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貴陽地鐵多溶腔隧道安全施工技術

文檔作者：易金舫１，盧松柏１，饒軍應２，謝濤２文檔來源：１．中國鐵建十五局集團第七工程有限公司２．貴州大學土木工程學院		點擊數：	更新時間： 2025年05月08日
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２０１６ 年７ 月上
第４５ 卷 第１３ 期
施 工 技 術
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ １ ０１
ＤＯＩ：１０． ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１６１３０１０１
貴陽地鐵多溶腔隧道安全施工技術?
易金舫１，盧松柏１，饒軍應２，謝 濤２
（１． 中國鐵建十五局集團第七工程有限公司，河南 洛陽 ４７１０１３； ２． 貴州大學土木工程學院，貴州 貴陽 ５５００２５）
［摘要］ 以貴陽市軌道交通１ 號線火車站站—沙沖路站區間隧道施工為研究對象，通過對栱部充填溶洞、小型溶蝕
空腔、具突水突泥風險巖溶、正洞超前探水遇溶洞（槽）涌水、超前探水溶洞未揭示而開挖后溶洞暴露且涌水、出露
于隧道起栱線以上部位的溶洞等處治技術進行探討與實踐，結果表明：隧道開挖前準備充分，輔以及時準確的超前
地質預報，按文中方案嚴控巖溶治理，并在開挖時嚴格控制進尺，及時支護，可有效保障貴陽地鐵多溶腔隧道的施
工安全。
［關鍵詞］ 地鐵； 隧道；巖溶；多溶腔；施工技術；超前地質預報
［中圖分類號］ Ｕ４５８． １ ［文獻標識碼］ Ａ ［文章編號］ １００２?８４９８（２０１６）１３?０１０１?０４
Ｓａｆｅｔｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｍｕｔｉ?ｃａｖｅｒｎ Ｔｕｎｎｅｌ
ｏｆ Ｇｕｉｙａｎｇ Ｓｕｂｗａｙ
Ｙｉ Ｊｉｎｆａｎｇ１， Ｌｕ Ｓｏｎｇｂａｉ１， Ｒａｏ Ｊｕｎｙｉｎｇ２， Ｘｉｅ Tａｏ２
（１． Ｔｈｅ ７ｔｈ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ． ｏｆ Ｃｈｉｎａ １５ｔｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｌｕｏｙａｎｇ， Ｈｅ’ｎａｎ ４７１０１３， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕｉｙａｎｇ， Ｇｕｉｚｈｏｕ ５５００２５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ Ｇｕｉｙａｎｇ ｓｕｂｗａｙ Ｎｏ． １ ｌｉｎｅ ｆｒｏｍ Ｒａｉｌｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｓｈａｃｈｏｎｇ Ｒｏａｄ ｓｔａｔｉｏｎ ｔｕｎｎｅｌ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｉｎｇ ｔｈｅ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｆｉｌｌｅｄ
ｃａｖｅｓ ａｔ ａｒｃｈｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎ， ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃａｖｉｔｉｅｓ， ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｍｕｄ
ｏｕｔｂｕｒｓｔ， ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｏｆ ｃａｖｅｓ ｗｈｅｎ ｍａｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ａｈｅａｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ， ｔｈｅ ｃａｖｅｓ ｔｈａｔ ｄｉｄ ｎｏｔ ｂｅ
ｒｅｖｅａｌｅｄ ｂｙ ａｈｅａｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｂｕｔ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｏｌｄｅｄ ａｆｔｅｒ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ｗｈｉｃｈ
ｗａｓ ｅｘｐｏｓｅｄ ａｂｏｖｅ ｔｈｅ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｓｐｒｉｎｇｉｎｇ ｌｉｎｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｕｔｉ?ｃａｖｅｒｎ ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ Ｇｕｉｙａｎｇ ｓｕｂｗａｙ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｅｎｏｕｇｈ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｂｅｆｏｒｅ
ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ， ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔ， ｔｒｅａｔ ｔｈｅ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ
ｄｒｉｌｌ ｆｏｏｔａｇｅ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｉｎ ｔｉｍｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙｓ； ｔｕｎｎｅｌｓ； ｋａｒｓｔ； ｍｕｔｉ?ｃａｖｅｒｎ； ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ； ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔ
?貴州省交通廳項目（黔科合ＧＹ 字（２００９）３０２９） ［作者簡介］ 易金舫，高級工程師， Ｅ?ｍａｉｌ： １５４３７５５６５０＠ ｑｑ． ｃｏｍ ［通訊作者］ 饒軍應，講師，Ｅ?ｍａｉｌ：ｒａｏ?ａｌｅ＠１６３． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１５?１２?１５
０ 引言
巖溶給各類在建或在役地下工程均會造成不
同程度的危害，巖溶問題長期困擾我國中部、華南
和西南地區公路、鐵路隧道的修建與養護［１］ 。巖溶
對在建地下工程的危害主要有涌水、突泥與塌
陷［２］ ，對在役地下工程則體現為滲漏水、巖溶塌陷
及不均勻沉陷等方面［３］ 。概括來說，巖溶對地下工
程的危害可分為變形問題與水害問題兩大類。為
解決巖溶的危害問題，國內外學者在理論、試驗、實
踐等方面開展大量研究工作［４?８］ ，也取得可喜成果，
但各工程、各地區的巖溶問題各具特點［９］ ，尤其是
貴州境內多為喀斯特地貌，巖溶較發育，而貴陽市
區修建地鐵尚屬首次，具有該地區特點的巖溶治理
參考資料較少。因此，非常有必要依托貴陽地鐵隧
道施工的成功案例，開展多溶腔地鐵隧道安全施工
技術研究，成果可為貴陽地鐵其他線路的施工提供
參考。１ 工程概況
貴陽市軌道交通地鐵１ 號線第７ 工作段位于貴
陽市南明區，從人民廣場站開始沿遵義路至火車
站，結束于沙沖路站。火車站站—沙沖路站區間隧
道（下稱：火沙隧道）長９２５． ７ｍ。火沙隧道ＺＤＫ２６ ＋
１４３． ２—ＺＤＫ２６ ＋３００ 段埋深僅１６． ４ ～２２． ５ｍ，與貴
陽火車站呈７０°夾角，并先后下穿火車站售票廳（３
１ ０２ 施工技術 第４５ 卷
層）、行包房（２ 層）、股道（７ 條）及站臺。
火沙隧道隧址區為溶蝕低中山及貴陽溶蝕盆
地北側、黔靈山溶蝕殘丘東面和貴陽溶蝕盆地核心
地段，貴陽向斜北部揚起端近軸部，屬于貴陽構造
盆地中心區，隧址位于貴陽市主城區內。現狀地面
整體地勢較平， 地面高程為１ ０６８． ６７０ ～
１ ０７６． ０７０ｍ，相對高差約為７． ４ｍ，本區間隧道由于
受現代化城市建設進程影響，線路兩側民用建筑物
密集，工程環境條件復雜。
表１ 巖溶分布統計
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎｄ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ
樁號里程頂板標高／ ｍ 底板標高／ ｍ 洞（隙） 垂高／ ｍ
頂板巖體
厚度／ ｍ
巖溶與
隧道關系
１３Ｚ（Ｋ２６ ＋１４３／２７ ＋０６９）２３ １ ０６０． ５１ １ ０５８． ２１ ２． ３ １． ３ 隧道頂板上
１２Ｚ（Ｋ２６ ＋１１５／２７ ＋０８８）３ １ ０５６． ０３ １ ０５４． ８３ １． ２ ５． ０ 隧道頂板上
１２Ｚ（Ｋ２６ ＋１１５／２７ ＋０８８）９ １ ０５１． ７１ １ ０５０． ３１ １． ４ — 隧道洞身段
１１Ｚ（Ｋ２６ ＋８３／２７ ＋０２９）２ １ ０５０． ４３ １ ０４７． ６３ ２． ８ — 隧道洞身段
１１Ｚ（Ｋ２６ ＋８３／２７ ＋０２９）３ １ ０６１． ２７ １ ０５９． ６７ １． ６ １． １ 隧道頂板上
１０Ｚ（Ｋ２６ ＋５５／２７ ＋００８）１９ １ ０５７． １３ １ ０５５． ７３ １． ４ ４． ０ 隧道頂板上
１０Ｚ（Ｋ２６ ＋５５／２７ ＋００８）１１ １ ０５４． ３６ １ ０５１． ８６ ２． ５ ６． ２ 隧道頂板上
９Ｚ（Ｋ２５ ＋９１５／２６ ＋８７６）１４ １ ０５０． ７７ １ ０４８． ８７ １． ９ — 隧道洞身段
本隧道穿越可溶巖分布區，受構造影響，巖溶
地貌較為發育。根據工程地質調繪、鉆探及相關資
料表明，擬建區間隧道段調查范圍內可溶巖分布地
段巖溶形態主要以溶洞、溶溝（槽）、石芽為主。本
區間隧道初勘和詳勘共施工３７ 個鉆探孔，有８ 個鉆
探孔揭露溶洞，遇溶率為２１． ６％ （見表１）。此外，
由于火沙隧道下穿貴陽火車站，期間有約１００ｍ 處
于地勘盲區，根據以往地質勘探資料推斷，該區段
極有可能也存在巖溶發育。
２ 超前地質預報
結合火沙隧道工程與水文地質條件，施工中以
地質調查法為基礎，超前鉆探法為主，結合多種物
探手段進行綜合超前地質預報。
１）中短距離超前預報 采用地質雷達等物探
手段對掌子面前方巖溶發育形態、規模、充填情況、
巖溶空洞中有沒有水等進行中短距離超前預報，地
質雷達２５ｍ 一次，一次范圍３０ｍ。
２）超前水平鉆探 采用掌子面超前水平鉆孔
對地質雷達預報結果進行驗證，每個斷面布設３ ～５
個探測孔并１ 孔取巖芯，探測孔２５ｍ 一個循環，單
孔長度為３０ｍ 左右，相鄰探測孔之間的搭接長度為
５ｍ；當有異常情況時，適當增加鉆孔或加長鉆孔。
隧道仰栱施工前，應對基底隱伏巖溶采用地質
雷達進行探測，根據探測結果，對異常區采用有效
方法進一步詳探，若發現基底存在空洞、溶洞、溶槽
等應及時提出以便處理；當基底承載力不滿足結構
要求時應采用基底換填、注漿加固等綜合處理措
施，且應加強施工防護，以保證施工安全及結構承
載安全。
對地質調查法、超前鉆探法等預報手段所取得
的資料進行綜合分析與評判，相互印證，并結合掌
子面揭示的地質條件、發展規律、趨勢及前兆進行
預測、判斷，根據超前地質預測預報結果，相應優化
調整工程措施，以確保施工安全及結構安全，確保
工程順利實施。
３ 巖溶處置方法
火沙隧道隧址區為可溶巖分布區，巖溶強發
育，根據地勘資料，場區碳酸鹽分布較廣，巖溶形態
主要以溶洞、溶溝、裂隙為主，巖體內主要為溶孔、
垂直溶洞等，溶洞填充狀態為全填充狀態、半填充
狀態；巖溶處理措施應根據超前地質預報確定的巖
溶形態及大小、填充情況與隧道的相對位置等具體
情況綜合研究。
１）栱部充填溶洞處理 采取管棚超前支護，后
開挖通過的原則。
２）小型溶蝕空腔 開挖后根據溶洞規模及形
態研究處理，一般隧底的溶洞根據水文地質條件，
能回填的進行回填，否則采用板或樁基措施跨越，
邊墻及栱部溶洞空腔原則上采用混凝土回填處理。
３）突水、突泥風險的巖溶，應根據地質勘查資
料，對地質構造富水地段采取超前帷幕注漿、超前
周邊注漿措施進行處理。
４）洞身出水點 原則上采用深孔注漿進行封
堵，遇到不能封堵的巖溶管道則采用管道連通，保
證水路暢通，或根據現場揭露情況研究適當的水處
理方案。當掌子面出現裂隙面狀出水點時，可采用
水灰比為１∶ １ ～１∶ ０． ６ 的水泥漿注漿止水（見圖１）。
在注漿過程中，單孔擴散半徑２ｍ，孔口間距１ ～
１． ５ｍ，保持注漿壓力大于水壓０． ５ＭＰａ，注漿孔與出
水裂隙面應盡量大角度相交。注漿后用止漿塞止
漿，止漿塞膠圈尺寸應與注漿孔徑相配；若巖溶縫
２０１６ Ｎｏ． １３ 易金舫等：貴陽地鐵多溶腔隧道安全施工技術 １ ０３
隙涌水量較大，應先鉆引水孔泄壓，再對裂隙注漿，
最后用膨脹快硬水泥對引水孔進行封堵處理。
圖１ 裂隙面狀出水點止水示意
Ｆｉｇ． １ Ｗａｔｅｒ ｓｅａｌ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｏｕｔｆｌｏｗ ｉｎ
ｆｒａｃｔｕｒｅ ａｔ ｐｌａｎｅ ｓｔａｔｅ
圖２ 正洞超前探水遇溶洞（槽）涌水的處理方案
Ｆｉｇ． ２ Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃａｖｅｓ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｌｏｗ ｄｕｒｉｎｇ ａｈｅａｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ
當正洞超前探水遇溶洞（槽）涌水（見圖２）：若
涌水壓力較小且空洞較大時，可考慮采用泵送Ｃ１５
混凝土填充； 若涌水量及涌水壓力不大時（ ＜
０． ５ＭＰａ），直接利用探水孔進行注漿，并在孔口安裝
止漿塞；若涌水量及壓力較大，則可在出水孔口處
２ ～４ｍ范圍內鉆１ ～ ２ 個分流孔，以減小涌水壓力，
利于注漿，探水孔和分流孔均可作為注漿孔；若孔
口段巖石破碎，可先安設用麻絲棉紗等纏繞后的孔
口管，并打入注漿孔，孔口與巖壁之間用膨脹快硬
水泥堵塞，再進行注漿，注漿完畢后，封堵孔口。注
漿材料可采用水灰比為１∶ １ ～１∶ ０． ６ 的水泥漿，注漿
終壓為“ｐ［水壓］ ＋ ０． ５ ～ １． ０ＭＰａ”。注漿前，應在類
似地質條件下進行注漿試驗，初步掌握漿液充填
率、注漿量、漿液配合比、膠凝時間、漿液擴散半徑、
注漿終壓等指標，以使注漿達最佳效果。
當超前探水溶洞未揭示，而開挖后溶洞暴露且
涌水時，其處理方案如圖３ 所示。處理該類涌水時，
應在出水口附近鉆２ ～ ４ 個分流孔以減小涌水流量
和壓力，并在出水孔與分流孔孔口安設孔口管，且
對孔壁與孔口管之間用膨脹快硬水泥進行有效封
堵，然后再進行注漿處理。若涌水壓力及流量較
大，則可視具體情況增設１ ～ ２ 個分流孔，分流孔應
在一定深度（３ ～ １０ｍ）與溶洞或溶隙交匯。注漿材
料及終壓同圖２ 中方案，但在注漿結束后應再鉆
１ ～２ 個檢查孔，確認已達預期處理效果后方可進行
下一步施工開挖。
圖３ 超前探水未揭示而開挖后暴露的
涌水溶洞處理方案
Ｆｉｇ． ３ Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｃａｖｅｓ ａｒｅ ｎｏｔ ｒｅｖｅａｌｅｄ
ｂｙ ａｈｅａｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｂｕｔ ｗａｔｅｒ
ｉｎｆｏｌｄｅｄ ａｆｔｅｒ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
出露于隧道起栱線以上部位的溶洞，應按圖４
所示的措施進行預處理。處理方案可概括如下。
１）采用?４２ｍｍ 注漿小導管提前至少３ 榀鋼架
對栱、腰部溶洞進行超前預支護，每榀鋼架施作１
環，前后排錯開施工，溶腔內的小導管采用每２ 榀鋼
架施作１ 環。小導管長度為３． ５ｍ，施工時根據溶洞
規模作適當調整。
２）通過超前支護，盡量防止溶洞內充填物塌落
引起地表沉陷，必要時可加鋼插板等措施。
３）開挖后采用?４２ｍｍ 注漿小導管注漿加固。
４）溶洞處初期支護鋼架調整為０． ５ｍ／ 榀，初期
支護封閉后立即注漿充填密實。
５）出露于隧道底板的溶洞，在隧道底板施工
前，應清除填充物，自下而上以干砌片石、Ｃ１５ 片石
混凝土回填，當溶洞深度＞５ｍ，清除有困難時，可采
用注漿小導管進行注漿加固處理。
６）對于隧道淺埋地段及下穿既有構筑物地段，
栱部溶腔必須回填密實，除吹砂或Ｃ２５ 混凝土回填
１ ０４ 施工技術 第４５ 卷
圖４ 起栱線以上部位溶洞超前處理方案
Ｆｉｇ． ４ Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ｅｘｐｏｓｅｄ ａｂｏｖｅ
ｔｈｅ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｓｐｒｉｎｇｉｎｇ ｌｉｎｅ
外，另預埋注漿管，待初期支護封閉成環后，進行注
漿回填密實。
７）對于栱腰以上無充填的溶洞，可提前壓注混
凝土或注漿回填。
此外，若遇到大型溶洞時，則應根據具體情況
制定專項方案。
４ 注意事項
４． １ 準備工作
施工前應全面熟悉設計文件，核實線路資料、
設計標高、各部結構尺寸，按照相關規范要求進行
現場核對，編制詳細的施工組織設計、施工方案，確
保施工安全。
４． ２ 超前地質預報
開挖前需通過地質雷達、超前鉆孔等手段對前
方圍巖進行超前地質預報，充分了解前方地質情況。
４． ３ 隧道開挖
１）火沙隧道下穿火車站站房段在掌子面穩定
的情況下采用全斷面法施工，嚴格控制開挖進尺，
挖一榀支一榀且封閉成環；否側采用超短臺階“一
步一回頭”法施工，上臺階開挖支護按一榀一支、下
臺階不大于２ 榀進尺開挖支護。隧道開挖、初期支
護、二次襯砌采用交替作業、逐段整體推進的施工
工序。二次襯砌循環長度按５ｍ 控制，當二襯澆筑
混凝土時，應停止掌子面開挖，及時澆筑二襯混凝
土，當混凝土強度達到設計強度的８０％ 以上，方可
進行下一襯砌循環的開挖。
２）隧道下穿火車站站場段采用超短臺階“一步
一回頭”法施工，上臺階開挖支護按一榀一支、下臺
階不大于２ 榀進尺開挖支護。也可根據施工機具等
情況，在掌子面穩定情況下采用全斷面法施工，嚴
格控制開挖進尺，挖一榀支一榀且封閉成環。二襯
及時跟進，距掌子面的距離≤５０ｍ。
３）當存在局部軟弱帶、節理、順層等不利于隧道
圍巖穩定的情況時，可能發生掉塊或坍塌，及時通知
各方現場處理，必要時對支護體系和工法進行調整。
４． ４ 加強初期支護施工質量控制
１）保證管棚施工質量 管棚施工嚴格按設計
參數進行，逐孔完成后再施工下一孔，并保障注漿
效果；為避免管內漿體固結收縮，可依據試驗添加
一定的微膨劑等外加劑；施工后應對管棚施工質量
進行檢測，要求管體填充率達９７％ 以上。若開挖發
現管棚段栱部注漿固結不充分，可打設小導管進行
跟蹤補充注漿。
２）保證系統錨桿施工質量，系統錨桿灌漿充填
應飽滿，并按相關規范要求進行檢測。
３）加強初期支護后注漿質量控制 初期支護
完成１ ～２ 環后，須立即對初期支護后進行補注漿，
避免初期支護后有空隙或不密實現象；并對初期支
護密實度進行檢測，確保初期支護背后無空隙。
４）型鋼鋼架與巖壁間易在混凝土后形成不密
實或存在空隙的問題，除采取濕噴工藝、加強施作
人員教育和培訓，精心組織施工、加強質量過程控
制外，也可在工字鋼后預先埋設ＰＶＣ 注漿管，在噴
混凝土后進行注漿，保證其密實。
５）為了更好地指導現場施工，在施工中應加強
洞內洞外監測，加強地表沉降、栱頂下沉、凈空變化
及鐵路框架橋沉降等監測工作，并對監測數據進行
整理、分析，判定圍巖穩定性，預報險情，確定其后
續施工中應采取的措施，為修改設計提供參考。
６）隧道應實行文明施工，提高機械化水平，改
善作業環境，并減少對周邊居民正常生產生活秩序
及鐵路運營的影響。
７）下穿鐵路段隧道開挖后應對隧道周邊巖體
及地表進行地質雷達掃描，若存在空隙、空洞，根據
現場情況擬采取洞內或地表注漿處理，并確保其密
實度。
５ 結語
貴陽軌道交通１ 號線火沙隧道施工中遭遇各類
溶腔眾多，經嚴格執行文中巖溶處置方案，輔以及
時超前地質預報，施工中未發生任何巖溶涌水、突
泥災害。地表沉降、隧道斷面等監測結果未有異
常，巖溶治理取得良好效果。
參考文獻：
［ １ ］ 雷明堂， 蔣小珍． 巖溶塌陷研究現狀、發展趨勢及其支撐技術
方法［Ｊ］． 中國地質災害與防治學報，１９９８ （３）：１?６．
［ ２ ］ 李術才， 薛翊國， 張慶松， 等． 高風險巖溶地區隧道施工地
質災害綜合預報預警關鍵技術研究［Ｊ］． 巖石力學與工程學
報， ２００８， ２７（７）：１２９７?１３０７．
［ ３ ］ 王夢恕． 對巖溶地區隧道施工水文地質超前預報的意見
［Ｊ］． 鐵道勘察，２００４，３０（１）：７?９．
（下轉第１２９ 頁）
２０１６ Ｎｏ． １３ 王思淼等：基于ＳＰＳＳ 的巖溶隧道圍巖變形規律研究 １ ２９
對數模型對凈空收斂值的擬合效果最佳。因此，可
以初步斷定，隧道圍巖變形規律服從對數分布。
圖４ 凈空收斂回歸分析可決系數
Ｒ２ 最大值頻數分布
Ｆｉｇ． ４ Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｘｍｉｕｍ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｒ２
比較４ 種模型分別在時間和距離因素影響下的
可決系數為最大的頻數，對比如圖５ 所示。
圖５ ４ 種模型擬合結果對比
Ｆｉｇ． ５ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｆｉｔｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ
對比圖表明，當以開挖時間為自變量時，對數
模型擬合的判決系數Ｒ２ 為最大的頻數高于三次模
型，即對數模型擬合效果更優；當以斷面距前方掌
子面距離為自變量時，由于受施工因素的影響三次
模型擬合的判決系數Ｒ２ 為最大的頻數高于對數模
型，此時三次模型擬合效果更優。
５ 結語
通過對巖溶隧道凈空收斂和栱頂沉降的監測
數據分析，建立了隧道圍巖變化的回歸分析模型，
對模型進行了工程實例分析和模型檢驗，結果表
明：①巖溶隧道圍巖變化與圍巖級別，開挖時間和
距掌子面距離以及施工因素等密切相關，呈正相關
關系，分別可用對數模型、三次模型、冪指數模型和
指數模型等來進行描述；②圍巖變形量隨開挖時間
的變化規律服從對數分布規律，對數模型檢驗結果
隧道掌子面開挖時間對圍巖變形量的可決系數最
大。③由于受施工因素的影響圍巖變形量隨距掌
子面距離的變化規律服從三次模型分布規律，三次
模型檢驗結果隧道隨距掌子面距離對圍巖變形量
的可決系數最大。
建議在隧道監控量測數據分析時，當不考慮隧
道監測點距掌子面距離時，應采用對數模型分析圍
巖變形量隨開挖時間的變化規律，預測圍巖的穩定
性。當考慮隧道監測點距掌子面距離時，由于受施
工因素的影響，采用三次模型分析圍巖變形量隨距
掌子面距離的變化規律，預測圍巖的穩定性更為
合理。
綜上所述，在石灰巖地區，隧道圍巖穩定性評
價和支護參數選擇時，應綜合考慮圍巖級別，隧道
掌子面開挖時間和隧道監測點距掌子面距離等因
素進行評價方法選擇，預測圍巖穩定性，進行施工
風險分析，從而指導隧道施工安全有序進行。
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