学文网摘要：隧道穿越岩溶地层时，往往与地下发育、分布的各种规模岩溶、洞穴、溶蚀现象等相遇，对隧道施工影响较大。针对上述问题，在本文中对岩溶的形成机理，处置方法进行了描述。
关键词：隧道 岩溶 治理方法
1.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。
2.岩溶的发育规律
2.1岩溶发育规律
在岩溶发育地区，各种岩溶形态在空间的分布和排列是有一定规律的，它们主要受岩性、地质构造、地壳运动、地形和气候等因素的控制和影响。
（1）岩性的影响
可溶岩层的成分和岩石结构是岩溶发育和分布的基础。成分和结构均一且厚度很大的石灰岩层，最适合岩溶的发育和发展。所以许多石灰岩地区的岩溶规模很大，形态也比较齐全。
（2）地质构造的影响
褶皱、节理和断层等地质构造控制着地下水的流动通道，地层构造不同，岩溶发育的形态、部位及程度都不同。
（3）地壳运动的影响
正如河流的侵蚀作用受侵蚀基准面的控制一样，地下水对可溶性的溶蚀作用同样受侵蚀基准面的控制。而侵蚀基准面的改变则是由于地壳升降运动所决定。因此，地壳相对上升、侵蚀基准面相对下降时，岩溶以下蚀作用为主，形成垂直的岩溶形态；而地壳相对稳定、侵蚀基准面一段时间也相对不变时，地下水以水平运动为主，形成较大的水平溶洞。地壳升降和稳定呈现间歇交替变换，垂直和水平溶洞形态也交替变换。
（4）地形的影响
在岩层、陡坡的地方，因地表水汇集快、流动快且渗入量少，多发育溶沟、溶槽或石芽；地势平缓，地表径流排泄慢，向地下汇流快的地方，常发育漏斗、落水洞和溶洞；一般斜坡地段，岩溶发育较慢，分布也比较少。
（5）气候的影响
降水多，地表水体强度大，气候也潮湿，地下水能得以补给，岩溶发育就较快。
3.岩溶地区工程地质问题和防治措施
3.1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。
3.2常用防止措施
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。
4.工程实例
4.1工程概况
叙岭关隧道是纳溪—黔川高速公路的一条分离式特长隧道，左线长4067m，右线长4017m。隧道位于四川省叙永县境内的震东镇东南约5km，隧址区位于四川盆地南部边缘与云贵高原的过度地带，在地貌分区上属于川南盆缘山地。隧道穿越地段处于下水垂直循环带，左线穿越1640m可岩溶，右线穿越 1560m可岩溶，地表岩溶漏斗、天然竖井、落水洞、溶洞以及溶隙、溶缝较发育，地下有大型的溶洞存在，局部发育小型岩溶管道，可能与地底暗河相通，地下水丰富。隧道进、出口段为岩溶强烈发育带，隧道洞身岩溶段位于垂直管道发育带，地表负地形、洼地、溶洞较发育，为岩溶中等发育带。
4.2提出问题
由于隧道穿越岩溶地带，往往与地下发育、分布的各种规模岩溶、洞穴、溶蚀现象等相遇，怎样保证隧道施工过程中的安全，是本次需要解决的问题
4.3方案确定
（1）对于拱顶及边墙位置的小型溶洞采用C20泵送砼进行填充。
（2）对于仰拱底小型溶洞采用C15片石砼进行填充。
（3）对于拱顶较大溶洞先施做1m厚C20砼，在中部位置采用2m厚M7.5浆砌片石回填，然后在浆砌片石上面回填厚度不小于1m的砂。
（4）对于边墙位置较大溶洞先采用干砌片石回填，然后溶洞口采用2m厚M7.5浆砌片石回填。
（5）对于仰拱底较大溶洞底部采用碎、卵石回填，中部为隧道弃渣回填，顶部用C15片石砼回填。
（6）对于地表落水洞在其四周设置截水沟并对其本身进行回填处理。
（7）对于边墙、拱顶溶洞内有地下水补给通道的，进行后注浆处理。
（8）对于特大型溶洞，应视具体情况另行制定方案。
4.4治理效果
在叙岭关隧道施工中，处理了各种大小溶洞几十处，从监控量测结果来看，围岩和支护变形均较小，变形在设计及规范要求内。表明叙岭关隧道溶洞处理的方式是切实可行的，并取得了一定的经济效果，保证了隧道安全、顺利的穿越岩溶地带。
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