鐵路工程巖溶隧道案例及治理技術(shù)

XX鐵路巖溶隧道施工技術(shù)

鐵道部XX鐵路建設(shè)指揮部

二○○九年三月

目錄

1、XX鐵路工程概況及進展

2、巖溶分類

3、巖溶治理技術(shù)及工程案例

4、“釋能降壓法”治理高壓富水充填溶腔新技術(shù)（專利技術(shù)）

5、巖溶隧道施工風(fēng)險管理1、XX鐵路工程概況及進展1、XX鐵路工程概況及進展XX鐵路東起XX，西至XX，全長377km。XX至XX約30km為XX中下游平原構(gòu)造侵蝕丘陵區(qū)。XX至XX山約300km為XX與XX分水嶺靠北側(cè)地帶，屬構(gòu)造溶蝕侵蝕中低山區(qū)，巖溶極其發(fā)育。XX山至XX約50km為川東紅層構(gòu)造侵蝕、剝蝕中低山區(qū)。

XX鐵路共有隧道159座，其中：XX、XX、XX、XX、XX、XX山和別巖槽被稱為XX鐵路八座Ⅰ級風(fēng)險隧道。目前，除XX山隧道外，全線其它隧道均已貫通。1、XX鐵路工程概況及進展2、巖溶分類

隧道巖溶發(fā)育雖千奇百怪、復(fù)雜多變，無規(guī)律性，但也有其內(nèi)在的類型特征。針對XX線已揭示的900余處巖溶及巖溶水，根據(jù)其不同的類型特征，采取五種分類方式，從而“對癥下藥”，制定出“規(guī)模對策”、“充填性對策”、“充填物對策”和“水對策”，實現(xiàn)巖溶“標(biāo)準(zhǔn)化”治理。2、巖溶分類相關(guān)照片與錄像洞穴型2、巖溶分類無充填大型干溶洞2、巖溶分類

龍麟宮隧道

DK231+796半充填大型溶洞2006年8月5日揭示該溶洞。溶洞發(fā)育縱向長100m、橫向?qū)?50m、向上高出拱頂以上10m、向下深21m。半充填大型干溶洞2、巖溶分類充填塊石土型2、巖溶分類充填粉細(xì)砂型2、巖溶分分類充填泥水水型2、巖溶分分類充填清水水型2、巖溶分分類隧道與暗暗河正交交型2、巖溶分分類高壓富水水型XX山隧道進進口正洞洞DK363+090超前探測測涌水錄錄像2、巖溶分分類高壓富水水型XX山隧道進進口正洞洞DK363+629超前探測測涌水錄錄像2、巖溶分分類高壓富水水型XX山隧道出出口F11斷層超前前探孔涌涌水錄像像3、巖溶治治理技術(shù)術(shù)及工程程案例3、巖溶治治理技術(shù)術(shù)及工程程案例3.1巖溶及巖巖溶水治治理基本本對策根根據(jù)巖巖溶分類類，針對對不同類類型巖溶溶，制定定基本處處治對策策。①①洞穴型型、管道道型巖溶溶：回填方案②充填型巖溶：注漿加固+大管棚方案③過水型巖溶：引排方案④大型干溶洞（主主要針對基底處理理）：托梁+板跨方案、型鋼混混凝土+板跨方案、鋼管群群樁方案、樁基+承臺方案、路基填填筑方案、梁跨方方案⑤巖溶水治理：注漿堵水方案、泄泄水洞方案、堆積積體加固堵水方案案、繞避方案3.2工程實例：①洞穴穴型、管道型巖溶溶對策：回填方案[案例]2004年10月3日，，XX隧道DK108+865處處揭示巖溶洞穴，，直徑約3m。針針對該巖溶洞穴，采用I18鋼架C20砼護拱，外設(shè)干干砌片石緩沖層。。溶洞內(nèi)預(yù)埋豎向向排水盲管。3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例②充填無水型巖溶對對策：周邊注漿加固+大管棚方案注漿加固+大管棚方案標(biāo)準(zhǔn)模模式圖3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例[案例]2005年10月15日，3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例注漿前注漿后注漿加固3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例③過水型巖溶對策：：引排方案針對過水型巖溶，，原則上引排維持持既有通道方案處處治，不得隨意對對巖溶管道堵塞，，以免形成水害。。[案例]2005年8月11日，XX隧道進口開挖揭示示DK119+512隧底發(fā)育過水型巖巖溶，右側(cè)為巖溶溶大廳。巖溶為兩兩頭窄的芒果狀，，最寬處約18.3m，巖溶水流自左向向右流入大廳消水水洞，旱季水流量量為43m3/h。針對該巖溶：清清除大廳內(nèi)堆積體體，錨網(wǎng)噴防護，，隧道基底采用“托梁+鋼筋砼板”跨越，隧道結(jié)構(gòu)加加強。3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例[案例]2005年3月29日，王家家?guī)X隧道開挖到DK61+473，超前探測表明明前方為正交型過過水巖溶管道，經(jīng)經(jīng)放水試驗，最大大流水量為540m3/h。后爆破開挖挖，發(fā)現(xiàn)管道由左左拱腰向右拱腳發(fā)發(fā)育。入水口直徑徑分別為1.5m和0.7m，出出水口直徑為1.5m。針對該巖巖溶，采用φ600mm波紋管引引排、漿砌片石回回填、隧道結(jié)構(gòu)加加強。3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例④大型干溶洞：托梁+板跨方案、型鋼混混凝土+板跨方案、鋼管群群樁方案、樁基+承臺方案、填筑路路基方案、梁跨方方案[案例]2005年6月20日，長鷹鷹壩2#隧道開挖挖到DK240+890處，隧道道左邊墻發(fā)育一橫橫向溶槽，寬6m，縱向長20m，向下深不見底底。針對該巖溶，，基底采取“型鋼混凝土+板跨”方案、隧道結(jié)構(gòu)加加強。3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例[實例]高坪1#隧道開挖到DK139+598時，揭示出一條條斜穿隧道的干溶溶洞。溶洞自左上上向右下發(fā)育，橫橫向?qū)?0m，縱縱向長9m，向上上高20m，向下下深6.5m。針針對該巖溶，基底底采“鋼管群樁注漿加固固”方案、隧道結(jié)構(gòu)加加強。3、巖溶治理技術(shù)及及工程案例[案例]2005年4月23日，魯竹竹壩2#隧道開挖挖到DK204+610處揭示大大型半充填型干溶溶洞，溶洞縱向長長125m。DK204+610～+654段發(fā)發(fā)育1#溶腔，左左側(cè)最寬41m，，右側(cè)最寬21.6m，軌面以上上15m，軌面以以下約0～10m；DK204+677～+735段發(fā)育2#溶溶腔，左側(cè)最寬6.3m，右側(cè)最最寬20.5m，，軌面以上12m，軌面以下左墻墻腳下0～11m；DK204+654～+677段為1#、2#溶腔連接通道道，通道寬4～13m，高1.5～4m。針對該該巖溶，基礎(chǔ)采取取“樁基+承臺”方案。3、巖溶治理理技術(shù)及工工程案例3、巖溶治理理技術(shù)及工工程案例[案例]2005年6月月4日，龍龍麟宮隧道道出口施工工到DK232+467時，，揭示DK232+467～～+397特大型溶溶洞。溶洞洞縱向長約約70m，，橫向?qū)捈s約50m，，深約80m，基底底為堆積體體。受施工工爆破影響響，6月19日18:48頂頂部覆層坍坍塌。該巖巖溶基底采采取“路基填筑、、注漿加固固”方案。3、巖溶治理理技術(shù)及工工程案例[案例]2006年1月月2日，下下村壩隧道道施工至DK237+091處，揭示示一溶腔，，該溶腔沿沿線路縱向向發(fā)育30m，拱頂頂以上發(fā)育育20～30m，隧隧底以下發(fā)發(fā)育10～～20m。。溶腔橫穿穿隧道，發(fā)發(fā)育至隧道道左側(cè)邊墻墻外28m，隧道右右側(cè)邊墻外外約22m斜向下發(fā)發(fā)育一落水水洞，落水水洞深度未未知。針對對該隧道基基底，采取取“拱跨”方案。采用用1-22.5m實腹腹式拱跨結(jié)結(jié)構(gòu)，拱圈圈為半徑18.75m的鋼筋筋混凝土圓圓弧板拱，，矢高3.75m，，矢跨比1:6。拱拱橋拱圈及及拱座上回回填C15混凝土形形成橋面。。對局部溶溶腔，采用用C40混混凝土回填填。3、巖溶治理理技術(shù)及工工程案例[案例]2006年3月月3日，XX山隧道道施工到PDK366+195，進行行超前水平平鉆探，探探孔深度38m，單單孔最大涌涌水量700m3/h，水壓壓力3.1MPa。。針對該地地下水，采采取“注漿堵水”方案。⑤對巖溶地地下水的對對策：注漿堵水方方案、泄水水洞方案、、堆積體加加固方案、、繞行方案案注漿堵水方方案3、巖溶治理理技術(shù)及工工程案例XX山隧道出口PDK366+195高壓水錄像3、巖溶治理技術(shù)術(shù)及工程案例3、巖溶治理技術(shù)術(shù)及工程案例[案例]2004年年5月31日，，XX山隧道平導(dǎo)導(dǎo)施工至PDK361+870處，采采用超前炮眼孔孔進行超前探測測時，探孔中射射出高壓水，射射程5m，單孔孔涌水量60方方/小時。隨后后加強探測，表表明：前方發(fā)育育充水溶槽，溶溶槽由左上向右右下發(fā)育，最大大寬度12m。。測試水壓力為為0.26MPa，預(yù)測涌水水量為3000方/小時?？伎紤]到隧道為反反坡施工，富水水溶腔處理難度度大，采取”泄水洞”方案處理。泄水洞方案3、巖溶治理技術(shù)術(shù)及工程案例堆積體加固堵水水方案[實例]五爪爪觀隧道DK49+274～DK49+345段與五爪觀觀暗河正交,暗河最大流流量36000萬萬方/小時。暗河河巖溶大廳橫向?qū)拰捈s120m，為為巨塊狀崩塌塌塊石充填。。該段路肩設(shè)設(shè)計標(biāo)高約542m，堆堆積體頂部標(biāo)標(biāo)高約582m，巖溶大大廳頂板最高高處標(biāo)高約600m。暗暗河巖溶大廳廳堆積體上部部為巨塊狀崩崩塌塊石，下下部為卵石土土、塊石土及及粉質(zhì)黏土夾夾礫砂等組成成，飽和、透透水性好。卵卵石磨圓度好好，直徑2～～9cm,個個別達11cm以上；頂頂板及周壁為為堅硬完整灰灰?guī)r。根據(jù)該該巖溶暗河特特點，采取“堆積體加固堵堵水，抬升暗暗河”方案，總體處處理順序為：：清除堆積物物→施做大里里程端底板→→分段施做截截流區(qū)注漿、、擋水壩→排排水渠區(qū)注漿漿、修建排水水渠、導(dǎo)流→→大里程區(qū)鉆鉆孔注漿、小小里程區(qū)底板板→小里程區(qū)區(qū)鉆孔注漿。。3、巖溶治理技技術(shù)及工程案案例3、巖溶治理技技術(shù)及工程案案例五爪觀隧道暗河堆積體注注漿及開挖效效果3、巖溶治理技技術(shù)及工程案案例繞行方案[案例]XX山隧道進進口平導(dǎo)施工工至PDK364+005時時，超前探測測表明：前方方發(fā)育高壓動動水充填粉細(xì)細(xì)砂層溶洞，，溶洞由左向向右發(fā)育，左左側(cè)規(guī)模大，，右側(cè)規(guī)模小小，探測表明明右側(cè)縱向長長度4～5m，但左側(cè)經(jīng)經(jīng)多次注漿后后，由于高壓壓動水粉細(xì)砂砂層注漿難度度大，仍無法法探到對方基基巖。針對XX山隧道進進口反坡施工工特點，以及及平導(dǎo)的功能能特點，對該該巖溶不再處處理，采取“繞行”方案。繞行后后順利通過規(guī)規(guī)模較小的充充填粉細(xì)砂層層溶洞。3、巖溶治理技技術(shù)及工程案案例4.1隧道施工中遭遭遇的高壓富富水充填溶腔腔突水突泥（1）XX隧道“602溶腔”突水突泥：2007年8月5日，XX隧道出口Ⅰ線施工到DK124+602，遭遇突水突泥災(zāi)災(zāi)害，瞬間最大涌涌水量達15萬方/小時，突水持續(xù)1小時后穩(wěn)定為1萬方/小時。伴隨突水，，多臺機械設(shè)備被被沖走、扭曲解體體。事后進洞觀察察，突泥堆積長度度約400m，掌子面附近隧道道被堵滿。突水突突泥造成巨大經(jīng)濟濟損失和人員傷亡亡。4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)（2）XX隧道“990溶腔”突水突泥：2006年7月26日，XX隧道平導(dǎo)開挖至PDK132+930突發(fā)大規(guī)模突水涌涌砂，涌砂量約300方。9月4日，向前開挖到+960時又發(fā)生大規(guī)模突突水，瞬時涌水量量達1500方/小時。9月29日，向前開挖到+990時再次發(fā)生突水突突泥，瞬時涌水量量達5000方/小時。2008年4月30日，ⅡDK132+913經(jīng)注漿后進行開開挖，開挖時發(fā)發(fā)生突水涌砂，，涌砂量約4000方。4-30突水涌砂錄像4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（3）XX隧道“617、526溶腔”突水涌砂：2008年7月21日，隧道出口DK245+645超前探孔時發(fā)生生突水涌砂，瞬瞬間涌水量達780方/小時，涌砂約1000方，涌水造成Ⅰ線淹井1035m、Ⅱ線淹井710m。8月26日完成抽水及清清砂。9月6日，10#橫通道超前探孔孔時又發(fā)生突水水涌砂，再次造造成淹井。08年10月12日，隧道進口Ⅱ線遭遇ⅡDK245+526溶腔，溶腔內(nèi)充充填泥砂，探測測期間突出泥砂砂約250方，涌水量約為為90方/小時。XX隧道DK245+617溶腔突水突泥后后進洞觀察照片片4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（4）XX隧道“978溶腔”突水突泥：2006年1月21日，XX隧道出口平導(dǎo)反反坡施工到PDK255+978時，發(fā)生突水突突泥。平導(dǎo)施工工人員立即逃生生。突水經(jīng)橫通通道涌入正洞，，使正洞作業(yè)人人員遇難。突水水時最大涌水量量為30萬方/小時，持續(xù)7小時后，涌水量量穩(wěn)定為300方/小時。XX隧道1-21突水突泥錄像4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)4.2研究新技術(shù)的必必要性XX鐵路突水突泥奪奪走了多名職工工的生命，造成成了巨大的經(jīng)濟濟損失，同時，，也對XX鐵路正常施工造造成影響，令人人心痛。痛定思思痛，突水突泥泥的根源是沒有有一套成熟的、、行之有效的，，用于解決高壓壓富水充填溶腔腔安全施工的技技術(shù)手段。因此此，如何掌握高高壓富水充填溶溶腔突水突泥規(guī)規(guī)律，順其自然然，規(guī)避災(zāi)害，，研究安全可靠靠、經(jīng)濟適用的的治理技術(shù)是XX鐵路參建各方需需要共同研究的的重要課題。4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)4.3“釋能降壓法”概念、內(nèi)容、施施工方針及施作作步驟（1）概念：釋能降壓法是是針對高壓富水水充填溶腔采取取有計劃、有目目的精確爆破，，釋放溶腔所存存儲能量，降低低溶腔施工及運運營過程水土壓壓力。之后，通通過配套處治措措施完成溶腔治治理。（2）主要內(nèi)容（七七項）：溶腔特征分析析、臨近界面鎖鎖定、相鄰洞室室分隔、洞外排排水規(guī)劃、精確確爆破設(shè)計、預(yù)預(yù)警預(yù)報監(jiān)控、、配套措施實施施。（3）二十四字施工工方針：探介質(zhì)、鎖邊邊界、選時機、、精爆破、嚴(yán)監(jiān)監(jiān)控、暢排放、、細(xì)處理、勤檢檢查。4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（4）四個施作步驟驟：查找溶腔階段段、鎖定溶腔階階段、打開溶腔腔階段、處治溶溶腔階段“釋能降壓法”施施作程序4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)“釋能降壓法”八八項專項安全設(shè)設(shè)計（5）八項專項安全全設(shè)計4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（Ⅰ）查找溶腔階段段①超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)預(yù)報：XX鐵路建設(shè)初期，，對巖溶隧道高高風(fēng)險采取地質(zhì)質(zhì)素描、TSP、地質(zhì)雷達、紅紅外探水、超前前鉆探五種方法法。實踐證明：：地質(zhì)素描和TSP起到了一定的宏宏觀預(yù)報作用，，但地質(zhì)雷達和和紅探水對巖溶溶水難以起到定定量分析作用，，而超前鉆探預(yù)預(yù)報準(zhǔn)確率幾乎乎達到100%。因此，后期采采取“地質(zhì)素描、TSP先行，以鉆孔為為主”進行巖溶及巖溶溶水超前預(yù)測預(yù)預(yù)報。②溶腔特征分析析：處理高壓富水水充填溶腔，必必須對溶腔充填填物、水壓力、、水量和縱向發(fā)發(fā)育長度進行確確定，對溶腔型型態(tài)、規(guī)模和水水源進行分析與與判斷，為釋能能降壓做好專項項地質(zhì)分析工作作。4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)上側(cè)位交交叉突水水模式下側(cè)位交交叉突水水模式（Ⅱ）鎖定溶溶腔階段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。①臨界距距離：高壓富富水充填填溶腔爆爆破前必必須確保保掌子面面有一定定的安全全距離。。針對隧隧道縱向向穿越巖巖溶時上上側(cè)位交交叉和下下側(cè)位交交叉兩種種模式。。采用FLAC2D程序研究究巖溶突突水機理理，確定定巖溶突突水臨界界距離。。4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)隔離巖柱柱與隧道道涌水量量關(guān)系曲曲線研究結(jié)果果表明：：隨著隧隧道接近近溶腔，，隧道涌涌水量與與位移量量逐漸增增大，當(dāng)當(dāng)隔離巖巖柱接近近2.5～3m時，隧道道涌水量量和位移移量急劇劇增大，，因此，，將2.5～3m完整巖柱柱作為隧隧道開挖挖接近溶溶腔的臨臨界距離離。②溶腔界界面鎖定定：隧道接接近溶腔腔時，通過風(fēng)風(fēng)鉆鉆探探來鎖定定溶腔界界面。鉆鉆探時根根據(jù)鉆進進速度、、排碴情情況、水水量大小小，從而而準(zhǔn)確地地鎖定溶溶腔臨近近界面。。隔離巖柱柱與隧道道最大位位移量關(guān)關(guān)系曲線線4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)（Ⅲ）打開溶溶腔階段段隧道掌子子面到達達高壓富富水充填填溶腔臨臨界距離離后，采采取精確確爆破專專項打開開溶腔，，釋放溶溶腔內(nèi)水水和充填填物，消消除能量量。精確爆破破專項設(shè)設(shè)計要求求爆破后后揭開溶溶腔斷面面面積不不小于2m×2m，以利于于水和充充填物快快速、徹徹底釋放放。（Ⅳ）處治溶溶腔階段段高壓富溶腔釋能降壓后，由于受充填介質(zhì)特征、水壓力高低、水量大小、釋放季節(jié)等因素影響，可能會出現(xiàn)三種情況：一是水和充填介質(zhì)完全釋放，二是水釋放、充填介質(zhì)未釋放，三是水釋放、充填介質(zhì)部分釋放。根據(jù)狀態(tài)不同，確定處治方案。實施時，應(yīng)“因地制宜、適時調(diào)整”。4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)XX“526溶腔”完全釋放放XX“990溶腔”水釋放、、介質(zhì)未未釋放XX“617溶腔”水釋放、介質(zhì)質(zhì)部分釋釋放4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)釋能降壓壓后溶腔腔施工處處治方案案選擇程程序4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)①完全釋放放：這種情況況下，溶溶腔處理理極其容容易，主主要采取取回填，，在隧道道結(jié)構(gòu)外外形成護護拱?；靥钭o拱拱法模式式回填護拱拱法工藝藝流程4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)臺階法開開挖模式式臺階法開開挖工藝藝流程②水釋放、、介質(zhì)未未釋放：：這種情況況下，應(yīng)應(yīng)對充填填介質(zhì)穩(wěn)穩(wěn)定性進進行評判判，若介介質(zhì)含水水量低（（一般低低于30%），有一一定的自自穩(wěn)能力力，可采采取三臺臺階開挖挖。否則則，應(yīng)采采取注漿漿-管棚法，，以防止止開挖過過程中發(fā)發(fā)生坍方方。a.三臺階法法：臺階開挖挖應(yīng)采用用三臺階階，以降降低每次次開挖高高度，上上臺階開開挖時采采取預(yù)留留核心土土弧形導(dǎo)導(dǎo)坑開挖挖，以保保證掌子子面穩(wěn)定定。4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)XX上半斷面預(yù)留留核心土環(huán)形形開挖照片XX隧道上半斷面面橫向支撐及及徑向注漿照照片4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)b.注漿管棚法：：對隧道拱部周周邊注漿，對對掌子面適當(dāng)當(dāng)加固，施作作超前大管棚棚，以防止開開挖過程中出出現(xiàn)坍方。注漿管棚法模模式注漿管棚法工工藝流程4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)XX隧道注漿管棚棚法施工XX隧道三臺階法法開挖4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)③水釋放、介質(zhì)質(zhì)部分釋放:這種情況可采采取清方置換換法處治。清清方置換法是是采用機械設(shè)設(shè)備對堆積體體清方，使堆堆積體空隙率率增大，局部部形成空洞，，然后采用混混凝土或水泥泥砂漿回填空空洞，膠結(jié)堆堆積體，之后后采取三臺階階法開挖支護護。清方置換法結(jié)結(jié)構(gòu)模式清方置換法工工藝流程4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)XX隧道“602溶腔”清方照片XX隧道“602溶腔”回填置換照照片4、釋能降壓壓法治理高高壓富水充充填溶腔新新技術(shù)結(jié)構(gòu)處治：：（1）基底處理理：原則上，，基底發(fā)育育深度不超超過2m時，采取混混凝土換填填；超過2m時，采用樁樁基承臺。。（2）永久泄水水洞導(dǎo)排：為確保運運營安全，，設(shè)置永久久泄水洞對對高壓巖溶溶水進行導(dǎo)導(dǎo)排。（3）結(jié)構(gòu)加強強：對高壓富水充充填溶腔段，襯襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)加強強。（4）結(jié)構(gòu)長期監(jiān)測測：為全面掌握高高壓富水充填溶溶腔施工及運營營過程受力狀況況，進行結(jié)構(gòu)長長期監(jiān)測。項目目有：水壓力、、注漿加固圈穩(wěn)穩(wěn)定性、圍巖與與初支接觸壓力力、初支內(nèi)力、、初支與二襯間間接觸壓力、二二襯內(nèi)力、基底底沉降以及注漿漿加固圈滲水量量共8項。4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（5）八項專項安全全設(shè)計①水文監(jiān)測專項設(shè)設(shè)計：包括降雨量、、涌水量、水壓壓力、地表水位位四個方面。②洞外排水系統(tǒng)統(tǒng)專項設(shè)計：高壓富水充填填溶腔釋能降壓壓前，必須調(diào)查查洞外環(huán)境、查查找消水洞、明明確排水線路，，設(shè)置排水溝渠渠能力不得小于于10000方/小時，且保證排排水通暢。對排排水線路中存在在安全隱患房屋屋進行拆除。(a)XX隧道橫洞至立交交位置4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)(b)立交至棄碴場拐拐角處(c)棄碴場至消水洞洞XX隧道“526溶腔”釋能降壓洞外排排水線路4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)③洞外警戒系統(tǒng)專專項設(shè)計：釋能降壓前，對對洞外警戒系統(tǒng)統(tǒng)進行專項設(shè)計計，內(nèi)容包括：：警戒區(qū)域、警警戒時段、警戒戒標(biāo)識等。④洞內(nèi)排水線路路專項設(shè)計：釋能降壓前，根根據(jù)釋能降壓點點所處位置，確確定合理洞內(nèi)排排水線路。a.順坡施工后部全全貫通，采取封封堵橫通道順排排。順坡施工后部全全貫通時排水線線路4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)b.順坡施工后部局順坡施工后部未未全貫通時排水水線路c.反坡施工時，先先迂回貫通，實實施順排。反坡施工時排水水線路4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)⑤洞內(nèi)相鄰洞室分分隔專項設(shè)計：：為減少釋能降壓壓時水及充填物物進入相鄰洞室室，保證相鄰洞洞室正常施工，，應(yīng)對相鄰洞室室進行隔離。封封堵位置宜選擇擇在橫通道靠近近排水線路側(cè)。。封堵材料根據(jù)據(jù)工程要求及現(xiàn)現(xiàn)場條件確定。。封堵高度，原原則上，掌子面面后退1km范圍全堵、1km以外半堵。封堵堵厚度應(yīng)進行檢檢算。⑥洞內(nèi)外預(yù)警監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)專項設(shè)設(shè)計：釋能降壓時視頻頻監(jiān)控各主要監(jiān)監(jiān)測點，記錄全全過程。⑦進洞條件專項項設(shè)計：根據(jù)水文監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)分析，研究究地表降雨與洞洞內(nèi)排水關(guān)系，，制定出隧道安安全進洞條件。。⑧進洞觀察安全全撤離線路專項項設(shè)計：監(jiān)控掌子面釋能能降壓情況，24小時后，確認(rèn)無無異常，可進洞洞觀察。為避免免進洞觀察出現(xiàn)現(xiàn)不測，應(yīng)選擇擇合理線路撤離離。4、釋能降降壓法治治理高壓壓富水充充填溶腔腔新技術(shù)術(shù)a.順排時，，最靠近近掌子面面橫通道道半堵，，作為進進洞觀察察安全通通道。進進洞觀察察遇到險險情時，，盡快經(jīng)經(jīng)安全通通道進入入相鄰洞洞室掌子子面，確確認(rèn)安全全時再出出洞。b.繞排時，按同樣線線路撤離。順坡施工后部全貫貫通時進洞觀察撤撤離線路順坡施工后部未全全貫通時進洞觀察察撤離線路4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)c.迂回排水時，進洞洞觀察遇到險情，，向上游撤離直接接出洞。反坡施工時進洞觀觀察撤離線路4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)XX隧道“526、617溶腔”（1）溶腔探測：XX隧道發(fā)生兩次突水水涌砂淹井后，對對掌子面進行封閉閉，經(jīng)探測，“617溶腔”縱向長45m（DK245+579～+624）?！?26溶腔”經(jīng)探測，縱向長21m（ⅡDK245+526～+547），發(fā)育高度超過過隧道5m。XX隧道“617、526溶腔”發(fā)育型態(tài)圖617溶腔探孔出水照片片4.4“釋能降壓法”工程案例4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)（2）溶腔特征分析①充填介質(zhì)特征：：對鉆孔涌砂取樣篩篩分，篩分表明，，溶腔充填物為中中砂。針對高壓富富水中砂地層，采采用普通水泥注漿漿，很難達到滿意意的注漿堵水效果果，既使采用超細(xì)細(xì)水泥注漿，技術(shù)術(shù)要求很高，注漿漿堵水難度很大。。XX隧道“526溶腔”涌出砂的篩分曲線線4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)②溶腔放水試驗：在10#橫通道利用探孔進進行放水試驗。試試驗時，3#、5#孔通過鋼管將水引引排至消水洞，1#孔通過泵站抽水至至消水洞。試驗自自08年9月26日到10月7日，共12天。XX隧道“617溶腔”放水試驗位置圖XX隧道“617溶腔”放水試驗布置示意意圖4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)分析試驗數(shù)據(jù)，可可以得出以下結(jié)論論：①鉆孔排水與與地表降雨有響應(yīng)應(yīng)關(guān)系，降雨1天內(nèi)鉆孔水量變大大，但充填介質(zhì)經(jīng)經(jīng)常堵塞鉆孔，影影響排水。②水壓壓力未超過0.8MPa，水壓力與地表降降雨有響應(yīng)關(guān)系。。③鉆孔排水對水水壓力影響不大，，通過鉆孔很難短短時間將水壓力降降低。XX隧道“617溶腔”放水?dāng)?shù)據(jù)分析圖4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)③溶腔水文特征：溶腔段位于背斜核核部，溶腔水主要要為地表巖溶洼地地匯水，暗河系統(tǒng)統(tǒng)對溶腔不形成水水力補給?！?26、617溶腔”水文地質(zhì)圖4、釋能降壓法治理理高壓富水充填溶溶腔新技術(shù)（3）專項安全設(shè)計與與實施：①洞內(nèi)相鄰洞室分分隔：釋能降壓前對洞內(nèi)內(nèi)相鄰洞室進行封封堵分隔。②洞內(nèi)排水線路規(guī)規(guī)劃：釋能降壓時，水和和充填介質(zhì)沿Ⅱ線順排，經(jīng)橫通道道出洞?！?26溶腔”釋能降壓壓洞內(nèi)相相鄰洞室室分隔及及排水線線路4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)③洞外排水系統(tǒng)統(tǒng)專項設(shè)計：：洞外排水線路路系統(tǒng)設(shè)計如如圖洞外排水線路路系統(tǒng)專項設(shè)設(shè)計4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)④安全監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)專項設(shè)計：：在洞口調(diào)度室室設(shè)置監(jiān)控站站，各主要觀觀測點設(shè)觀測測探頭，采取取視頻監(jiān)控洞洞內(nèi)外各主要要風(fēng)險點的動動態(tài)情況，迅迅速作出反應(yīng)應(yīng)。⑤洞外警戒系系統(tǒng)專項設(shè)計計：設(shè)定警戒范圍圍，進行泄水水期間交通管管制。⑥水文監(jiān)控系系統(tǒng)專項設(shè)計計：在5#橫通道設(shè)水位位觀測點，在在山頂臺地設(shè)設(shè)降雨觀測點點，在洞灣暗暗河設(shè)流量觀觀測點，在橫橫洞口設(shè)水量量觀測點。⑦安全進洞專專項設(shè)計：通過監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)，確定泄水水情況，以此此制定安全進進洞專項設(shè)計計。⑧進洞觀察安安全線路專項項設(shè)計：經(jīng)6#橫通道進洞觀觀察，遇到險險情時，經(jīng)6#橫通道進入Ⅰ線掌子面。4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)（4）鎖定溶腔邊邊界：爆破前對溶腔腔邊界準(zhǔn)確鎖鎖定。將溶腔腔劃分為四個個區(qū)域。Ⅰ區(qū)巖盤厚度小小于2.5m，Ⅱ區(qū)巖盤厚度為為2.5～4.5m，Ⅲ區(qū)巖盤厚度為為4.5～9m，Ⅳ區(qū)巖盤厚度大大于9m。因此，爆破破設(shè)計必須打打開溶腔Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)。“526溶腔”邊界鎖定圖4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)（5）精確爆破：：為確保爆破一一次成功，對對下部巖盤厚厚度較厚位置置施工導(dǎo)洞以以形成臨空面面。根據(jù)掌子子面巖盤厚度度鎖定，分區(qū)區(qū)設(shè)計炮眼深深度?！?26溶腔”精確爆破炮眼眼深度布置圖圖4、釋能降壓法法治理高壓富富水充填溶腔腔新技術(shù)“526溶腔”精確爆破專項設(shè)設(shè)計精確爆破專項設(shè)設(shè)計參數(shù)：①掏槽方式：斜斜眼掏槽②周邊眼間距：：60cm③抵抗線：63cm④炮眼深度：距溶溶腔30～40cm精確控制⑤炮眼數(shù)量：127個⑥炮眼密度：2個/平方米⑦單位用藥量：：2.28kg/方⑧起爆順序：掏掏槽眼→掘進眼眼→二圈眼（底底板眼）→周邊邊眼4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（6）釋能降壓08年11月25日10時準(zhǔn)時實施精確確爆破，對“526溶腔”釋能降壓?！?26溶腔”釋能降壓泄水錄錄像4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（7）釋能降壓成果果①526溶腔”釋能降壓成果：：釋能降壓后進洞洞觀察，溶腔內(nèi)內(nèi)充填介質(zhì)完全全釋放，水由拱拱頂巖溶管道流流出，掌子面為為巖溶大廳。“526溶腔”釋能降壓照片“526溶腔”釋能降壓水痕照照片4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)②“617溶腔”釋能降壓成果：“526溶腔”釋能降壓時，對對“617溶腔”進行水壓監(jiān)控，，隨著“526溶腔”釋能降壓，“617溶腔”水壓力也降為0，因此，“526”與“617”屬同一水源溶腔腔?！?26溶腔”釋能降壓也徹底底解決了“617溶腔”處理難題?！?17溶腔”水壓力監(jiān)測曲線線4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)③洞外洞灣暗河水水文觀測成果：：釋能降壓前后對對洞灣暗河流量量進行觀測，無無任何變化，因因此，釋能降壓壓主要是釋放溶溶腔大廳靜儲量量，它不會對地地表產(chǎn)生影響。。2008年11月23日2008年11月25日2008年11月26日4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（8）實施釋能降壓壓后溶腔處治①“526溶腔”處理：“526溶腔”釋能降壓后，水水和充填介質(zhì)全全部釋放，因此此，采取回填護護拱法處理?！?26溶腔”處治方案設(shè)計“526溶腔”回填護拱法施工工照片4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)②“617Ⅱ線溶腔”處理：“617Ⅱ線溶腔”在“526溶腔”釋能降壓后處于于無水狀態(tài)。對對溶腔采取清方方回填，對隧底底溶腔采取換填填。4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)③“617Ⅰ線溶腔”：“617Ⅰ線溶腔”在“526溶腔”釋能降壓后處于于無水狀態(tài)。對對溶腔采取清方方置換，按三臺臺階開挖。目前前溶腔已貫通，，待基底補勘后后確定基底處理理方案。“617Ⅰ線溶腔”清方“617Ⅰ線溶腔”清方后回填置換換4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)XX隧道“602溶腔”泄水支洞溶腔釋釋能降壓工程案案例錄像4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)（5）釋能降壓后溶溶腔處治：泄水支洞釋能降降壓后，正洞處處于0水壓。對溶腔進進行清方置換。。目前，溶腔已已貫通?！?02溶腔”回填置換“602溶腔”貫通“602溶腔”清方4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)XX隧道“978溶腔”泄水洞溶腔釋能能降壓工程案例例錄像4、釋能降壓法治治理高壓富水充充填溶腔新技術(shù)術(shù)5、巖溶隧道施工工風(fēng)險管理5.1以建設(shè)單位為核核心，決策重大大技術(shù)方案。XX鐵路復(fù)雜巖溶高高風(fēng)險隧道地質(zhì)質(zhì)條件極其復(fù)雜雜，面臨巨大的的安全風(fēng)險和工工期壓力，堅持持“以人為本”，把保證人的生生命安全作為第第一目標(biāo)，創(chuàng)新新建設(shè)單位在重重大關(guān)鍵技術(shù)方方案決策上必須須起核心主導(dǎo)作作用的新理念，，成立以指揮長長為組長的Ⅰ級風(fēng)險隧道重大大技術(shù)方案管理理小組，組織參參建各方分析風(fēng)風(fēng)險隧道施工安安全、技術(shù)方案案，邀請院士、、專家