浅析岩溶地区工程治理措施
一、岩溶及其形态特征
在可溶性岩石地区，地下水和地表水对可溶岩进行化学侵蚀作用、机械侵蚀作用以及与之伴生的迁移、堆积作用，总称为溶岩作用。在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征，称之为岩溶现象。
岩溶是碳酸盐类岩石与水作用的结果，只有碳酸盐类岩石分布的地区，才有岩溶。我国碳酸盐类岩石分布面积很广，出露地表的约有120万平方公里，约占全国面积的1/8，埋藏地下的更为广泛，主要分布在我国南方广西、贵州和云南东部，其中以广西壮族自治区出露面积最大，约12万平方公里，占自治区面积的60%左右。除此在湖南、湖北西部以及广东的西部和北部岩溶也很发育。华北地区岩溶主要分布在山西和河北的太行山、太岳山、吕梁山和燕山一带，其中尤以山西境内比较发育。
岩溶与工程建设的关系很密切。在岩溶地区修建隧道，一旦揭穿高压岩溶管道水时，就会造成大量突水，有事夹有泥沙喷射，给施工带来严重困难，甚至淹没坑道，造成机毁人亡的事故。在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时，洞中高填方或桥跨施工困难，造价昂贵，有时不得不另辟新道，因而延误工期。在岩溶地区修筑公路时，由于地下岩溶水的活动，导致路基基底冒水，水淹路基、水冲路基及隧道涌水等。
二、岩溶发育的基本条件
1、具有可溶性岩层，即以碳酸盐类岩石为主的石灰岩、白云岩及一系列过渡型岩石；
2、具有有溶解能力（含CO2）和足够流量的水；
3、具有地下水运动，即地表水下渗、地下水流动的途径。
三、岩溶地区工程地质问题和防治措施
1、主要工程地质问题
在岩溶地区进行工程建设，经常遇到的工程地质问题主要是地基塌陷、不均匀下沉和基坑、洞室涌水等。在建筑物基坑或地下洞室的开挖中，若挖穿暗河或地表水下渗通道，则会造成突然涌水，给工程施工和使用造成重大隧道和灾难。
在岩溶地区修建工程建筑物时：首先，必须在查清岩溶分布、发育情况的基础上，选择工程建筑物的位置，尽可能避开危害严重的地段；其次，由于溶岩发育的复杂性，特别是不可能在施工之前全部查清地下溶岩的分布，一旦施工揭露出来，则必须针对性的采取必要的措施。
2、常用防治措施
对于地下建筑物地基中的岩溶空洞，可以用灌浆、灌注混凝土或片石回填的方法，必要时用钢筋混凝土盖板加固，以提高地基承载力，防止洞顶坍塌。
隧道穿越岩溶区，视所遇溶洞规模及出现部位采取相应措施。若溶洞规模不大且出现于洞顶或边墙部位时，一般采用清除充填物后回填堵塞；若出现在边墙下或洞底可采取加固或跨越的方案；若溶洞规模较大，甚至有暗河存在时，可在隧道内架桥跨越。
对于溶岩地区的防排水措施应予慎重处理，主要原则是既要有利于工程修建，减轻岩溶的发展和危害，又要考虑有利于该地区的环境保护，不能由于排水、引水不当，造成新的环境问题。在隧道内遇到岩溶水的问题，若岩溶水量较小，可采用注浆堵水，也可采用侧沟或中心沟将水排出洞外；若水量较大，可采用平行导坑做排水坑道。
总之，对岩溶一般宜用排堵结合的综合处理措施，不宜强行拦堵，且应做好由于长期排水造成的地面环境问题（如地面塌陷或地表缺水干涸）的处理补救措施。
四、隧道溶洞的处理措施
1、水处理
溶洞水处理应遵循采取“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则。水处理措施基本可以分为以下三种：
（1）泄水洞排水。当预测到隧道区域的岩溶水量大、水压大，而隧道确实无法避开时，需考虑专门设置排水隧洞，达到排除岩溶水，降低地下水位，保持隧道干燥和施工安全的目的。泄水洞应位于地下水来向的一侧，为防止岩溶水突然袭击，
施工中预备足够的抽水设备。泄水洞的设置可能对生态环境有不利影响，是否采用应从施工、环保、安全等多方面进行评价，以保证方案考虑周全，成本最低。
（2）涵洞、倒虹管吸过水。隧道断面与岩溶水相交时，为保证岩溶水畅通，在隧道底部设钢筋混凝土圆涵或倒虹管，同时涵洞出入口周边至隧道边墙外缘采用浆砌片石回填密实。
（3）注浆止水。施工中遇到岩溶裂隙出水，采用“围截注浆法”止水，先在出水点周围适当的范围内布孑L注浆，以形成封闭式止水帷幕，浆液填充与大裂隙连通的小裂隙，由远至近，由外到里，层层缩小包围圈.在注浆深度范围内使岩溶裂隙水成为管道型涌水，最后在集中出水口逆流注浆，这样浆液扩散更有方向性，沿大裂隙逆流而上到达更深远的部位，把水堵到更深层。
同时，隧道内的大股涌水多随降雨量变化，通过试验确定地表水和洞内水存在的水力联系，除在隧道内施以必要的工程措施外，在地表应拦截，引排地表水，并封堵地表水的下渗通路，从而减小地表水对洞内的影响。
2、小型溶洞处理
对溶洞规模较小、岩壁较为稳定、不发育、无水的溶洞，可采用浆砌（干砌）片石封闭、回填，护拱防护、加强衬砌、抛石吹沙注浆、隧道底板设梁通过等方案。对于无水和地下水小、充填较密实的小型溶洞，可采用小导管注单液水泥浆加固地层；对于有流水、充填情况不密实的小型溶洞，可采用小导管注水泥一水玻璃双液浆加固地层。
对于隧道底部已填充的小型溶洞，可用加设底板梁加强衬砌的方式通过。将隧道底板或仰拱设计为平板式，底板及边墙下部加布钢筋，灌注钢筋混凝土，使边墙和仰拱（或底板）共同形成钢筋混凝土梁，增强和改善受力性能。
3、大型溶洞处理
（1）、采用支撑结构通过溶洞方案。a.支承墙加固。若溶洞内填充物松散、厚度较小，清除填充物，用浆砌片石墙支顶加固溶洞顶板；水流通过该处设置涵洞，以利排水。b.拱桥支顶加固。若溶洞内填充物松散、厚度较大，可选用钢筋混凝土拱支顶加固。c.挖孔桩支顶加固。对于深度较大的溶洞，可采用桩基础加固，通过人工挖孔，实现成桩，桩底面嵌入基岩内，桩顶钢筋伸入钢筋混凝土底板内，与底板联成一体，形成稳定的受力体。d.支承柱嵌补加固。根据溶洞形态不同，采用支承柱，嵌补加固溶洞顶板，回填空隙并注浆加固溶洞基底。
2）采用跨越式通过溶洞方案。如果溶洞较大，采用封堵、加固、支承等方式处理时，费用较高；溶洞较小时又不宜回填堵塞，工作面小，不易操作。a.边墙梁及行车梁跨越。施工方法采用先拱后墙法，使边墙梁在拱圈保护下安全施工。道床行车部位采用钢筋混凝土预应力梁。b.支墩、悬臂梁承托纵梁跨越。采用钢筋混凝土板梁做底板，承托边墙，托梁分别支承于支墩和悬臂横梁上，悬臂横梁采用锚杆锚固于基岩内。c.边墙拱跨越。将边墙拱脚设在边墙底部，拱顶定位在衬砌拱圈的拱脚下，通过配置钢筋加强衬砌形成边墙拱跨越溶洞。
3）采用绕避方案。在施工中遇到一时难以处理的溶洞，为不使工程陷于停顿，采用迂回导坑绕避溶洞，然后再进行处理。必须强调的是，当采用迂回导坑绕避溶洞时，为避免再次遇到溶洞，选择迂回导坑位置前，应探明该范围内溶洞的情况后再决策。
五、结语
石灰岩地区隧道中出现溶洞非常普遍，隧道施工中只有认真作好超前地质预报，正确了解岩溶地貌的分布、岩溶发育规律构造特点，根据遇到的不同岩溶构造采取不同的处理措施，才能切实保证岩溶隧道施工的质量、进度和安全。
参考文献：
[1]工程地质[M]，北京：大学出版社2005 64-65
[2]纳黔路叙岭关岩溶隧道施工综合技术：孙代等
建筑资质代办咨询热线：13198516101
咨询热线：13198516101 
