火成岩性隧道群高压富水段关键施工技术

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1、火成岩区深埋性隧道群高压富水段机理分析及相应关键施工技术1引言火成岩性隧道群高压富水段关键施工技术的研究与应用，在经济上，安全上，后期运营上及环保、民生上都具有重大的经济成本意义，安全质量意义，社会责任意义。1）经济合理性的要求由于长大山岭隧道穿过不同的地质单元体，从而不可避免地会遇到各类涌水，突泥，岩爆，瓦斯，断层，溶洞等储多不良地质。尤以隧道涌水最为普遍和严重，近年来每开挖一方，抽排水成本要占到4%~5%，有的甚至要抽排几十吨水才能开挖一方，如果是长大反坡，抽水成本更要上升到10%~20%，要达到开每挖一方抽水70吨。因此选用正确的堵排施工技术

2、措施是高压富水隧道经济合理性的关键。2）隧道施工安全的保障隧道开挖，使地下水的排泄有了新的通道，破坏了原有的补给排泄循环系统的平衡，加速了径流循环，也加剧了地下水对岩体的改造作用。特别是围岩等级较低，或有结构面存在时，在富水条件下使隧道失稳。主要原因在于：隧道开挖引起围岩结构的破坏，裂隙水渗透的静水压力和动水压力使围岩的裂隙扩张，动水压力引起的土颗粒转移，导致岩体渗透系数和空隙率的增大，使岩体的给水，透水能力增加，贮水能力降低。对于深埋隧道来讲，由于水头压力高，这种力学改造的作用更为明显，因此在裂隙水连续性被破坏的情况下，必然导致裂隙水不断流入隧道

3、，如不及时采取措施，在动水压力下，必然会造成突水、突泥及隧道塌坍。因此正确的注浆施工方案是隧道施工安全的可靠保障。3）隧道施工运营的“百年大计”基础无论是隧道工程、桥梁工程和路基工程，都存在工程干扰力，岩体地应力及地下水渗透力之间的相互影响，相互作用，相互耦合。据统计90%以上的边坡失稳与地下水渗透有关，60%以上的隧道塌方事故与水的作用有关，30~40%的水电工程大坝失事是由渗透作用引起的。因此合理的注浆、引排、降压、释能等施工技术措施是施工中不会发生灾难性事故，隧道在后期的运营中不会发生大病害的可靠基础。4）隧址区域地表的环保和民生保护强抽强排

4、造成的环境后果：⑴造成地下水位大幅下降，破坏地表植被及农作物，给当地人畜饮水带来巨大困难。⑵地表破坏，形成大的塌陷。⑶破坏地下水资源，水源流失，水质恶化。因此正确的高压富水段的施工技术措施是防止对当地环保和民生破坏的重要保护。2工程及地质水文概况2.1向莆铁路FJ-5B标山岭隧道群工程概况中铁二局施工FJ-5B标段工程工程位于福州市永泰县境内；标段全长30.322km，包含7座正线隧道、4座斜井及1座平导，隧道正线总长27.05km（双洞隧道仅计左线长度），占标段总长的89.2%，斜井及平导总长11.18km，累计隧道长度48.2km。高盖山隧道和

5、金瓜山隧道为全线控制性重点工程。高盖山隧道长17587m（右线17605m），我部施工进口段9882m(右线9898m)及3座斜井；金瓜山隧道长14097m，我部施工进口段7106m及斜井和平导。此外洋门隧道长6339m，我部施工出口3169m。南洋隧道长4053m，梨壁山隧道1133m，南洋2#隧道602m，下楼隧道1175m，由我部施工。2.2自然地理概况2.2.1气象特征福建省福州市永泰县由于受地形影响,全县各地气温悬殊较大，实测多年平均气温为15℃～19.5℃,极端最高气温为40.9℃,极端最低气温为5.4℃，而高山地区的盖洋、盘谷往往出现

6、更低值。实测多年平均风速1.3～2.1m/s，最大风速20m/s。流域内多年平均降雨量1600mm，年径流深975mm，不但年际间变化较大，而且年内分配亦不均匀，据统计4－9月的降雨量占全年的73.7%。本区域气象灾害较频繁，沿海地区主要为台风侵袭（可产生大风、雷暴、强降雨、风暴潮等）。2.2.2地质情况标段内地质以侏罗系上统－白垩系下统的凝灰岩、凝灰熔岩、熔结凝灰岩为主，中仙附近出露二叠系、侏罗系的砂岩、砂砾岩、粉砂岩、泥质砂岩及煤层、煤线，零星出露燕山期花岗岩和三叠系砂岩、砂砾岩。剥蚀中、低山区构造发育，受构造影响，岩体节理、裂隙较发育；沿线大

7、量分布火山岩脆性岩石，局部存在危岩、崩坍、落石、错落以及由于崩坍或冲洪积形成的堆积体等不良地质。滨海平原和冲积阶地主要为第四系全新统覆盖，最大厚度超过50m，为冲积、海积或混合型成因，岩性以淤泥、淤泥质黏性土、黏土、粉质黏土、粉细砂、中粗砂、卵砾石为主，下伏南园组凝灰岩和燕山期花岗岩。黏性土软塑至流塑状，具有高压缩性和低承载力等特点，部分砂类土具振动液化、软土具有震陷特性，土层工程地质条件差。2.2.3水文地质特征沿线地下水类型主要有孔隙潜水、基岩裂隙水，局部地段存在岩溶水；第四系砂、卵、砾石类土为主要赋水层。除第四系冲洪积层孔隙潜水、岩溶水、断层

8、带裂隙水较发育外，一般地下水不发育。永泰境内的地表水绝大部分有溶出型弱－中等侵蚀性，地下水均有溶出型弱侵蚀性，局部地段还具