某铁路隧洞不良地质致体制及控制技术概述

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1、某铁路隧洞不良地质致体制及控制技术概述1绪论11研究背景及意义随着我国国民经济的高速发展，山区道路建设大量增加，且由于道路施工的技术进步，公路和铁路选线以长大隧道方式通过越岭地段越来越多，如己建成的秦岭终南山铁路、公路特长遂道（18.4km)，大瑶山铁路遂道（14.3km)，乌鞘岭铁路遂道（20km)和在建的关角铁路遂道（32km)等。铁路以长大遂道的方式通过越岭地段，不但极大地提高了线路等级，同时也显著改善了铁路建成后的运营环境，其优势是显而易见的。我国地形地貌以山地丘陵为主，地质条件相当的复杂，在修建隧道的同时，会碰到各种各样的不良地质，在这些不良地质中，富水

2、破碎带是隧道开挖过程中常见的不良地质现象，其特性主要表现为低强度、易变形、透水性大、抗水性差等，这些是造成遂道围岩不稳定的关键因素。京珠高速公路靠椅山遂道，隧道进口段穿越一岩溶盆地，盆地内隐伏溶沟、溶洞，地层构造发育，有多条断层破碎带，遂道开挖后，右线进口YK145+014~028段初期支护发生脆性破坏，突然发生大塌方，20000余m3泥流涌入燧道内，隧道堵塞长度188m,地表形成70m长、50m宽、20in深的地陷坑；广深珠高速公路白花山燧道，穿越地层为震旦系区域变质岩、破碎片状构造，围岩节理发育，软弱，松散，破碎，低级别围岩所占比重大。施工至里程BYK4+20

3、0~240处，发生特大塌方，塌方量约8000m3。大量隧道实践表明[1?8]，隧道在富水破碎带区间进行施工时，经常出现塌方、突水、突泥等地质灾害。..1.2国内外研究现状国内外隧道的设计、施工及运营实践证明，地下水对衬砌的作用和施工中的涌、突水（泥）问题将直接关系到隧道施工的安全性、结构的耐久性及运营安全，是函待解决的问题。如日本东海道干线旧丹那遂道（长7.84km),开工后曾遇6次大规模突水突泥，涌出泥屑达7000m3，水压高达1.4~4.2MPa,最大涌水量达134m3/niin，由于水的原因，致使修建工期长达16年之久；著名的青函海底隧道，也是因为大量涌水，

4、曾使工程几度下马。国内广输高速公路华鉴山隧道（长4.7km，最大涌水量达477m3/min)、京广铁路南岭隧道(长6.06km,最大涌水量达81000m3/d)、衡广复线大瑶山隧道（长14.295km，最大涌水量达15000m3/d)等都曾发生严重的涌水、涌泥事故，造成严重的经济损失；广州地铁采用矿山法施工的隧道中发现由于水压力致使底部开裂；大瑶山遂道由于高水压导致衬砌开裂破坏。依据地下水的赋存、分布状态分类，我国地下水类型划分为平原一盆地地下水、黄土地区地下水、岩溶地区地下水和基岩山区地下水四种，目前对岩溶地区地下水和基岩山区地下水己经进行了一定量的研究。王齐仁

5、[11]将引起隧道突涌灾害的主要地质条件概括为以下两种：①含水、储水构造，主要包括向斜构造、断裂构造（尤其是活动性断层、逆掩断层、张性和扭性断层）、不整合面和侵入岩接触带等含水构造；②岩溶及地下暗河，岩溶地区因受其特殊的地质构造影响，往往具有高水压、富水、溶洞及断层的特征，因而，在岩溶地区修建地下遂道工程，极易诱导突发大规模的突涌等工程灾害。2关角隧道工程地质问题分析2.1关角隧道概况新建关角遂道是新建青藏铁路西格二线的重点、难点工程，线路跨布哈河、鲁茫曲于青海南山山前新设天峻站后以32.605km的隧道穿越青海南山（隧道进口高程为3378.72m，出口高程为33

6、24.10rn)，沿肯德仓沟接入察汗诺。线路在此段一次取直，区间长度39.084km，废弃既有关角隧道，新建隧道为两座平行的单线隧道，是目前世界最长的高原铁路隧道，如图2-1所示。关角遂道线路穿过低高山和中高山区，洞身经过地层从低向高分别为第四系全新统黄土，志留系变质砂岩夹板岩，三迭系下统砂岩三迭系中下统灰岩、变质岩和二迭系灰岩。遂道通过区中n级围岩占11.2%、III级围岩占28.2%、IV级围岩占46.5%、V级围岩占12.1%、VI级围岩占2%。研究标段各级围岩长度见表2-3，遂道地质纵剖面如图2-5所示。2.2关角隧道施工中遭遇的主要地质灾害3号斜井位于中

7、高山区，三叠系中、下统灰岩，厚层状，岩体受构造影响较严重，岩体较完整，V级次坚石，（j。=800kPa，11级~111级围岩，局部为IV级，灰岩中局部有岩溶发育，处于中等富水区，地下水发育，水质较好，对混凝土无侵烛性。根据物探资料分析，斜0+00?斜6+50段斜井上部以灰岩为主，下部为砂岩，且斜5+50?斜6+50段为一构造破碎带。4号斜井位于中高山区，通过区地层岩性为三叠系中下统灰岩，厚层状，V级次坚石，局部岩体受构造影响较严重，较破碎，aa=800kPa,III?IV级围岩。灰岩中局部有岩溶发育，处于中等富水区，地下水发育，水质较好，对混凝土无侵烛性，地表局部

8、为第四系全