宜万铁路野三关隧道8.5事故成因分析

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1、万方数据第28卷第2期2009年6月中国岩溶CARSOI，0GlCAS1NICAV01．28No．2Jun．2009文章编号：1001—4810(2009)02--0212—07宜万铁路野三关隧道“8．5"突水事故成因分析①邬立1，万军伟2，陈刚2，赵璐-(1．中国地质大学研究生院，湖北武汉430074’2．中国地质大学环境学院。湖北武汉430074)摘要：2007年8月5日宜(昌)万(州)铁路野三关隧道发生了重大的岩溶突水事故。在岩溶水文地质调查的基础上，对野三关隧道所处流域两个主要岩溶洼地以NaCI为示踪剂进行

2、了充水水源和充水途径的示踪试验。两次示踪试验结果查明水洞坪岩溶洼地是“8．5”突水事故的主要水源。茅口组灰岩中发育的周家包暗河被F18断裂切割，将暗河水导入隧道形成突水事故。稻子坪的水在隧道突水段西以渗一涌水的形式进入隧道。水洞坪示踪实验得出二叠系栖霞一茅口组岩溶含水层中的地下水流速为50m／h。稻子坪示踪试验得到茅口组灰岩含水层中的地下水流速为45．5m／h；大冶组灰岩含水层中的地下水流速为10．8m／h。本示踪结果为宜万铁路野三关隧道的后期恢复施工和防渗工作提供了依据。并为岩溶地区深埋隧道的设计和施工提供了试验

3、和分析工作的实例参考。关键词：突水事故，岩溶水示踪试验；水力联系；野三关隧道中图分类号：TU453．6文献标识码：A目前我国铁路隧道近5500条，约40％的隧道存在着程度不等的渗水或涌水，尤其在施工掘进期间，有时还遇到特大涌水、突水或者突泥，延误上期或者造成人员伤亡。在国内外隧道大型突水事件中有70％都发生在岩溶隧道中。野三关隧道是宜万铁路的重要控制工程，是宜万铁路全线最长的越岭岩溶隧道，全长13．846km，隧道最大埋深695．2m，路肩标高为757．55m。隧道区地质构造、岩溶地质、水文地质和工程地质条件都极为

4、复杂，隧道大部分经过碳酸盐岩地区，区内岩溶强烈发育，漏斗、落水洞、岩溶洼地密布，地下暗河发育，是易发生突水、突泥及存在高承压水的地段【1j，其地质条件复杂程度和施工难度在我国目前已建和在建铁路工程中实属罕见。2007年8月5日凌晨，该隧道在自苦桃溪斜井向进口方向施工至DKl24+602掌子面时曾发生大规模崩塌，并引发大型突水突泥事故。事故最初30分钟涌水量达1．51×105m3，涌泥与块石约5．35×104m3，第二天隧道出口涌水鼍降到2．6×105m3／d以下，事故造成了重大的人员伤亡和财产损失。为进一步查明此次

5、事故的突水水源，笔者在隧道突水区开展地下水示踪试验等工作，以进一步查明隧道突水与各种可能补给水源之间的相互关系，为该隧道的恢复施工与突水灾害防治提供依据。1区域岩溶与水文地质条件概述隧道区主要发育三叠系大冶组、二叠系长兴组、吴家坪组、茅U组、栖霞组地层(图1)，主要为一套碳酸盐岩地层，约占研究区总面积的90％。其中大冶组主要为浅灰色薄层微晶灰岩夹中厚层灰岩，下部灰岩夹黄绿、土黄色页岩，底部为页岩夹泥灰岩。本区底部见炭质页岩、钙质粘土岩。厚度480～880m。长兴组深灰色块状含燧石结核灰岩，层间裂隙发育，也有垂直层面

6、的节理。厚度80～150m。吴家坪组底部为深灰色钙质粘土岩、黑色页岩夹煤层。中段为深灰色厚层含燧石结核微晶生物屑灰岩夹条带状硅质岩。上段为灰黑色薄层硅质岩、炭质硅质岩夹黑色炭质页岩。厚度74．19～93．50m。①第一作者简介：邬立(1981一)。男，博士研究生。研究方向：地下水资源评价。收稿El期：2008—04—21万方数据第28卷第2期邬立等：宜万铁路野三关隧道“8．5”突水事故成因分析213图l野三关隧道工程区水文地质与示踪工程布置图Fig．1Sketchmapofkarsthydro—geologican

7、dtracingprojectarrangementinYesanguantunnelarea1．茅口组灰岩。岩溶发育强烈区；2．大冶组灰岩．岩溶发育较强区；3．栖霞组灰岩，岩溶发育中等区；4．长兴组灰岩，岩溶发育较弱区；5．吴家坪组灰岩。弱岩溶发育区；6．地质界线；7．落水洞；8．地下水径流方向；9．示踪剂投入点；10．示踪剂监测点及编号}11．隧道突水点；12．隧道设计路线，13．隧道斜井；14．断层及编号；15．从苦桃溪河床下通过的稻子坪示踪地下水径流路线；16．沿大冶组灰岩层面径流的稻子坪示踪剂路线#17．

8、在茅口组灰岩中通过的水洞坪示踪剂径流路线；18．泉KWI；19．伏流入口茅口组下部为深灰一灰黑色厚层瘤状灰岩、含泥质灰岩；上部深灰色厚至巨厚层生物屑灰岩，含燧石结核和硅质条带。厚度77．25～148．75m。栖霞组下部以深灰、灰黑色厚一中厚层含燧石结核微晶灰岩夹炭质、钙质页岩；中部为深灰色微晶灰岩、生物屑灰岩；上部为深灰色中厚层生物屑灰岩，具瘤状构造。全区厚