国道217线玉希莫勒盖隧道施工超前地质预报技术探究

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1、国道217线玉希莫勒盖隧道施工超前地质预报技术探究　　摘要：在建G217线改扩建工程新建玉希莫勒盖隧道位于中天山玉希莫勒盖达坂，隧道长度为1943m，为单洞双向两车隧道，其垭口高程达3428m；隧道地处高纬度、高海拔的双高寒冷地区，隧道具有地质条件复杂、变化多，断裂构造复杂，岩层节理裂隙发育、连通性好，地下水丰富等特点。本论文基于新疆在建的玉希莫勒盖隧道，提出了“中、长物探和水平地质钻探验证为主，短距离地质素描分析和红外探水为辅，超长炮孔加密确认为主要内容的“多阶段、多层次、多方法”的“综合立体式超前地质预测预报技术”。以“综合立体式超前地质预

2、测预报技术”为指导，将超前地质预报纳入施工监测程序，并在施工中认真实施，顺利完成了隧道的施工工作，为同类隧道的施工提供了积极地借鉴意义。关键词：隧道工程复杂地质条件地质预报技术玉希莫勒盖隧道中图分类号：U456.3文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0037-0410大型隧道工程是国家社会经济的重要基础设施，其安全正常工作对于社会的可持续发展有着非常重要的作用。随着我国交通事业的快速发展，特别是随着西部大开发政策的进一步落实，在西部的高海拔寒冷地区将会有大量新的隧道建成。目前在建的寒冷地区隧道与以往寒冷地区的隧道相

3、比，规模更大、技术要求更高、气候条件更加恶劣，为地下工程学科提出了更高的要求。复杂地质条件下长大隧道的安全快速修建技术是当前交通建设急需解决的关键问题之一，是当前隧道建设研究的热点和重难点。隧道安全快速施工的关键是在施工前对隧道施工前方一定范围内的地质体情况的准确预测和分析，在此基础上制定切实可行的施工方案，因此，复杂条件下长大隧道的超前地质预测预报技术就显得尤为重要。复杂岩溶隧道施工中的超前地质预测预报就是要在隧道施工前采用物探、钻探等探测手段和方法，结合地质分析对隧道前方一定距离和范围内的不良地质进行综合分析和预测，提前发现隧道施工前方岩土

4、体的变化，得到可信的地质信息，并以此为基础进行隧道开挖方式、支护方案和施工组织的设计、安排，规避风险，确保隧道施工安全。目前穿越天山沟通南北疆的有G314线、G216线和G217线三条通道，且各相距200多公里。国道217线是一条沟通南北疆的大通道，是新疆“二纵三横”公路主骨架中的一纵，同时又是国家国防公路网络中的一条重要组成路线，在新疆公路网中占据着最重要的地位。独山子至库车公路是其南段，它正好纵贯天山，全长53210km，其中乔尔玛至那拉提段需翻越天山玉希莫勒盖达坂，是其中重要的一段。本次改建以新建隧道翻越玉希莫勒盖达坂，设计为单洞双向两车

5、道，隧道长度1943m，为长大隧道。隧道位于中天山玉希莫勒盖达坂，进口位于既有玉希莫勒盖隧道右侧对面山体上，沿既有公路隧道进口里程约为K722+095，位于山前坡积体上；出口里程为K724+038，长度1943m。进口高程约为3200m，出口高程约为3230m，出口与地形等高线基本正交，然后接上废弃的老路。隧道在进口段穿越断层，断层带分布在玉希莫勒盖达坂顶部偏南，其长度大于60km，断层总体走向N49°W，倾向NE，局部略有曲折，倾角80°～85°，与线路在K723+750（设计桩号）处斜交，断层破碎带宽度150～200m，其主要为因强烈的构造

6、挤压变质作用形成的绿泥石片岩及绢云母片岩。隧道洞身于K723+600～K724+038通过该断层破碎带，受断裂构造影响，围岩岩体极为破碎，易产生透水、坍塌等不良地质问题，（图1）为隧道与总体线路布置关系的示意图。1预报方法的选择10当前隧道超前地质预测预报技术主要采用物理探测和地质钻探相结合的方法进行。前者主要有TSP（隧道超前地质预测预报系统）、地质雷达等，后者主要采用超前水平钻和加长炮孔等；因物探本身具有的特点如多解性和不确定性等，以及地质钻孔本身的局限性（以一孔之见，推测周边），探测的精确性和可信度受到限制。特别是在复杂岩溶长大隧道施工中

7、，因岩溶发育的不规则性，物探结合钻探的探测预报技术的局限性表现的更为突出。为之，结合玉希莫勒盖隧道特点有针对性地选择施工超前地质预报技术意义重大。1.1预报方法选择的原则各种隧道施工期超前地质预报方法各有优缺点，因此选择正确的隧道施工期超前地质预报方法是预报成功的关键。隧道施工地质超前预报是施工提前采取预报措施、避免灾害的发生或在一定程度上减少灾害发生所引起的损失、保证隧道施工期间安全的需要，同时也是当今环境生态保护给隧道工程建设提出的要求。由于隧道工程面临的施工地质问题的复杂性，往往靠单一的某种预报方法是难以把握的，因此需要联合一种或多种地质

8、预报方法。预报方法的选择应遵循以下原则：（1）有牢固的理论基础。（2）不占用或很少占用掌子面施工时间。（3）使用性强。（4）操作简便。（5）能取长补短