野三关隧道溶腔溃口处理技术

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1、野三关隧道溶腔溃口处理技术孙国庆，高广义，肖盛能(中铁隧道集团公司科学技术研究所，河南洛阳471009)[摘要]以野三关隧道富水溶腔溃口坍塌段处理为例，介绍在排水降压条件下采用注浆加固方式进行坍方处理施工过程，钻孔注浆机械设备配套以及有边界条件下注浆过程控制措施，以期对类似工程问题的处理提供一定的借鉴作用。[关键词]野三关隧道；溶腔；溃口；治理；注浆[中图分类号]U455[文献标识码]A[文章编号]1009—1742(2009)12—0077—052001工程概况及水文地质—180}68野三关隧道全长1

2、3．846km，为宜万铁路的重}要控制工程，隧道最大埋深684"m。隧道区内共发·若60畦4020育地下暗河6条，与隧道密切相关的为位于隧道出口段的3号、4号暗河，其中3号暗河与文章涉及的602溶腔密切相关。3号暗河发育于石马坝背斜核图1602溶腔涌水量与地表降雨关系部二叠系茅口组栖霞组的灰岩层中，两侧受二叠系Fig．1Therelationshipbetween602吴家坪组页岩的阻隔，呈带状分布。暗河起于石马cavernsinflowandsurfacerainfall附近的旺碑冲洼地，在苦桃溪中排

3、出，暗河出口标高高于隧道250m。暗河呈南西走向，斜穿隧道上方，i0m／h，伴随突水，涌出泥砂与块石约5．4×暗河主要接收大气降水补给，暗河水的流量动态与i0m。突水突泥约1h后水量逐渐减小，到第二天降雨关系密切，对降雨的反应非常敏感，隧道出口段后，隧道出口监测到涌水量下降到26×i0m／d。开挖过程中，揭示主要涌水点有33个，其中602溶突水突泥稳定后进洞观察，块石堆积隧道长度约腔突水后将3号暗河水倒人隧道，洞内涌水直接受400m，掌子面附近隧道断面基本被堵实。鉴于该溶到地表降雨补给，602溶腔涌水量

4、与地表降雨关系腔体与地表连通，水量大，经过多次方案论证后，决如图1所示。定从通过实施释能降压对该溶腔进行处理。602溶2602溶腔施工及溃口坍塌情况腔泄水支洞实施释能降压后，正洞处于0水压状态。随后对溶腔进行清方置换措施进行处理，溶腔顺利2．1602溶腔状况贯通。2007年8月413，野三关隧道出口方向I线施工到DK124+602，掌子面爆破后，突发涌水，伴有大2．2溶腔溃口坍塌情况量泥砂、块石涌出，瞬间最大涌水量达15．1×根据前期602溶腔、排水支洞多次突水突泥释能降压及水文观测情况综合分析，野三关

5、隧道602[收稿日期]2009—10—28[作者简介]孙国庆(1977一)，男，陕西宝鸡市人，高级工程师，主要从事隧道注浆、防水科研、设计施工工作；E—mail：sgql18@sina．corn2009年第11卷第12期77溶腔是横跨I线及排水支洞的大型断层破碎带伴生季，降水量累计超过1000mm，在5月16日溃口前岩溶的充填体系，溶腔内先期充填大量泥砂、破碎岩两天连续强降雨。在岩溶洼地范围，地表降水大量体，溶腔涌水量受水洞坪、稻子坪等地表降雨径流影渗入地下，水位抬高，水压增大，一旦超过隧道围岩响迅速，

6、水量来源丰富。5月16Et强降雨后，由于的承受能力，造成岩体崩溃，是造成该类灾害的溶腔内构造破碎带不断塌落的岩石破碎体堵塞阻水直接诱发因素。作用，造成溶腔大量迅速的补给水排泄不及而产生3溃口坍塌段处理方案水压积聚，造成602溶腔I线上部DK124+583～+590，下部DK124+581～+597已贯通双层初支根据探测溶腔发育情况及施工状况，按照“排溃破，从溃口处突出大量破碎灰岩块石，引起该段坍水降压、注浆加固、管棚支护、两面夹击”的原则，采塌。溃口横断面图及掌子面的情况如图2和图3取上排下堵的方案进行

7、坍塌段处理。所示3．1上部排水截流降压为了进一步释能降压，排水支洞设置的高位排水洞在I线DK124+600处洞顶上7．5m成功揭示该溶腔，通过大量的清石，对溶腔体系有效起到了排石降压、引水截排的作用，为下部正洞开挖面注浆加固封堵提供条件。3．2下部注浆加固封堵在保持高位排水洞顺畅排水状态下，通过注浆图2溃口段横断面图固结坍塌体，在隧道开挖轮廓线外形成一定厚度具Fig．2Cross—sectiondiagramofbreachsegment有一定抗水压能力的稳定固结体并通过超前大管棚刚性支护，提高胶结体的

8、承载能力，保证隧道开挖及结构安全。3．2．1超前注浆加固设计由于该注浆段上有排水支洞及周边原来双层初期支护，因此有边界条件下浆液扩散控制及穿越钢拱架钻孔是该方案的重要控制点及难点。1)DK124+597(正向)工作面注浆加固范围为DK124+578．5～+597，纵向长度18．5m，主要是采用小型钻机对溃口处进行加强注浆，终孔在开挖线图3溃口后掌子面的情况外7m，浆液扩散距离2．5m，共计布设注浆孔Fig．3Conditionoftunne