20白云山软弱地质岩溶隧道富水段施工技术(已发)

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1、白云山隧道软弱地质岩溶富水段施工技术王晓锋(中铁十八局集团有限公司，天津300222)摘要：软弱地质岩溶隧道的主要特点是充填软塑状黏土、岩溶、地下水、暗河发育，极易发生塌方、突水、突泥等地质灾害，本文结合宜万铁路白云山隧道采取的安全有效的施工措施，对软弱地质岩溶隧道施工方法进行探讨，首先利用综合超前地质预测预报手段进行预测；其次根据预测结果采用科学开挖支护及帷幕注浆施工技术对各类软弱地质围岩地段及点、线状出水段进行施工，取得良好效果。关键词：软弱地质岩溶隧道超前预报帷幕注浆施工仁概述宜万铁路是我国在地质条件极为复杂的艰险山区修建的又一条准干线铁路，集西南山区铁路之大成，地质条件差、工程风险大、

2、科技含量高、建设标准新。白云山隧道全长6827m,其中四线取连拱705m,大跨取线182m,燕尾段366m,其余均为单线隧道。该隧道地质情况复杂，岩溶发育，溶洞、暗河、落水洞、岩溶洼地等岩溶现象多见。隧道穿越天阳坪区域断裂，穿越纸厂湾、猴子洞、耗子洞3个暗河系统，区内发育5条断层，预测最大涌水量427314m3/d,正常涌水量167354m3/do多数地段可能发育较大的岩溶腔体或暗河腔体，极有可能发生突水、突泥等严重地质灾害。⑴。针对白云山隧道地质条件复杂性，我们釆取综合超前地质预报先探明前方地质情况，后统筹研究施工方案、采取安全措施开挖、超前帷幕注浆止水等科学方法施工，有效规避了风险。2.综

3、合超前地质预测预报2.1•超前地质预报方法的分类超前地质预测预报技术基本采用钻探和物理勘探两种方法，探明隧道的基本地质情况，是保证复杂岩溶隧道施工安全的一种重要手段。针对白云山隧道的特点、设备及现场实际情况，在施工中采用了TSP203、红外探水、地质雷达、超前炮眼、超前水平钻和常规地质分析等综合超前地质预测预报方法。各种方法有自身优点和适用范围，也有其局限性。⑵施工超前地质预测预报方法比较如表1所示。表1施工超前地质预测预报方法比较测报方法优点缺点TSP203(1)一次预报距离长，在软岩条件下探测距离100〜150m,在硬岩条件下探测距离150〜200m；(2)对断层馭碎带构造预报准确度较高。

4、(1)对岩溶预报准确度不高；(2)对地下水无法预报；(3)预报精度20%左右；(4)与操作人员素质有关，受环境影响较大；(5)费用较高。地质雷达(1)对断层破碎带有较高的预报准确性；(2)花费时间少；(3)施工干扰小。超前水平钻探(1)预报距离可根据现场实际情况选(1)施工不方便；(2)占用时间长；(3)择，宜为40〜80米；(2)预报准确性作业环境差；(4)空位偏差带来完全相高，直接；(3)费用较低。反的结果。红外探水/八丄“从沁血、川、址口(1)对水量大小无法预测，对断层破(1)对水构造能定性判断；(2)费用]1.碎构造无法预报；(2)预报距离短；(3)低；(3)耗时少。Q斗十进度较低。超

5、长炮眼(1)灵活、方便，对整个掌子面前方5米范围的情况预报比较准确；(2)能保帀一七丄亠证岩盘厚度；(3)不需专门的钻机，用人距旦'5•工°风枪即可。地质素描利用开挖地质情况，分析前方地质。与地质工作人员素质、经验有关。各种预测预报手段组合方案图1所示。隧道沿线地面地质调查TSP203屮长期预报，L=200m长地质探孔，L=30〜50m,取岩芯超前水(钻，L=50m红外探水，L=25m遛长炮眼，L=>5m综合地质编录分析lOOmW长期预报—I掌子面地质素描二I11II■烷程预报<30忆30mW中程预报V100m图1各种预测预报手段组合方案图2.2•超前地质预测预报原则隧道施工超前地质预测预报是

6、隧道施工很重要的环节，本着“地表和洞内相结合、构造探测和水探测相结合、长中短期分阶段预报相结合”的“三结合”原则，做到有疑必探、先探后掘。⑶2.3.超前地质预测报效果评价通过综合超前地质预测预报技术，白云山隧道共发现溶洞15个、软弱地质带276M,断层构造带的实际情况与预报结果基本符合。根据预报的结果，提前采取措施，有效规避了风险，保证了隧道的施工安全。3.开挖方案3.1•超前支护超前支护方式的选择主要根据围岩的性质、施工条件、机械设备、经济效益等因素来确定。白云山隧道DK42+187溶洞填充物为软塑状粘土夹碎块石，自稳性差。超前支护釆取拱部小导管注浆，四周超前注浆。(1)超前小导管注浆超前小

7、导管注浆采用①50mm的薄壁钢管，环向间距0.8米，纵向间距3.5米，搭接长度不小于1.5米，注浆材料为纯水泥浆，配合比为1:1。由于溶洞充填物主要是软塑状粘土夹碎块石，采用手持风枪钻孔时，经常出现卡钻现象，打入小导管时，经常遇见风化碎石，致使打入导管困难。(2)超前注浆由于溶洞充填物承载力低，自稳性差，在开挖掌子面四周打入一圈5米超前帷幕注浆，形成厚3米的固结圈，然后注入按一定比例配制而成的浆液