m，向下深6.5m。針對該巖溶溶，基底采““鋼管群樁注注漿加固”方方案、隧道結(jié)結(jié)構(gòu)加強。[案例]2019年4月23日，，魯竹壩2#隧道開挖到到DK204+610處處揭示大型半半充填型干溶溶洞，溶洞縱縱向長125m。DK204+610～+654段發(fā)育1#溶腔，左左側(cè)最寬41m，右側(cè)最最寬21.6m，軌面以以上15m，，軌面以下約約0～10m；DK204+677～+735段發(fā)育2#溶腔，左側(cè)側(cè)最寬6.3m，右側(cè)最最寬20.5m，軌面以以上12m，，軌面以下左左墻腳下0～～11m；DK204+654～+677段為為1#、2#溶腔連接通通道，通道寬寬4～13m，高1.5～4m。針針對該巖溶，，基礎(chǔ)采取““樁基+承臺臺”方案。3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例1#溶腔采用用樁基承臺1#、2#溶溶腔間隧底注注漿加固，邊邊墻擋護3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例[案例]2019年6月4日，龍龍麟宮隧道出出口施工到DK232+467時，，揭示DK232+467～+397特大型溶溶洞。溶洞縱縱向長約70m，橫向?qū)拰捈s50m，，深約80m，基底為堆堆積體。受施施工爆破影響響，6月19日18:48頂部覆層層坍塌。該巖巖溶基底采取取“路基填筑筑、注漿加固固”方案。3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例隧道位置3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例[案例]2019年1月2日，下下村壩隧道施施工至DK237+091處，揭示示一溶腔，該該溶腔沿線路路縱向發(fā)育30m，拱頂頂以上發(fā)育20～30m，隧底以下下發(fā)育10～～20m。溶溶腔橫穿隧道道，發(fā)育至隧隧道左側(cè)邊墻墻外28m，，隧道右側(cè)邊邊墻外約22m斜向下發(fā)發(fā)育一落水洞洞，落水洞深深度未知。針針對該隧道基基底，采取““拱跨”方案案。采用1-22.5m實腹式拱跨跨結(jié)構(gòu)，拱圈圈為半徑18.75m的的鋼筋混凝土土圓弧板拱，，矢高3.75m，矢跨跨比1:6。。拱橋拱圈及及拱座上回填填C15混凝凝土形成橋面面。對局部溶溶腔，采用C40混凝土土回填。⑤對巖溶地下下水的對策：：注漿堵水方案案（帷幕、周周邊）、泄水水洞方案、堆堆積體加固方方案、繞行方方案3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例序號治理方案適用范圍1注漿堵水方案充填型貧水溶洞、富水裂隙帶、低壓富水充填型溶洞、斷層等2泄水洞方案大型高壓富水溶洞、高壓富水溶槽等3堆積體加固堵水方案大型堆積體、暗河大廳堆積物4釋能降壓大型高壓富水溶洞5繞避方案邊界明確的溶洞及溶槽[案例]齊岳山隧道施施工進行超前前水平鉆探，，探孔深度38m，單孔最大涌涌水量700m3/h，水壓力3.1MPa。針對該地下下水，采取““注漿堵水””方案。⑤對巖溶地下下水的對策：：注漿堵水方案案、泄水洞方方案、堆積體體加固方案、、繞行方案注漿堵水方案案3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例齊岳山隧道出出口PDK366+195高壓水錄錄像3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例[案例]地形地質(zhì)條件件允許、對環(huán)環(huán)境沒有影響響時優(yōu)先采用用泄水洞方案案。泄水洞方案3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例暗河堆積體加加固堵水方案案[實例]五爪爪觀隧道與五五爪觀暗河正正交,暗河最最大流量36000方/小時。。暗河巖溶大廳橫向?qū)拰捈s120m，縱向長60米，高30米，巨塊塊狀崩塌塊石石充填。暗河河巖溶大廳堆堆積體上部為為巨塊狀崩塌塌塊石，下部部為卵石土、、塊石土及粉粉質(zhì)黏土夾礫礫砂等組成，，飽和、透水水性好。根據(jù)據(jù)該巖溶暗河河特點，采取“堆積體加固固堵水，分段段抬升暗河””方案，總體處理順順序為：清除除堆積物→施施做大里程端端底板→分段段施做截流區(qū)區(qū)注漿、擋水水壩→排水渠渠區(qū)注漿、修修建排水渠、、導(dǎo)流→大里里程區(qū)鉆孔注注漿、小里程程區(qū)底板→小小里程區(qū)鉆孔孔注漿。3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例五爪觀隧道暗暗河堆積體注注漿及開挖效效果3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例繞行方案[案例]齊岳岳山隧道進口口平導(dǎo)施工至至PDK364+005時，探遇大大規(guī)模高壓動動水充填粉細細砂層溶洞。。針對反坡、、平導(dǎo)的功能能特點，采取取“繞行”方方案。繞行后后順利通過。。節(jié)約時間、節(jié)節(jié)省投資，不不影響輔助導(dǎo)導(dǎo)坑的使用功功能。3.巖溶治理理技術(shù)及工程程案例4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計馬鹿箐隧道2019年““1.21””突水突泥后后，對宜萬線線可能發(fā)生突突水、突泥災(zāi)災(zāi)害的隧道進進行系統(tǒng)排查查，針對加強強安全設(shè)計、、反坡隧道施施工、安全施施工管理等問問題進行了專專題研究。根根據(jù)每座隧道道的工程地質(zhì)質(zhì)、水文地質(zhì)質(zhì)條件，發(fā)生生突涌水突泥泥的幾率、規(guī)規(guī)模、危害程程度等，確定定其風險等級級。野三關(guān)、、馬鹿箐等8座長大隧道道巖溶發(fā)育、、暗河眾多、、地下水豐富富，個別工區(qū)區(qū)為反坡施工工，施工中極極有可能發(fā)生生大規(guī)模突水水突泥的地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害，風險險等級為一級級。堰灣一號號、堰灣二號號、景陽坪等等26座巖溶溶隧道施工中中可能出現(xiàn)局局部突水、突突泥或大型溶溶腔，風險等等級為二級。。其余巖溶隧隧道為一般風風險隧道。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.1巖溶溶高風險隧道道專項設(shè)計目目的及主要內(nèi)內(nèi)容一級風險隧道道專項設(shè)計包包括水文監(jiān)測測、復(fù)雜巖溶溶隧道施工防防災(zāi)報警系統(tǒng)統(tǒng)、結(jié)構(gòu)安全全性監(jiān)測三個個方面專項設(shè)設(shè)計。水文監(jiān)測專項項設(shè)計主要是系統(tǒng)的的進行隧道水水文地質(zhì)監(jiān)測測，為水文地地質(zhì)評價和風風險源的防災(zāi)災(zāi)預(yù)警提供水水文地質(zhì)方面面的依據(jù)，完完善并強化隧隧道洞內(nèi)外水水文地質(zhì)監(jiān)測測，并納入超超前預(yù)報資料料的綜合分析析。主要包括括降雨量、涌涌水量、水壓壓、水位4個方面的內(nèi)內(nèi)容。復(fù)雜巖溶隧道道施工防災(zāi)報報警系統(tǒng)設(shè)計計，其主要目的的是針對復(fù)雜雜巖溶隧道施施工期間可能能發(fā)生的突水水突泥、塌方方等意外事故故，通過系統(tǒng)統(tǒng)的實施，使使施工人員獲獲得更多的逃逃生或自救的的時間，將人人員傷亡和財財產(chǎn)損失減少少到最低程度度。系統(tǒng)的主主要內(nèi)容包括括聲光報警、、應(yīng)急通信及及電視監(jiān)控、、逃生通道及及疏散標志、、應(yīng)急照明、、逃生設(shè)備、、應(yīng)急排水等等六個部分。。隧道結(jié)構(gòu)安全全性監(jiān)測主要是針對不不同的高壓涌涌突水地段，，采取了特殊殊的工程處理理措施，采用用了多種新型型隧道結(jié)構(gòu)型型式，為了及及時分析掌握握這些復(fù)雜新新型隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)，需要對隧隧道圍巖及支支護結(jié)構(gòu)受力力變化狀況進進行監(jiān)測，從從而對隧道結(jié)結(jié)構(gòu)安全性狀狀況做出評估估，為隧道的的施工處理和和運營維護提提供依據(jù)。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.2水文文監(jiān)測系統(tǒng)專專項設(shè)計水文監(jiān)測包括括降雨量、涌涌水量、水壓壓力、地表水水位四個方面面。（1）降雨量監(jiān)監(jiān)測：根據(jù)水水文分析，對對隧道涌水點點相關(guān)的地表表區(qū)域進行降降雨量監(jiān)測。。降雨量監(jiān)測測采用“SRY-1雨量量記錄儀”進進行降雨量自自動記錄。降降雨量監(jiān)測中中要求配備輔輔助電源，避避免停電影響響降雨量的數(shù)數(shù)據(jù)采集。如如采用人工觀觀測，遇大雨雨、暴雨、暴暴雪等天氣時時，需人工記記錄其發(fā)生時時間、持續(xù)時時間、降雨量量、降雪量等等。（2）涌水量量監(jiān)測對超前鉆孔、、重要出水點點、集中匯水水點、重要井井泉等均進行行水量監(jiān)測，，主要采用人人工監(jiān)測及自自動監(jiān)測相結(jié)結(jié)合的監(jiān)測方方法進行涌水水量監(jiān)測。人工監(jiān)測：水水量較小時采采用量桶法量量測，水量較較大時應(yīng)集水水歸槽后采用用堰測法量測測。自動監(jiān)測：在在集中匯水點點設(shè)置“SONTEKArgonautSW多普勒流流速測量儀””24小時時不間斷進行行流量自動監(jiān)監(jiān)測。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.2水文文監(jiān)測系統(tǒng)專專項設(shè)計（3）水壓力監(jiān)監(jiān)測對超前鉆孔、、溶腔布置水水壓監(jiān)測孔，，進行水壓監(jiān)監(jiān)測。水壓監(jiān)監(jiān)測孔需設(shè)置置孔口管、安安裝法蘭盤、、Q型管、空空氣室及壓力力表，孔內(nèi)需需設(shè)置軟式透透水管等。（4）深孔水水位監(jiān)測采用LevelTROLL300或LevelTROLL700深孔液液壓測量儀，，對地表重要要深孔孔內(nèi)水水位進行自動動長期連續(xù)觀觀測。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.2水文文監(jiān)測系統(tǒng)專專項設(shè)計涌水量和水壓壓力是導(dǎo)致突突水突泥的兩兩個重要因素素，因此，針針對隧道總出出水量（或突突水突泥點））建立“降雨雨量-涌水量-水水壓力”水文文觀測及分析析模型，進而而確定安全作作業(yè)進洞條件件，并通過水水文觀測數(shù)據(jù)據(jù)的分析，為為溶腔處理提提供基礎(chǔ)決策策依據(jù)。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.2水文文監(jiān)測系統(tǒng)專專項設(shè)計齊岳山隧道進進口（反坡））安全施工等等級管理安全等級降雨量d/mm洞內(nèi)涌水量/(m3/h)安全狀態(tài)施工措施一d≤152000正常日常措施，正常施工二15＜d≤203000警戒☆加強觀測，做好洞內(nèi)外溝通，正常施工三20＜d≤254500警戒☆☆領(lǐng)導(dǎo)值班四25＜d≤306000警戒☆☆☆掌子面停工五30＜d7500應(yīng)急撤離機具人員4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.2水文文監(jiān)測系統(tǒng)專專項設(shè)計馬鹿箐隧道進進口（順坡））泄水洞安全全施工等級管管理安全等級降雨量d/mm水壓力/MPa泄水洞排水量/(m3/h)安全狀態(tài)施工措施一≤100.11000正常日常措施，正常施工二10～200.152500警戒加強觀測，做好洞內(nèi)外溝通，正常施工三＞200.153000應(yīng)急掌子面停工，人員全部撤離4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.3施工工防災(zāi)報警系系統(tǒng)設(shè)計建立風險隧道道防災(zāi)報警系系統(tǒng)，并根據(jù)據(jù)不同隧道的的特點，規(guī)劃劃合理的逃生生路線，設(shè)置置標示和應(yīng)急急照明，加強強演習。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.3施工工防災(zāi)報警系系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃合理的逃逃生路線。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.3施工工防災(zāi)報警系系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃合理的逃逃生路線。4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.4結(jié)構(gòu)構(gòu)安全性監(jiān)測測監(jiān)測的主要內(nèi)內(nèi)容包括圍巖巖及隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)相關(guān)的水壓壓力監(jiān)測；注注漿加固圈（（周邊圍巖））位移監(jiān)測；；圍巖與初期期支護接觸壓壓力監(jiān)測；初初期支護內(nèi)力力監(jiān)測；初期期支護與二次次襯砌接觸壓壓力監(jiān)測；二二次襯砌內(nèi)力力監(jiān)測；注漿漿加固圈滲水水量監(jiān)測；隧隧道基底沉降降監(jiān)測八個方方面。長期監(jiān)測斷面面測點布置圖圖4.巖溶高風風險隧道專項項設(shè)計4.4結(jié)構(gòu)構(gòu)安全性監(jiān)測測對監(jiān)測點的變變化量、變化化速率及累計計變化量設(shè)置置控制值與警警戒值只要有有監(jiān)測異常發(fā)發(fā)生，系統(tǒng)就就會進行個性性化的報警提提示，同時能能夠在網(wǎng)絡(luò)地地圖上清晰地地表現(xiàn)各工點點、各測點的的預(yù)警情況。。5.1隧道道施工中遭遇遇的高壓富水水充填溶腔突突水突泥突石石實例（1）野三關(guān)隧隧道“602溶腔”突水水突泥突石：2019年8月5日，野野三關(guān)隧道出出口Ⅰ線施工工到DK124+602，遭遇突水水突石災(zāi)害，，瞬間最大涌涌水量達15萬方/小時時，突水持續(xù)續(xù)1小時后穩(wěn)穩(wěn)定為1萬方方/小時。伴伴隨突水突石石，多臺機械械設(shè)備被沖走走、扭曲解體體。事后進洞洞觀察，突石石滿洞堆積長長度約400m，事故造造成巨大經(jīng)濟濟損失和人員員傷亡。5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（2）大支支坪隧道道“990溶腔腔”突水水突泥：：2019年7月月26日日，大支支坪隧道道平導(dǎo)開開挖至PDK132+930突發(fā)大大規(guī)模突突水涌砂砂，涌砂砂量約300方方。9月月4日，，向前開開挖到+960時又發(fā)發(fā)生大規(guī)規(guī)模突水水，瞬時時涌水量量達1500方方/小時時。9月月29日日，向前前開挖到到+990時再再次發(fā)生生突水突突泥，瞬瞬時涌水水量達5000方/小小時。2019年4月月30日日，ⅡDK132+913經(jīng)經(jīng)注漿后后進行開開挖，開開挖時發(fā)發(fā)生突水水涌砂，，涌砂量量約4000方方。4-30突水涌涌砂錄像像5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（3）云霧霧山隧道道“617、526溶溶腔”突突水涌砂砂：2019年7月月21日日，隧道道出口DK245+645超超前探孔孔時發(fā)生生突水涌涌砂，瞬瞬間涌水水量達780方方/小時時，涌砂砂約1000方方，涌水水造成ⅠⅠ線淹井井1035m、、Ⅱ線淹淹井710m。。8月26日完完成抽水水及清砂砂。9月月6日，，10#橫通道道超前探探孔時又又發(fā)生突突水涌砂砂，再次次造成淹淹井。08年10月12日，，隧道進進口Ⅱ線線遭遇ⅡⅡDK245+526溶腔，，溶腔內(nèi)內(nèi)充填泥泥砂，探探測期間間突出泥泥砂約250方方，涌水水量約為為90方方/小時時。云霧山隧隧道DK245+617溶溶腔突水水突泥后后進洞觀觀察照片片5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（4）馬鹿鹿箐隧道道“978溶腔腔”突水水突泥：2019年1月月21日日，馬鹿鹿箐隧道道出口平平導(dǎo)反坡坡施工到到PDK255+978時，，發(fā)生突突水突泥泥。平導(dǎo)導(dǎo)施工人人員立即即逃生。。突水經(jīng)經(jīng)橫通道道反灌正正洞，使使正洞作作業(yè)人員員遇難。。突水時時最大涌涌水量為為30萬萬方/小小時，持持續(xù)7小小時后，，涌水量量穩(wěn)定為為300方/小小時。馬鹿箐隧隧道1-21突水突突泥錄像像5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)5.2研研究究新技術(shù)術(shù)的必要要性宜萬鐵路路突水突突泥突石石奪走了了多名職職工的生生命，造造成了巨巨大的經(jīng)經(jīng)濟損失失，同時時，也對對宜萬鐵鐵路正常常施工造造成影響響，令人人心痛。。痛定思思痛，突突水突泥泥突石的的根源是是沒有一一套成熟熟的、行行之有效效的，確確保高壓壓富水充充填溶腔腔安全施施工的技技術(shù)手段段。因此此，如何何掌握高高壓富水水充填溶溶腔突水水突泥規(guī)規(guī)律，順順其自然然，規(guī)避避災(zāi)害，，研究安安全可靠靠、經(jīng)濟濟適用的的治理技技術(shù)是參參建各方方需要共共同研究究的十分分重要的的課題。。5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)5.3““釋能能降壓法法”概念念、內(nèi)容容、施工方針針及施作作步驟（1）概念念：釋能降降壓法是是針對高高壓富水水充填溶溶腔采取取有計劃劃、有目目的精確確爆破，，釋放溶溶腔所存存儲能量量，降低低溶腔施施工及運運營過程程水土壓壓力，之之后通過過配套處處治措施施完成溶溶腔治理理。（2）主要要內(nèi)容（（七項））：溶腔特特征分析析、臨近近界面鎖鎖定、相相鄰洞室室分隔、、排水規(guī)規(guī)劃、精精確爆破破設(shè)計、、預(yù)警預(yù)預(yù)報監(jiān)控控、配套套措施實實施。（3）二十十四字施施工方針針：探介質(zhì)質(zhì)、鎖邊邊界、選選時機、、精爆破破、嚴監(jiān)監(jiān)控、暢暢排放、、細處理理、勤檢檢查。。5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（4）四個個施作步步驟：查找溶腔腔階段鎖定溶腔腔階段打開溶腔腔階段處治溶腔腔階段“釋能降降壓法””施作程程序5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)“釋能降降壓法””八項專專項安全全設(shè)計（5）八項項專項安安全設(shè)計計5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（Ⅰ）查找找溶腔階階段①超前地地質(zhì)預(yù)測測預(yù)報：宜萬鐵鐵路建設(shè)設(shè)初期，，對巖溶溶隧道高高風險采采取地質(zhì)質(zhì)素描、、TSP、、地質(zhì)雷雷達、紅紅外探水水、超前前鉆探五五種方法法。實踐踐證明：：地質(zhì)素素描和TSP起起到了一一定的宏宏觀預(yù)報報作用，，但地質(zhì)質(zhì)雷達和和紅外探探水對巖巖溶水難難以起到到定量分分析作用用，而超超前鉆探探預(yù)報準準確率幾幾乎達到到100%。因因此，后后期采取取“地質(zhì)質(zhì)素描、、TSP先行，，以鉆孔孔為主””進行巖巖溶及巖巖溶水超超前預(yù)測測預(yù)報。。②溶腔特特征分析析：處理高高壓富水水充填溶溶腔，必必須對溶溶腔充填填物、水水壓力、、水量和和縱向發(fā)發(fā)育長度度進行確確定，對對溶腔型型態(tài)、規(guī)規(guī)模和水水源進行行分析與與判斷，，為釋能能降壓做做好專項項地質(zhì)分分析工作作。5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（Ⅱ）鎖定定溶腔階階段鎖定溶腔腔是釋能能降壓的的關(guān)鍵，，它對溶溶腔精確確爆破起起到?jīng)Q定定性作用用。5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)（Ⅲ）打開開溶腔階階段5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)云霧山““526溶溶腔”完完全釋放放大支坪““990溶溶腔”水水釋放、、介質(zhì)未未釋放云霧山““617溶溶腔”水水釋放、介質(zhì)質(zhì)部分釋釋放（Ⅳ）處治治溶腔階階段5.釋能能降壓法法治理高高壓富水水充填溶溶腔新技技術(shù)結(jié)構(gòu)處治治（1）基底底處理：：原則上上，基底底發(fā)育深深度不超超過2m時，采采取混凝凝土換填填；超過過2m時時，根據(jù)據(jù)縱向規(guī)規(guī)模采用用樁基承承臺或板板跨等方方案。（2）永永久泄水水洞導(dǎo)排排：為確確保運營營安全，，設(shè)置永永久泄水水洞對高高壓巖溶溶水進行行導(dǎo)排。。（3）結(jié)結(jié)構(gòu)加強強：對高高壓富水水充填溶溶腔段，，襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)加加強。（4））結(jié)構(gòu)構(gòu)長期期監(jiān)測測：為為全面面掌握握高壓壓富水水充填填溶腔腔施工工及運運營過過程受受力狀狀況，，進行行結(jié)構(gòu)構(gòu)長期期監(jiān)測測。項項目有有：水水壓力力、注注漿加加固圈圈穩(wěn)定定性、、圍巖巖與初初支接接觸壓壓力、、初支支內(nèi)力力、初初支與與二襯襯間接接觸壓壓力、、二襯襯內(nèi)力力、基基底沉沉降以以及注注漿加加固圈圈滲水水量共共8項項。4.釋釋能降降壓法法治理理高壓壓富水水充填填溶腔腔新技技術(shù)長期監(jiān)監(jiān)測斷斷面測測點布布置圖圖長期監(jiān)監(jiān)測斷斷面測測點布布置圖圖5.4釋釋能降降壓法法治理理工程程實例例云霧山山隧道道“526、617溶腔腔”（1）溶溶腔探探測：：云霧霧山隧隧道發(fā)發(fā)生兩兩次突突水涌涌砂淹淹井后后，對對掌子子面進進行封封閉，，經(jīng)探探測，，“617溶腔腔”縱縱向長長45m（（DK245+579～～+624）。?！?26溶腔腔”經(jīng)經(jīng)探測測，縱縱向長長21m（（ⅡDK245+526～+547）），發(fā)發(fā)育高高度超超過隧隧道5m。。云霧山山隧道道“617、526溶腔腔”發(fā)發(fā)育型型態(tài)圖圖617溶腔腔探孔孔出水水照片片5.釋釋能降降壓法法治理理高壓壓富水水充填填溶腔腔新技技術(shù)（2）溶溶腔特特征分分析①充填填介質(zhì)質(zhì)特征征：對對鉆孔孔涌砂砂取樣樣篩分分，篩篩分表表明，，溶腔腔充填填物為為中砂砂。針針對高高壓富富水中中砂地地層，，采用用普通通水泥泥注漿漿，很很難達達到滿滿意的的注漿漿堵水水效果果，既既使采采用超超細水水泥注注漿，，技術(shù)術(shù)要求求很高高，注注漿堵堵水難難度很很大。。云霧山山隧道道“526溶腔腔”涌涌出砂砂的篩篩分曲曲線5.釋釋能降降壓法法治理理高壓壓富水水充填填溶腔腔新技技術(shù)②溶腔腔放水水試驗驗：在在10#橫通通道利利用探探孔進進行放放水試試驗。。試驗驗時，，3#、5#孔孔通過過鋼管管將水水引排排至消消水洞洞，1#孔孔通過過泵站站抽水水至消消水洞洞。試試驗自自08年9月26日日到10月月7日日，共共12天。。云霧山山隧道道“617溶腔腔”放水試試驗位置圖圖云霧山隧道道“617溶腔腔”放水試試驗布置示示意圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)分析試驗數(shù)數(shù)據(jù)，可以以得出以下下結(jié)論：①①鉆孔排水水與地表降降雨有響應(yīng)應(yīng)關(guān)系，降降雨1天內(nèi)鉆孔孔水量變大大，但充填填介質(zhì)經(jīng)常常堵塞鉆孔孔，影響排排水。②水水壓力未超超過0.8MPa，，水壓力與與地表降雨雨有響應(yīng)關(guān)關(guān)系。③鉆鉆孔排水對對水壓力影影響不大，，通過鉆孔孔很難短時時間將水壓壓力降低。。云霧山隧道道“617溶腔腔”放水數(shù)數(shù)據(jù)分析圖圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)③溶腔水文文特征：溶腔段位于于背斜核部部，溶腔水水主要為地地表巖溶洼洼地匯水，，暗河系統(tǒng)統(tǒng)對溶腔不不形成水力力補給。“526、617溶腔腔”水文地地質(zhì)圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)（3）專項安安全設(shè)計與與實施：①洞內(nèi)相鄰鄰洞室分隔隔：釋能降降壓前對洞洞內(nèi)相鄰洞洞室進行封封堵分隔。。②洞內(nèi)排水水線路規(guī)劃劃：釋能降降壓時，水水和充填介介質(zhì)沿Ⅱ線線順排，經(jīng)經(jīng)橫通道出出洞。“526溶腔腔”釋能降降壓洞內(nèi)相相鄰洞室分分隔及排水水線路5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)③洞外排水水系統(tǒng)專項項設(shè)計：洞洞外排水線線路系統(tǒng)設(shè)設(shè)計如圖洞外排水線線路系統(tǒng)專專項設(shè)計5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)④安全監(jiān)控控系統(tǒng)專項項設(shè)計：在在洞口調(diào)度度室設(shè)置監(jiān)監(jiān)控站，各各主要觀測測點設(shè)觀測測探頭，采采取視頻監(jiān)監(jiān)控洞內(nèi)外外各主要風風險點的動動態(tài)情況，，迅速作出出反應(yīng)。⑤洞外警戒戒系統(tǒng)專項項設(shè)計：設(shè)設(shè)定警戒范范圍，進行行泄水期間間交通管制制。⑥水文監(jiān)控控系統(tǒng)專項項設(shè)計：在在5#橫通道道設(shè)水位觀觀測點，在在山頂臺地地設(shè)降雨觀觀測點，在在洞灣暗河河設(shè)流量觀觀測點，在在橫洞口設(shè)設(shè)水量觀測測點。⑦安全進洞洞專項設(shè)計計：通過監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)，，確定泄水水情況，以以此制定安安全進洞專專項設(shè)計。。⑧進洞觀察察安全線路路專項設(shè)計計：經(jīng)6#橫通道進進洞觀察，，遇到險情情時，經(jīng)6#橫通道道進入Ⅰ線線掌子面。。5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)（4）鎖定溶溶腔邊界：：爆破前對對溶腔邊界界準確鎖定定。將溶腔腔劃分為四四個區(qū)域。。Ⅰ區(qū)巖巖盤厚度小小于2.5m，ⅡⅡ區(qū)巖盤厚厚度為2.5～4.5m，ⅢⅢ區(qū)巖盤盤厚度為4.5～9m，ⅣⅣ區(qū)巖盤厚厚度大于9m。因此此，爆破設(shè)設(shè)計必須打打開溶腔ⅠⅠ區(qū)和Ⅱ區(qū)區(qū)?！?26溶腔腔”邊界鎖鎖定圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)（5）精確爆爆破：為為確保爆爆破一次成成功，對下下部巖盤厚厚度較厚位位置施工導(dǎo)導(dǎo)洞以形成成臨空面。。根據(jù)掌子子面巖盤厚厚度鎖定，，分區(qū)設(shè)計計炮眼深度度?！?26溶腔腔”精確爆爆破炮眼深深度布置圖圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)“526溶腔腔”精確確爆破專項項設(shè)計精確爆破專專項設(shè)計參參數(shù)：①掏槽方式式：斜眼掏掏槽②周邊眼間間距：60cm③抵抗線：：63cm④炮眼深度度：距溶腔腔30～40cm精精確控制⑤炮眼數(shù)量量：127個⑥炮眼密度度：2個/平方米⑦單位用藥藥量：2.28kg/方⑧起爆順序序：掏槽眼眼→掘進眼眼→二圈眼眼（底板眼眼）→周邊邊眼5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)（6）釋能降降壓08年年11月25日10時準時實實施精確爆爆破，對““526溶溶腔”釋能能降壓。“526溶腔腔”釋能能降壓泄水水錄像5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)（7）釋能降降壓成果①526溶溶腔”釋能能降壓成果果：釋能降降壓后進洞洞觀察，溶溶腔內(nèi)充填填介質(zhì)完全全釋放，水水由拱頂巖巖溶管道流流出，掌子子面為巖溶溶大廳?！?26溶腔腔”釋能降降壓照片“526溶腔腔”釋能降降壓水痕照照片5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)621爆破破涌水涌泥泥錄像②“617溶腔腔”釋能降降壓成果：：“526溶腔”釋釋能降壓時時，對“617溶腔腔”進行水水壓監(jiān)控，，隨著“526溶腔腔”釋能降降壓，“617溶腔腔”水壓力力也降為0，因此，，“526”與“617”屬屬同一水源源溶腔?！啊?26溶溶腔”釋能能降壓也徹徹底解決了了“617溶腔”處處理難題。?！?17溶腔腔”水壓力力監(jiān)測曲線線5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)③洞外洞灣灣暗河水文文觀測成果果：釋能降降壓前后對對洞灣暗河河流量進行行觀測，無無任何變化化，因此，，釋能降壓壓主要是釋釋放溶腔大大廳靜儲量量，它不會會對地表產(chǎn)產(chǎn)生影響。。2019年年11月23日2019年年11月25日2019年年11月26日5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)“617Ⅰ線線溶腔”：：“617Ⅰ線線溶腔”在在“526溶腔”釋釋能降壓后后處于無水水狀態(tài)。對對溶腔采取取清方置換換，按三臺臺階開挖。。目前溶腔腔已貫通。。“617Ⅰ線線溶腔”清清方“617Ⅰ線線溶腔”清清方后回填填置換5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)“526、、617組合合溶腔”處處理示意圖圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)602溶腔腔示意圖野三關(guān)隧道道“602溶腔腔”泄水支洞溶溶腔釋能降降壓工程案案例錄像5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)587掌子面涌出出的塊石及及巨石釋能降壓后后溶腔處治治：泄水支洞釋釋能降壓后后，正洞處處于0水壓。對對溶腔進行行清方置換換。目前，，溶腔已貫貫通。“602溶腔腔”回填置置換“602溶腔腔”貫通“602溶腔腔”清方5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)602溶腔腔處理示意意圖馬鹿箐隧道道“978溶腔腔”平面示示意圖5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)馬鹿箐隧道道“978溶腔腔”泄水洞溶腔腔釋能降壓壓工程案例例錄像5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)馬鹿箐隧道道“978溶腔腔”大廳5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)馬鹿箐隧道道“978溶腔腔”結(jié)構(gòu)處處理5.釋能降降壓法治理理高壓富水水充填溶腔腔新技術(shù)6.巖溶隧隧道施工風風險管理6.1以以建設(shè)單位位為核心，，決策重大大技術(shù)方案案。宜萬鐵路復(fù)復(fù)雜巖溶高高風險隧道道地質(zhì)條件件極其復(fù)雜雜，面臨巨巨大的安全全風險和工工期壓力，，始終堅持持“以