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当前,越来越多的隧道工程建设分布在地形、地质条件
极端复杂的山区。隧道建设经常会遇到含水率较高的软弱地
层,如不采取可靠措施,可能会引起塌方灾害,严重威胁着
施工人员的安全。依托成贵铁路田坝隧道塌方治理工程,辅
以监控量测反馈信息,对隧道塌方原因及处治技术进行研究。
1 工程概况
成贵客运专线全长 515 km,其中田坝隧道是重要工程,隧
道位于云南省镇雄县境内,单洞双线隧道,设计时速 250 km/h,
最大坡度为30‰。隧道进出口里程桩号为 D3K328+158~
D5K333+040,全长4 882 m。其中,Ⅲ级围岩 2 159 m;Ⅳ级围
岩2 304 m ;Ⅴ级围岩 419 m。
1.1 ù
隧道建设位置属构造剥蚀低中山地貌,地形起伏较大,沟
壑分布,绝对高程 1 360~1 740 m,相对高差 50~200 m,自然斜坡
10°~55 °。地形地貌受构造及岩性控制,顶部局部残留灰岩岩帽,
坡体多形成槽谷、缓坡地形,线路右侧为河流侵蚀形成的沟谷
地貌。隧道进出口位于沟谷内,覆盖层较薄,坡面植被较发育。
1.2 )r
隧道建设位置地处云贵高原,地质构造复杂,断裂、褶
曲比较发育,以北东向构造为主。隧道在区域上位于三眼井
向斜的北东翼及川洞向斜翘起端,总体为一单斜构造。洞身
穿越的主要褶皱有三眼井向斜、川洞向斜。施工结束岩层产
状平缓,岩体节理较发育。
1.3
3)
地下水类型主要为基岩裂隙水,孔隙水及岩溶水发育较
少。主要富集在节理、裂隙中,在节理裂隙发育带富水性较好。
估算隧道平常期正常涌水量为 7 829.74 m 3/d,雨期最大涌水量
为 15 518 m 3/d。
1.4 V‘]Q)9
•
隧道的不良地质主要为顺层、裂隙发育带、岩溶及有毒
有害气体(瓦斯上涌)。因此,塌方、掉块、突水突泥和瓦斯
突出等灾害风险较高。
2 塌方原因分析
2.1 Ù
-
(1)勘察因素。地质勘察是根据区域地质特点,隧址区
地形地貌、出露地层岩性及部分钻探物探资料来判别。仅依
靠少量的钻孔资料很难准确识别隧道沿线的岩性、地质构造
及地下水等发育情况。一旦勘察提供的地质条件与隧道实际
开挖情况差别较大,会误导设计与施工,进而引发围岩失稳
等不良后果。
(2)设计因素。设计时未能详细分析隧道沿线地质水文
条件,或者未能查明可能导致塌方的因素,导致施工设计方
案不合理。此外,如设计的支护强度、刚度参数偏小,则无
法满足开挖卸荷作用下的围岩稳定性。
(3)施工因素。施工是导致塌方灾害发生的直接因素,具
体体现在 : 1)施工人员的施工水平与管理能力较差,如工程
地质知识不足、支护不及时、仰拱滞后等 ; 2)施工不合理与
技术落后,如爆破扰动大,超前加固、拱架 –喷锚等施工质
量差,未根据地层变化及时变更施工参数 ; 3)监控量测与超
前地质预报不规范,未按规范开展监控量测和超前预报工作,
无法及时反馈围岩变形信息与掌握掌子面前方不良地质情况,
未能为安全施工与围岩加固提供有效指导。
2.2 )Ù
-
(1)地层岩性。围岩主要为泥岩、泥质粉砂岩、页岩等,
属于软岩。围岩等级由原来设计的Ⅲ、Ⅳ级围岩变化到实际
的Ⅴ级围岩,节理、裂隙较发育,岩体遇水易软化,强度较低。
(2)不良地质。隧道开挖过程中出现了较大的断层、破
碎带及软弱夹层等不良地质。地质构造复杂多变,围岩松散、
破碎,完整性较差。
2.3
3Ù
-
隧道开挖临空面表面渗水现象严重,不仅软化了岩体强
度,降低围岩承载能力,还会润滑坍塌结构面。多日连续暴雨,
地表没有采取及时的排水措施,导致雨水入渗,进一步加剧
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