第３７卷，第２期 公 路 工 程 Ｖｏ１．３７，Ｎｏ．２ ２ ０ １ ２年４月 Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｒ．，２ ０ １ ２ 某隧道内溶洞涌水突泥处治方案设计 李箐 ，李斯兵 ，赵青 ，曲道来 （１．湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙４１０００８；２．湖南省吉茶高速公路建设开发有限公司，湖南吉首 ４１６０００； ３．长沙理工大学交通运输学院，湖南长沙４１０００４） ［摘要】山岭隧道内的岩溶水害是诸多岩溶病害问题中的突出、复杂问题。此文结合溆浦至怀化高速公路 控制性工程关虎冲隧道出现的大型岩溶涌水病害，对如何安全有效的处理溶洞大量涌水突泥问题进行了方案设 计。在山岭公路隧道中首次提出了抗水压衬砌方案，可供同类工程参考，应用。 ［关键词】岩溶；隧道；涌水处治；抗水压衬砌 【中图分类号１ Ｕ ４５７ ．２ 【文献标识码１ Ａ ［文章编号】１６７４—０６１０（２０１２）０２—００８５—０４ Ａ Ｔｕｎｎｅｌ Ｋａｒｓｔ Ｗａｔｅｒ Ｇｕｓｈｉｎｇ ａｎｄ Ｍｕｄ Ｏｕｔｂｕｒｓｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｄｅｓｉｇｎ ＬＩ Ｑｉｎｇ ，ＬＩ Ｓｉｂｉｎｇ ，ＺＨＡＯ Ｑｉｎｇ ，ＱＵ Ｄａｏｌａｉ （１．Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｐｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１０００８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｊｉｃｈａ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｊｉｓｈｏｕ， Ｈｕｎａｎ ４ １ ６０００，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１０００４，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｋａｒｓｔ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｔｈｅ ｋａｒｓｔ ｄｉｓｅａｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ，ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｕｎｉｉｆｅｓ ｔｈｅ Ｘｕｐｕ ｔｏ Ｈｕａｉｈｕａ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｕａｎ Ｈｕ ｒｕｓｈｅｄ ｔｕｎｎｅｌ ｌａｒｇｅ ｋａｒｓｔ ｗａｔｅｒ ｄｉｓｅａｓｅｓ，ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｒｅａｔ ｃａｖｅ ｌａｒｇｅ ｗａｔｅｒ ｇｕｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｍｕｄ ｏｕｔｂｕｒｓｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｐｒｏ— ｇｒａｍ ｄｅｓｉｇｎ．Ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ａｇａｉｎｓｔ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｆｒｓｔ ｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｋａｒｓｔ；ｔｕｎｎｅｌ；ｗａｔｅｒ ｄｉｓｅａｓｅｓ；ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｃｈｅｍｅ １ 概述 衬砌方案，并提出了一些想法与建议。 我国有超过２３个省广泛发育岩溶地层，据报道 ２工程概况与地质情况 大部分是易溶灰岩和岩溶地层地区。隧道在推进过 关虎冲隧道为双洞单向交通隧道，起讫桩号： 程中遇到岩溶的同时，很有可能会伴随着涌水突泥。 ＺＫ１２５＋０９２～ＺＫ１３０＋０１０ｆＹＫ１２５＋０７０一ＹＫ１３０＋ 涌水突泥严重危及隧道施工的安全，影响隧道施工 ０４０）全长折合双洞４．９４４ ｋｍ，属特长隧道，最大埋 的进度，如果隧道施工措施不当，常常会使隧道建成 深４７０．５ ｍ，是溆浦至怀化高速公路的控制性工程。 后运营环境恶劣，地表环境恶化，给人们的生产和生 该隧道怀化端围岩主要为弱一微风化薄一中厚状白 活造成重大的损失。在处理此类问题时，许多的处 云质灰岩、白云岩夹薄层紫色、灰色泥岩及层间错动 理方式是“以排为主”，尽量将水引向远离隧道的区 产生的角砾岩，局部发育紫色钙泥质胶结的砾岩及 域，但此种处理往往会带来水土流失，情况严重的会 粉砂质泥岩，为坚硬岩夹软岩。 造成区域性地层塌陷等地质灾害。 从目前已揭露出来的围岩情况，隧道怀化段，岩 本文结合关虎冲隧道内某溶洞大量涌水突泥 溶发育，多处发育溶沟、落水洞、竖井及溶洞，隧道推 （暴雨单洞最大涌水方量达到ｌ５万ｍ ／ｄ）的工程实 进过程中遇到的比较突出的溶洞就有１０处之多。 例，对如何处理溶洞大量涌水突泥问题进行了方案 地表多处发育岩溶漏斗、天坑，而且左右洞地表水沿 设计，在山岭公路隧道中首次提出直接临水抗水压 溶蚀裂隙、溶沟、落水洞等集中下渗，较深部发育水 ［收稿日期】２０１２—０３—１０ ［作者简介］李箐（１９８３一），男，湖南益阳人，工程师，主要从事岩土工程研究与公路设计工作。 ８８ 公路工程 ３７卷 直墙圆拱型引水隧道，将左右洞涌水通过该隧道直 接引至洞外。 ｙＫ１２９＋４２０； ； 引水隧道结构按无压、低流速引水隧道设计。 根据目前的涌水量，以及参见《水工隧洞设计规 ｉ籍 ｝Ｉ ：｛Ｉ ｒ 、左 ／ Ｚ Ｋ１２９＋５００ 范》——ＳＤｌ３４—８４，确定该引水隧道结构形式采用 直墙圆拱型，底部宽度设计为４ Ｉｎ，圆拱半径设计为 ２ ｉｎｏ 哆线 崩ｉ ＩＩ 砌 ＹＫ１３０＋０４０ ｉ ＺＫｌ３０＋０１０ 本隧道起于ＹＫ１３０＋０７０，终于ＹＫ１２９＋４３５，全 长６３５ ｍ，为单向下坡，坡度为一２％，平面采用直 图８ 引水隧道平面布置图 线，位置置于隧道两洞正中（见图８）。 Ｆｉｇｕｒｅ ８ Ｐｌａｎ ｏｆ Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ Ｔｕｎｎｅｌ 该方案施工周期相对较长，设置了专门的排水 空，有可能导致山体地表区域性塌陷，造成无法弥补 通道，改变了岩溶地下水系走向。 的环境灾害。 因为溶洞涌水带有大量的泥沙，随着时间的增 ４．４方案比选（见表２） 加，随着大量的泥沙被水流带出洞外，逐步将山体掏 综合比选，推荐方案２，抗水压衬砌方案。 表２方案比选 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ ５ 总结 本文首次提出了抗水压衬砌的处治方案，可供同类 工程借鉴、参考。 ①岩溶问题是灰岩区隧道一个比较突出、复杂 的问题，应加强监控及超前地质预报工作，对隧道掘 ［参考文献］ 进前方的地质情况有个预判，及早发现问题，及早处 ［１］ 彭立敏刘小兵．交通隧道工程［Ｍ］．长沙：中南大学出版社， 理。 ２００３． ②在处理隧道各种病害处理过程中，不但要考 ［２］ＪＴＧ Ｄ７０—２００４，公路隧道设计规范［Ｓ］． ［３］ＧＢ１２２４３—８９，弹簧直接载荷式安全阀［Ｓ］． 虑到经济、当前施工难易等因素，还要综合考虑到环 ［４］ＤＬＴ＿５１９５—２００４，水工隧洞设计规范［Ｓ］． 保、运营以及长远维护等因素，达到“全面治理，永 ［５］王梦恕．水下交通隧道的设计与施工［Ｊ］．中国工程科学， 无后患”的目的。 ２００９，１１（７）：３一ｌＯ． ③在处理隧道岩溶水害问题时，本文建议采用 ［６］王建宇．对隧道衬砌水压力荷载的讨论［Ｊ］．现代隧道技术， “以防为主，综合治理”的原则，尽量不要改变其原 ２００６，（增）：６７—７３． ［７］ 雷华．湾田３号隧道岩溶处治方案设计［Ｊ］．公路，２００９，４ 有水路，以免造成不必要的地质灾害。 （４）：４１—４５． ④在公路交通山岭隧道岩溶涌水处治设计中，
