鐵路復雜巖溶隧道施工地質(zhì)工作方法

鐵路復雜巖溶隧道施工地質(zhì)工作方法內(nèi)容提要宜萬鐵路隧道概況隧道巖溶發(fā)育情況巖溶隧道施工地質(zhì)工作內(nèi)容巖溶隧道施工地質(zhì)分級和超前預報分級常用巖溶隧道地質(zhì)預報方法地質(zhì)預報技術(shù)管理及成果應用結(jié)語宜萬鐵路隧道概況宜昌至萬州鐵路全長377公里，共有159座隧道（含Ⅰ線和Ⅱ線），總長338km，其中Ⅰ線有226km隧道,隧線比達60%。其地形、地質(zhì)條件之復雜集西南山區(qū)鐵路之大成，建設條件之艱、難、險居我國鐵路歷史之最，特別是長大隧道穿越地區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)模、多樣性、突水突泥的風險程度及工程處理難度為國內(nèi)外罕見，工程之艱巨、施工風險之大、環(huán)境壓力之突出均屬于世界級難題。全線70%隧道位于巖溶發(fā)育區(qū)，共有8座Ⅰ級風險隧道，26座Ⅱ級風險隧道。隧道巖溶發(fā)育情況--五爪觀隧道五爪觀暗河大廳段處理工程照片巖溶大廳寬120m，縱向長71m，洞內(nèi)巖堆高聳，發(fā)育有石筍、鐘乳石等，水流湍急，隧道洞身位于暗河堆積層中。隧道巖溶發(fā)育情況--五爪觀隧道野三關(guān)隧道I線全長13833m，II線全長13796m，為全線最長隧道，最大埋深684m，縱坡為人字坡；在DK125+100左側(cè)設置長1844.5m的無軌運輸斜井，出口Ⅰ線左側(cè)設置長5250m的排水洞。最大的問題是通過6條暗河，中部發(fā)育一大溶腔，與3#暗河連通。隧道巖溶發(fā)育情況—野三關(guān)隧道隧道巖溶發(fā)育情況—野三關(guān)隧道DK124+602溶腔段平面示意圖溶腔涌出物隧道巖溶發(fā)育情況—大支坪隧道大支坪隧道全長8775米，最大埋深495米，縱坡為人字坡。進口段Ⅱ線右側(cè)設置長5900m的排水洞。最復雜巖溶地質(zhì)地段為DK132+990處大型充水（泥）溶腔。隧道巖溶發(fā)育情況—大支坪隧道DK132+990溶腔段平面示意圖隧道巖溶發(fā)育情況—大支坪隧道DK132＋990溶腔充填砂夾卵礫石隧道巖溶發(fā)育情況—大支坪隧道2008年4月30日，該隧道進口工區(qū)ⅡDK132＋914發(fā)生突水突泥，持續(xù)約10分鐘，突水7000m3，突泥至掌子面后方約200m處，掌子面涌泥砂高度3m，涌泥砂量約3000m3

。

馬鹿箐隧道全長7879m，最大埋深660m，15.3‰單面上坡。在進口Ⅱ線左側(cè)20m處設長4695m的泄水洞。隧道巖溶發(fā)育情況—馬鹿箐隧道馬鹿箐隧道1.21突水事故隧道巖溶發(fā)育情況—馬鹿箐隧道溶腔縱向長17～47m（Ⅰ線47m、Ⅱ線25m、泄水洞17m），橫向?qū)挻笥?5m，向下發(fā)育至隧底以下約50m，向上發(fā)育至拱頂以上25m，溶腔充填淤泥質(zhì)黏土夾塊石，碎石。鏈接進口涌水錄像(03-1)馬鹿箐隧道進口泄水洞5-10突水錄像.MPGPDK255+978大型富水充填溶腔隧道巖溶發(fā)育情況—馬鹿箐隧道馬鹿箐隧道曾發(fā)生“4.11”、“4.19”、“5.10”、“5.23”、“5.26”、“6.12”、“6.18”、“6.20”、“6.21”

、“7.03”、“7.04”等多次突水突泥，攜帶溶腔突出物主要為塊石、碎石及淤泥混合物，經(jīng)初步估算，突出物淤積Ⅰ線正洞約450m，Ⅱ線正洞約1070m。

馬鹿箐隧道978溶腔照片隧道巖溶發(fā)育情況—齊岳山隧道齊岳山隧道全長10528m，為單面下坡。在隧道左側(cè)30m設置貫通的平行導坑，右側(cè)設斜井，長752m，隧道區(qū)共發(fā)育15條斷層，進口工區(qū)為巖溶極發(fā)育區(qū)，其中F11斷層規(guī)模大、水頭高、水壓大、巖體破碎，是全線施工最困難的地段之一。隧道巖溶發(fā)育情況—齊岳山隧道斷層充填的礫石從鉆孔涌出隧道巖溶發(fā)育情況—齊岳山隧道齊岳山隧道涌水錄像齊岳山進口平導PDK363+537突水排水資料（幻燈片用.mpg(05)齊岳山隧道出口F11斷層(PDK365+335)超前探孔涌水錄像.MPG巖溶爸隧道遼施工鴨地質(zhì)堅工作遼內(nèi)容宜萬鐵碰路自200吩3年～200鵲9年建粉設期深間，悟通過柜認真套開展施工地兄質(zhì)工作距，及害時預版測預慨報掌攀子面核前方自的地件質(zhì)情郵況，飯采取倒針對才性的玩防災央措施仙，避恨免了符多次濃大規(guī)肅模的邪突泥車突水錢地質(zhì)詞災害宣，為龜深埋弦復雜您巖溶偏隧道覽的施噸工探慮索出劈燕一條忠行之鍛有效五的技宅術(shù)管代理方顫法。巖溶嚇隧道隔施工亮地質(zhì)彈工作芽內(nèi)容勾主要械包括緩：超前啞地質(zhì)慰預報決、施災工圍清巖分飯級及增穩(wěn)定賣性評圾價、甚隧底匆及周樂邊巖紙溶探優(yōu)查、饅災害勢評估疾及防鳳治工骨程措?yún)鞘┙ňI議、鬧竣工首圖及筑報告丙等內(nèi)昌容。巖溶隧且道施工貫地質(zhì)工披作內(nèi)容施工地溜質(zhì)內(nèi)容潔綱要巖溶隧滋道施工嘩地質(zhì)分矩級和超容前預報解分級為方商便巖忍溶隧銳道的帆建設去管理均，突仁出重游點，揪把握艙關(guān)鍵劉，需勞要對乖巖溶魚隧道煌進行純施工睡地質(zhì)集分級奴和超犯前預袍報分錢級。A級：可賢能發(fā)生擊重大地帳質(zhì)災害皺的地段儉，如可見能遭遇納大型暗腔河系統(tǒng)向，發(fā)育對重大軟謎弱、富育水、導狂水性良耗好的斷翻層；存撐在重大澡物探異碧常；可形能發(fā)生漢大～特牽大型突袋水突泥怖；并可迷能誘發(fā)假重大環(huán)賄境地質(zhì)鑒災害的畫地段。B級：主德要針對廢可能發(fā)逃生中～紐奉小型突常水突泥插地段，品存在較挪大物探過異常、赤斷裂帶證等地段兆。C級：意主要忠針對活巖溶簽水文缺地質(zhì)訓條件仔較好贈的碳狡酸鹽坊巖及匆碎屑器巖地訴段，喂發(fā)生陜突水羊突泥女的可碗能性屆較小扶。小型攻涌突恭水：庫＜100m3/h中型形涌突財水搞：100～10歡00m3/h大型涌房誠突水：10燙00～100究00m3/h特大席型涌幻玉突水開：＞100滿00m3/h巖溶該隧道牌施工舒地質(zhì)曉分級肯和超延前預欄報分融級常用巖沒溶隧道繡地質(zhì)預稻報方法國內(nèi)偏外隧強道地蜘質(zhì)超胖前預賴報的血方法活，主圓要有步：地涂質(zhì)法體、超蔬前導江坑法徐、超桶前水衣平鉆偽孔法艷、聲煩波測血井法洽、波緒反射輝法、柔層析握成像敗法等亂。根據(jù)盞宜萬順鐵路擾超前怎地質(zhì)聽預報損技術(shù)成在巖秤溶隧袖道施尚工中優(yōu)的應聚用情稻況，徐認為充在不腥同地居質(zhì)情巡壽況下畫（如液巖溶斯溶洞盒、暗偏河、策斷層位、裂躬隙等釣）的最優(yōu)超概前預報鋒組合方曲法是物岸探方法聾（TS較P2診03、TG艱P1終2等長磨距離在彈性籠波反鳴射法枯、掌親子面飽地質(zhì)孩雷達奮法、配紅外扎探水綱法等）與熱工程摸地質(zhì)甲法（掌子痰面超謹前水童平鉆彼探法陳、工孕程地晌質(zhì)類恒比法剪、地缺質(zhì)素孔描等像）有機包合理栽結(jié)合宰，取溝長補膜短，況長短遞結(jié)合汗。常用鈴巖溶膜隧道擦地質(zhì)鍬預報楚方法超前水屬平鉆探父法超前諷水平蓮鉆探泄是隧鬼道掌太子面弊前方布及周閥圍的賣富水攏地層支位置效、富踐水程謝度以透及巖答溶洞濱穴的漆形態(tài)辛、規(guī)漢模及懇其充孟填和應富水眼情況鞭預測匙的直御接方論法，愉是深著埋復泛雜巖筍溶隧火道地獻質(zhì)災丈害預棵測與題防治全的最華有效陜手段贊。一相般分予為超代前水胡平鉆功孔長泥距離口預報義和超粉前長奏炮眼拆短距架離預摸報。超前水搞平鉆孔任長距離鋤預報超前航水平盲鉆孔稈長距永離預光報一舉般在縮慧掌子時面布蓋置3～5孔，鉆仔孔長度所一般在50～10鄙0m。為星兼顧芽對周柄邊圍攪巖探礙查，喜通常淋在掌倦子面肺以一濕定的醉外插察角向念前鉆店探。超前長遙炮眼短身距離預召報利用愈風鉆無在復敗雜巖花溶隧扯道每稼個施椒工循贊環(huán)（婆施工徑循環(huán)2～2.5米）念掌子托面布連置一演些長捉炮眼鍵（不挖小于5米）我進行裙超前丘探測踩，它膜是對峰超前匆水平頸鉆探讀的一安種補拜充，纏因其帖數(shù)量仰比水樣平鉆坡數(shù)量濤多，盤揭示替巖溶尼的可翠能性材較大紋，起螞到了棋保證的施工綿安全而的作懲用。超前牙水平毫鉆法腫預報蛾的特臟點同物他探預債報方暫法相鍵比，斯具有虹直觀律性，慘不存截在物祝探預誦報方吸法的控多解秒性。撤但同各時也垃具有蟲費用思高、材速度妹慢、配占用饑隧道奔施工定的掌旋子面熔時間租長，喂且鉆材孔資叼料只椅是一略孔之由見，溉對溶移洞有踐漏報烘的可蚊能。常用巖奔溶隧道賽地質(zhì)預襯報方法物探營預報訂方法物探預殘報主要瞇利用聲插波、超聲聲波、應地震波介及電磁被破在地遵層中傳炮播、反拾射，通尺過信號簡采集系滅統(tǒng)接收懸反射信童號，判窄釋隧道膀掌子面績前方反宏射界面殼（斷層悔、軟弱紙夾層、隨孔洞等順）距隧澇道掌子笑面的距役離來進授行隧道膠施工期悄地質(zhì)預裂報的方痕法。常共用的有TSP鞭—20乓3、TG弟P1步2、地屯震負準視速苦度法糧、掌時子面脫彈性參波單答點反基射法血、掌旗子面木地質(zhì)仍雷達立法、坦紅外屆探水鍋法、HSP、單孔者或跨孔CT等方籠法。要準確旬預報掌稠子面前懇方地質(zhì)薦情況，菊往往要京根據(jù)各預種預報殲方法的續(xù)功能特磁點選擇推一種或竿多種方抬法的組棋合，相暴互驗證象。但不澇管怎樣莖，還沒豈有哪一瞞種方法滲能準確巾預測巖敲溶隧道渣前方及優(yōu)周邊全掩方位的將地質(zhì)情卻況。在宜養(yǎng)萬鐵躬路隧察道地棋質(zhì)預輩報工諸作中膜，物鋒探方前法應么用最熟廣泛貢的是TS征P－20浪3、TGP凈12、地希質(zhì)雷梨達和廚紅外誼探水喚。TSP－203、TGP唱12均屬量于地把震反憐射法柏，是筑一種仍長距滋離的詢預報噴方法擋，有槽效探羽測距胖離10腸0～15尊0m，根音據(jù)炸裹藥在珠巖石蜜上爆競炸的君主頻顏推算腿，有姜效分員辨率包約2m，因此掘直徑大妄于2m的溶過腔或疏含水神體可難以被剪發(fā)現(xiàn)澡，如脫別巖稈槽隧瀉道DK膠24伍4+首42肝2、馬庭鹿箐煉隧道DK災25聾5+毫97期8、云隙霧山魚隧道DK院24站2+誓85谷0等溶派腔的堆預報攏。常用省巖溶旱隧道怕地質(zhì)峽預報粥方法物探預吊報方法宜萬線葵施工揭定示的位擁于掌子野面前方鋪、有一東定規(guī)模泰的溶腔志或斷層廉，物探嘴方法均蠻有反映路，配合呈水平鉆邁探和其案它方法窗，Ⅰ級風險養(yǎng)隧道施棕工揭示艙的82處溶父洞及聽涌水必突泥尚有80處得到坑了準確膝預報，攀但由于猛其對干役擾信號鴿不能分寶辨和消初除，有豪大量的臉假異常旺存在。挑在王家店嶺隧道爬進行了TSP夕203與TGP縫12兩種彼超前釘預報宵方法賺的對恒比試除驗，爭兩種簽超前是預報宿方法季的預夜報結(jié)沖果基交本一怠致，TGP述12效果有固時還更網(wǎng)好些；TG豎P1逐2方法溉檢波桐器使搶用黃診油耦肢合，摔經(jīng)濟帶實用述，分較析軟畫件為途中文來，易栗于操陸作，應預報屆準確劣率高慘，但趨配套柔器材真有待竭改進根。地鮮質(zhì)雷節(jié)達是去一種五短距烘離探驗測方膏法，沾有效吉探測絨距離梢約10～15黎m，有箱效分認辨率繼約10還cm，對大亡支坪隧愚道DK1固32+攀990突泥、乘野三關(guān)拳的4#暗河惜都做的出了袋準確徹預報庸。由藍于地晨質(zhì)雷貌達探蘇測距男離過捉短，崗主要坑配合掀地震庭單點陜反射翼用于反隧底頂及周串邊隱豈伏巖號溶探廳查，夫通過闊地質(zhì)斧雷達擔探測億，在盞已建蜓成隧頌道的秀隧底籃及周能邊發(fā)莊現(xiàn)了8處可能五威脅運柔營安全美的隱伏鹿溶洞。森宜萬線溫的巖溶渴水都是橫淺部循刑環(huán)水，酒所形成孤的溫度神差異不稀能從施舟工形成鮮的溫度布異常中棒區(qū)分，允因此不蛛適用于糧淺循環(huán)等地下水反隧道的原超前預妨報。常用巖葵溶隧道吳地質(zhì)預祥報方法工程地路質(zhì)類比顆法工程稼地質(zhì)授類比宣法是符根據(jù)固以往烘巖溶糞隧道蔬施工隸總結(jié)肌出判治斷隧瞞道巖安溶發(fā)碧育的脹可能咽部位轟的一碑種經(jīng)禾驗方猛法。道巖溶禮發(fā)育高可能貌的主卵要位痰置如塞下：（1）可鉤溶巖乳與非瓶可溶民巖接接觸界兼面可睛能巖沾溶發(fā)施育；（2）隧道染通過斷溜層、向圍斜、背誦斜核部此的可溶千巖可能旅巖溶發(fā)擺育；（3）可溶糊巖中裂姜隙、溶疏隙發(fā)育態(tài)位置可魄能巖溶貧發(fā)育；（4）可儀溶巖老中圍構(gòu)巖整禍體突挑然變卡好或盯突然漆變差磁的位款置可址能巖蜻溶發(fā)永育；（5）不押同年階代可創(chuàng)溶巖虛接觸府界面仆、巖干性分盈界面宅位置丙附近服可能悉巖溶識發(fā)育謀；（6）掌子圾面附近耐出現(xiàn)泥出質(zhì)充填滋裂隙的樓可溶巖潛，前方哭可能巖低溶發(fā)育搏。地質(zhì)預敵報技術(shù)拴管理及騙成果應挎用施工地劇質(zhì)工作禽技術(shù)管氣理針對舅宜萬丟線地撈質(zhì)特型別復盈雜的13座隧汗道分刻別成督立由徐建設猛、設稍計、趟施工帖、監(jiān)看理等頓單位脫組成違的施果工地舊質(zhì)組寺，現(xiàn)格場組礎織實竭施復顧雜隧敲道的較施工匙地質(zhì)榮工作瘦，并嶺組建捆以設粱計單券位的條技術(shù)巖管理包和地威質(zhì)、船物探供及隧挎道設秘計專雅家為戰(zhàn)主體鏡，建焰設、城施工六、監(jiān)析理等咱單位單專家坡為技紐奉術(shù)顧騙問的訪施工徹地質(zhì)客部，校協(xié)調(diào)肺和強彩化復唐雜隧蹦道的頁施工擇地質(zhì)升技術(shù)壟工作另，并忍現(xiàn)場季快速國分析谷判斷基，決禁策處岔理復喜雜地慚質(zhì)問克題。抱重大足地質(zhì)餡問題請由設臘計院醉專家聲組決造策處糾理，富必要連時報恐請鐵拐道部軌專家缸組研奔討后錘再決在策處禁理。為做好鳴宜萬線攏隧道的抓施工地私質(zhì)工作搜和巖溶隱隧道的膚預測預尿報工作串，建設悲單位組究織編寫惠了《宜萬啞鐵路款地質(zhì)雄勘察縣與超百前地仰質(zhì)預懷報專高項機謎制》、《宜萬鐵墳路復雜觀隧道地效質(zhì)超前鉛探測實大施細則》，設計屆單位制妖定了《宜萬怒線施訴工地因質(zhì)實廢施細趁則》，對蜘宜萬械鐵路晚的巖俱溶地殊質(zhì)施集工起羅到了刮很好匆的指劃導作靜用。超前地技質(zhì)預測凳預報設忙計、實償施、判霞釋實行著分級管枯理，責池任到人釋，做到襖“物探懲先行、倘鉆探驗驅(qū)證、有綁疑必鉆西、不明水不掘”慈及堅持爽“三定福三探”湯原則（歪即：定矮人定孔歲定檢查倘、重探卻密探加廈深探）疤。地質(zhì)茄預報并技術(shù)納管理恢及成布果應孩用宜萬塊鐵路惰巖溶納隧道簡施工批地質(zhì)俊工作鐮程序地質(zhì)預呈報技術(shù)愧管理及逃成果應鋤用施工地繼質(zhì)工作磁成果突水突兔泥預報宜萬線頓鐵路隧卷道在施巴工過程雅中發(fā)生塵了9次大型過的突水祥突泥，堤除了個跟別因為顛各種復互雜原因瞎未能預茄報出之屯外，其嫁它的都旨做出了野準確的傻預報。宜萬追線鐵受路隧體道施乳工超京前預朵報了28次高蹄壓突罪水，梯如成培功預陳報馬膀鹿箐潮隧道膏進口窮泄水個洞XDK禾255揮+70捏1出水、泛平導PD溝K2掃55耕+6唉55～+6于96出水，祥預報野幕三關(guān)隧阻道II膜DK員12林4+悲68德0～+65千0段巖溶走裂隙涌覆水，涌梯水量為60雞00桃m3/d左右，攏水壓0.沫75陷MP鵝a。齊紙岳山遇隧道規(guī)長距榨離超拼前預潔報探纖測中滾，物迅探資命料顯淘示PD押K3石64舅+0默07～+01內(nèi)5段圍究巖軟繼弱異酸常，唉有溶鄉(xiāng)豐洞富還含水致，超舌前鉆緣瑞探驗判證在PDK賊364＋00袖8后確實抱存在富幕水溶腔默，由于捕預報準蛛確、措濤施得當累沒有造受成事故榴。超前吼地質(zhì)醒預報椅中有10次是欄水平倍鉆孔兩或超甩長炮朽孔發(fā)技現(xiàn)的雄高壓猶突水睬現(xiàn)象魔，如清云霧端山隧召道DK2堂4