六盘山隧道穿越富水大涌水洞段安全速施工技术探讨

六盘山隧道穿越富水大涌水洞段安全速施工技术探讨六盘山隧道穿越富水大涌水洞段安全速施工技术探讨摘要:全长16687m的在建天平铁路六盘山隧道为全线第一特长隧道,隧道在DIK85+120~DIK85+295段垂直通过该断层,且在隧道上方地表有一条前河,埋深约80m,在DIK84+930附近前河穿越隧道正上方,在DIK85+160附近河流距线路中线约250m,在断层线上距离线路430m左右的部位水系发达,地表岩性为砂岩夹砾岩。论文在分析隧道穿越该段施工涌水基础上,提出了并采取了“以抽排为主,小导管四周封堵,强化支护”的综合方案,经济、安全通过了该富水洞段,确保了隧道的施工安全,取得了良好的效果。关键词:隧道工程;富水大涌水地段;防治措施;施工技术中图分类号:U45文献标识码:A1工程概况新建天平铁路六盘山隧道位于甘肃省平凉市华亭县六盘山山脉,隧道起讫里程DIK83+498~DIK100+217,全长16719m,为全线最长的小断面越岭隧道。隧道进口位于华亭县麻庵乡三角城左侧河谷内,出口位于华亭县西华镇青林村。隧道全部段落均为下坡,坡率分别为5‰/2752m、6‰/400m、13‰/13550m、0‰/17m。进口端574m为莲花台车站双线隧道。根据区域地质资料及现场调查显示,隧道通过二条区域性大断裂和一条次级断层,二处不整合接触节理密集带等。六盘山隧道洞身经过地区受地貌单元、地层岩性、地质构造等因素的控制与影响,地下水赋存条件各不相同,水文地质情况比较复杂,地下水分布类型为岩溶裂隙潜水、承压水及构造基岩裂隙潜水。隧道涌水量预测:DIK83+498~DIK86+750段为中等富水区,预测单位正常涌水量5753m3/d,最大涌水量17259m3/d。DIK86+750~DIK91+050段为弱富水区,预测单位正常涌水量3440m3/d,最大涌水量10320m3/d。其中,DIK91+050~DIK93+700段为中等富水区,预测单位正常涌水量3816m3/d,最大涌水量19080m3/d。DIK93+700~DIK95+700段为弱富水区,预测单位正常涌水量480m3/d,最大涌水量960m3/d。DIK95+700~DIK100+185段为弱富水区,预测单位正常涌水量2085m3/d,最大涌水量4170m3/d。进口斜井位于中等富水区,顺坡排水长度203m,预测单位正常涌水量1729m3/d,最大涌水量5190m3/d。赵家山斜井工区弱富水区,预测单位正常涌水量931m3/d,最大涌水量2792m3/d。湾湾河斜井工区位于中等富水区,预测单位正常涌水量1492m3/d,最大涌水量19280m3/d。磨坪斜井工区位于弱富水区,预测单位正常涌水量894m3/d,最大涌水量2683m3/d。2.隧道穿越用水地段施工技术2.1隧道突涌水情况2011年7月10日凌晨3:00分,六盘山隧道进口进行DIK85+149掌子面钻孔作业,在施工过程中拱顶一直有较大涌水,且拱顶局部存在小坍塌;至8月1日,在掌子面施工至DIK85+163时,拱顶右侧突然出现较大涌水,估计1天涌水量达5500m3。在1台75KW、7台7.5kw水泵抽水下,洞内依然存在较大积水。为之,结合六盘山隧道进口出水情况,研究其突涌水的治理技术。2.2隧道涌水治理总体思路根据设计地质资料,六盘山隧道进口工区DIK83+500~DIK92+150地层为一套红色碎屑岩建造,岩性主要以红色砂岩为主,局部为砂岩夹砾岩。庄浪至固关F4段层调查及物探测试,推断隧道在DIK85+120~DIK85+295段垂直通过该断层,断层走向为N80°W,倾向南,倾角约40°~50°,断层带宽度175m。目前掌子面开挖为顶部为泥岩夹砾岩(约拱顶以上2m到拱顶以下3m,层厚约5m),下部为砂岩夹砾岩。由于F4段层为上盘下降下盘上升的正导水断层,且地质主要为砂岩夹砾岩,岩层节理发育,地表水系发育,泉眼多有出露。且在隧道上方地表有一条前河,埋深约80m,在DIK84+930附近前河穿越隧道正上方,在DIK85+160附近河流距线路中线约250m,在断层线上距离线路430m左右的部位水系发达,地表岩性为砂岩夹砾岩。在掌子面开挖至DIK85+140时,开始出现涌水,随着向平凉方向开挖水量越来越大。进口涌水一部分为基岩裂隙水一部分为地上河补给水。基于F4断层富水的认识,拟采取以抽排为主,小导管四周封堵,强化支护的综合方案。具体方案为:(1)加大抽排量,尽快出露作业面;在作业面具备条件下,在右侧距目前掌子面30m处施作集水坑,设抽水泵站。(2)集水坑正常工作后,在所有渗漏...

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