在溶洞群中挺进——中铁五局武广客运专线海棠隧道施工纪实

一条全长2908.8米的双线隧道，开工至今两年多来，建设者就遭遇大小溶洞、溶槽有100多个，平均每周一个。

隧道在如此高密度溶洞、溶槽群中穿行，前所未有，世所罕见！这个隧道就是在建的武广客运专线海棠隧道，承担建设重任的是中国中铁五局集团五公司。

溶洞溶槽就像葫芦串

海棠隧道位于湖南省郴州市境内,是武广客运专线的重点工程。

郴州地区是低山丘陵区，岩溶地貌，岩溶洼地、漏斗、大型的溶蚀沟槽等十分发育，地下溶洞、溶槽密布，就像糖葫芦串。

根据地质资料和隧道施工开挖揭示，海棠隧道施工不仅面对的是溶洞、溶槽密布的地质状况，而且还要面对断层、软弱围岩、涌水、涌泥等复杂的灾害性地质。一座隧道集溶洞、溶槽密布，断层、软弱围岩、涌水、突泥等复杂的灾害性地质于一体，在国内外隧道工程中极为罕见。

海棠隧道出口于2012年4月13日开工，掘进仅40米就遭遇一连串的溶洞、溶槽，到今年6月已遭遇大小溶洞、溶槽44个，最大的溶腔体积达5000立方米。

2012年1月29日进口开工。从10月24日开始出现溶洞，到今年6月已遭遇溶洞、溶槽56个，大的溶腔体积达2000立方米。隧道掘进一直在溶洞、溶槽群中进行，施工进度极其缓慢。

海棠隧道中揭示出的溶洞、溶槽不但多，而且有的溶腔体积还很大。2012年1月2日，出口掌子面发生坍塌，拱顶出现一溶洞口，洞内充填物为黏土夹大块石。为了探明溶洞情况，征得设计单位同意后，五公司采取超前预注浆、多层超前小导管及缩短钢架间距、增设纵向钢架和增加喷混凝土厚度的方案进行短进尺施工。掘进仅10米，隧道顶部揭露一大溶洞，通过超前钻探和地质雷达探测分析，这个溶洞的溶腔体积达到5000立方米。

为加快隧道施工进度，经业主和设计方同意，五公司在隧道正洞旁增设了斜井、迂回导坑，通过小断面导坑快速掘进到前方正洞多开工作面。但这些小段面导坑掘进也并不轻松，同样要不断遭遇溶洞、溶槽、涌泥、涌水。

一些参加过衡广复线南岭隧道建设的老职工们慨叹地说：当年我们施工6公里多长的南岭隧道，也遇上了软弱围岩、溶洞、溶槽、突水、涌泥，但地质条件也没有这么复杂。海棠隧道几乎就是在溶洞、溶槽中穿行！

战胜坍塌60多次

在海棠隧道施工中揭示的溶洞、溶槽有一个特点，就是基本上在溶腔内都有填充物黏土和大大小小的石块。这些填充物对隧道开挖危害性极大，一揭开溶洞填充物就倾泄而出，造成掌子面坍塌，处理起来难度也很大。

五公司武广项目总工程师赵元章说，隧道开工以来开挖2000多米，遇到大小溶洞、溶槽100多个，出现坍塌也有60多次。

2012年1月中旬，在隧道中遇到大溶洞，洞内随着泥浆涌出的大石块将台车和3榀拱架砸坏。项目部组织人员向溶洞腔壁喷射20厘米厚混凝土将其封闭，然后架设纵向和环向双层钢架，在墙壁与钢架间立118型钢顶撑，再加厚喷护封闭。处理这个溶洞耗费了一个多月时间。

2012年4月中旬，在隧道进口600多米处遇一大溶槽，项目隧道三队的三名工人爬进溶槽，用手电洞一照，看不到溶槽顶部。他们加紧挂钢筋网，喷射混凝土，谁知混凝土刚喷了一半，溶槽中泥夹石簌簌落下，三人急忙跳下溶槽撤离，跑出不到二十米，泥夹石就从溶槽中倾泄而出，掌子面的台车被埋，所幸人员无一伤亡。

2012年7月27日下午，出口掌子面已完成出碴作业，正在进行初期支护施工，溶洞顶部两块巨石从隧道拱部上方约7至15米高度坠落下来，“轰”地将已施工好的初期支护砸垮，并将正在进行作业的挖掘机砸毁。挖掘机司机和当时在场的一名现场领工员急忙撤离现场，没有人员伤亡。到8月14日，坍塌还在继续。此段共坍塌18米，砸坏钢拱架30榀。

在项目部我们了解到，海棠隧道的地质太复杂，可变因素太多，从工程开工到今年2月底，揭示的地质情况与原设计相比变化很大，Ⅱ、Ⅲ级围岩原设计占46％，实际只占23％，Ⅴ级围岩原设计为27％，实际是70％。从工程开工截至今年6月，项目部提出变更设计有100多次，其中一类变更申报5项。

海棠隧道的特殊地质状况引起了武广公司、铁道部以及设计、监理单位的领导和专家们的高度重视，从2012年12月起就不断有各级领导和专家到隧道查勘现场，了解实际情况，并组织召开现场会议研究对策。专家们对海棠隧道不良地质环境总体定性为“在近地表垂直岩溶循环带中顺层发育的网状溶洞群”。

依靠科技确保施工安全

海棠隧道地质特别复杂，施工中可变因素太多，确保施工安全是项目重中之重的工作。项目部依靠科技，开展技术攻关，以先进技术手段保障施工安全。

超前地质预报，是在复杂地质隧道施工中施工单位根据地质变化及时调整施工组织的科学依据，也是保障施工人员生命安全的重要手段。在海棠隧道，五公司与中南大学及中铁西南科学研究院等院校、科研单位合作，根据复杂的地质特点，以地质法为基础,以HSP声波反射法为手段,结合TSP地质超前预报系统和超前钻探、地质雷达探测等的超前预报综合技术, 采用“长、中、短距离”预报手段，进行地质超前预报。根据地质预报成果，与业主、设计单位进行研讨，制定出切实可行的施工方案，防止大的涌泥、坍塌的发生，保证施工安全，并相应加快施工进度。

隧道开挖断面近160平方米，是普通隧道的两倍。针对在溶洞群中进行大断面开挖的特点，项目部按照施工设计规范，坚持“短进尺、弱爆破、强支护”原则，采用了CD法 (中隔壁法)、CRD法、三台阶临时仰拱法施工，超前支护采用大管棚和小导管注浆，爆破后采取喷射混凝土、打锚杆、架钢架、挂钢筋网联合支护。项目部还将双线超大断面软弱围岩地段CD法、CRD法施工工艺作为科研项目，投入资金18万元。适合实际的施工工艺和强化支护，为安全生产提供了有力保障。

施工中，项目部坚持“先固后挖，尽量不揭开溶洞”的原则，以超前地质预报为指导，制定相应的措施，先处理，再通过。2012年10月，在隧道出口端施工中，根据地质预报有一大溶洞，项目部采取超前预支护，顺利通过长达27米的黏土夹块石充填物溶洞段。2012年1月，面对一个大块石夹黏土半填充型大溶洞，根据探明的溶洞情况，采取回填及预注浆加固、洞身管棚进行预支护，安全快速通过，未发生一次坍塌，也为以后处理类似大溶洞总结了经验。

保障施工人员安全，项目部不仅加强地质超前预报，制定可行安全的施工方案，还对施工人员加强安全教育，组织他们进行防坍塌、防涌泥演练，严格要求他们按照规程操作，隧道开工两年多来，没有出现一起人身伤亡事故。一些专家认为，在这样复杂的地质条件下施工，没有发生伤亡事故是一个奇迹。

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