6宜万铁路齐岳山隧道629高压充水溶腔处理技术

《6宜万铁路齐岳山隧道629高压充水溶腔处理技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、宜万铁路齐岳山隧道DK363+629高压充水溶腔处理技术黄鸿健1，张民庆1（1.铁道部宜万铁路建设指挥部，湖北恩施445000）摘要：宜万铁路齐岳山隧道进口施工过程中，通过超前钻孔，探测到DK363+629溶腔，溶腔内充填物以清水为主，含少量泥砂，实测水压力0.68MPa，单孔最大涌水量450m3/h。针对该溶腔，先后进行了注浆试验和放水试验。注浆试验表明，在规模较大的充水溶腔中，注浆量难以确定，且会受动水影响，难以达到理想的注浆效果。放水试验表明，由于溶腔水的补给量难以确定，规模较大的溶腔补给量往往较大，因此仅通过钻孔放水是难以在短时间内

2、达到排泄溶腔水的目的，且排水受地表降雨影响很大。在隧道进出口平导贯通后，通过方案比选，利于平导施作泄水支洞，对溶腔实施释能降压，然后爆开揭示溶腔进行观察，使溶腔处理变暗为明，从而可以得到可靠的处理方案。针对该溶腔，释能降压后，对溶腔基底采取换填，对隧道两侧设置护墙，对岩溶水采取引排、限排措施，隧道结构采取加强措施。关键词：宜万铁路；充水溶腔；注浆；释能降压；处理作者简介：黄鸿健(1962–)，男，山东蓬莱人，教授级高级工程师，主要从事隧道及地下工程施工与管理。地址：湖北省恩施市东风大道503号铁道部宜万铁路建设指挥部，邮编445000，电子

3、信箱hhj201@sohu.com，电话：139724035481工程概况齐岳山隧道是宜万铁路八座Ⅰ级风险隧道之一，隧道全长10528m（DK361+255～DK371+783），隧道最大埋深670m。隧道进口标高1126m，自进口至出口为单面下坡，坡度依次为-13‰（345m）、-15.3‰（9300m）、-6‰（883m）。为保证隧道施工工期，设置贯通平行导坑（隧道左侧30m处）和斜井各一座。如图1，齐岳山隧道穿越中、下侏罗统上、下沙溪庙组、新田沟组、自流井组、珍珠冲组和三叠系须家河组、巴东组、嘉陵江组、大冶组，以及二叠系长兴组、吴家坪

4、组、茅口组等地层，其中可溶岩长4.7km，占全隧总长度的45%，可溶岩均处在隧道进口端。齐岳山隧道穿越区段可分为中山区（进口～DK364+900）、中山谷地（DK364+900～DK365+150）和低中山区（DK365+150～出口），三个区域分别对应齐岳山构造溶蚀地貌、中部得胜场溶蚀槽谷地貌、西部碎屑岩剥蚀地貌。齐岳山隧道主要地质构造为齐岳山背斜、箭竹溪向斜，以及规模较大的断层15条，其主要不良地质有岩溶、岩溶水、断层破碎带、天然气、煤系瓦斯、高地应力和地温等，其中齐岳山背斜和得胜场槽谷区被称为该隧道施工的两大难题。地勘表明，隧道周围主

5、要发育得胜场地下暗河体系、大鱼泉地下河系统、小鱼泉地下河系统。预测隧道正常涌水量17.6万m3/d，最大涌水量74.2万m3/d。其中齐岳山背斜地段正常涌水量3.7万m3/d，最大涌水量17.7万m3/d。图1齐岳山隧道工程地质图2溶腔探测2006年5月25日，齐岳山隧道进口正洞施工至DK363+629里程，采用地质钻机进行超前水平钻探。当钻至DK363+631时，由钻孔内射出高压水，实测单孔最大涌水量450m3/h，水压力0.68MPa。随后加强超前钻探，确定隧道前方发育大型高压富水溶腔。溶腔由右上侧向左下侧发育，横向宽度大于80m，在隧

6、道范围内纵向发育长度约12m。溶腔内充填介质主要为清水，含少量泥砂。溶腔型态如图2。溶腔钻孔涌水照片如图3。8(a)横断面图(b)平面图图2齐岳山隧道629溶腔型态图图3齐岳山隧道629溶腔探孔涌水照片3方案试验3.1注浆试验遭遇溶腔后，对溶腔处理方案进行研究，考虑到隧道进口工期压力大，同时，进口反坡施工，排水条件极其困难，因此，确定对溶腔进行注浆试验。采用普通水泥-水玻璃双液浆对溶腔进行充填注浆试验。水泥-水玻璃双液浆配比为：水泥浆水灰比0.6:1～0.8:1、水泥浆与水玻璃体积比1:0.3～1:0.5、水玻璃浓度35Be’。浆液凝胶时间

7、控制在15sec～30min。在现场注浆施工中，当注浆量达到1613m3时，钻孔过程中仍有高压水喷出，这表明，采取注浆措施，难以在短时间内达到有效堵水效果。同时，考虑到溶腔规模较大，采用大量的注浆材料填充富水溶腔造价高，且可能地下动水会对注浆效果产生较大的影响。因此，停止对该溶腔实施注浆堵水处理方案。3.2放水试验为进一步查明溶腔的水文地质条件，对该溶腔进行了放水试验。放水试验从2006年9月1日开始至9月10日结束，历时10天。放水试验时，根据进口设置的大型泵站抽水能力，采用2000～3000m3/h的放水速度进行放水。监测放水试验过程放

8、水速度、水压力、地表降雨量等水文参数，测试结果见表1。表1齐岳山隧道629溶腔放水试验测试结果表日期放水量/(m3/h)降雨量/mm水压力/MPa2006-9-10:003000