宜万铁路别岩槽隧道岩溶及岩溶水治理技术朱鹏摘要:别岩槽隧道全长3721m,隧道岩溶及岩溶水极其发育,因而,该隧道被列为宜万线8座一级风险隧道之一。在隧道施工过程中,先后遭遇F3断层突发性涌水、富水暗河岩溶大厅、充填黏土性溶洞、F1高压富水断层,以及背斜核部及两翼的岩溶渗流水等不良地质。针对这些不良地质,施工中采取径向注浆、超前帷幕注浆、大管棚超前预支护、迂回导坑、泄水支洞和泄水洞等一系列技术措施,取得较好的治理效果。关键词:铁路隧道;岩溶;高压富水;突水;暗河;径向注浆;超前帷幕注浆;大管棚;泄水洞泛;区内落水洞普遍存在,形态各异,大小不一,直径为数十厘米至数米,深几米至几十米,以垂直为主,次为倾斜状;岩溶洼地面积为数十平方米至数百平方米,沿构造线呈串珠状排列,为长条形或椭圆形。区内发育庙坪、盐井2条暗河系统,因此,该隧道岩溶发育极其强烈,岩溶管道、溶洞、溶隙和地下暗河极其发育3隧道设计正常涌水量为55000m/d,最大涌水量3300000m/d。F1断层发育在方斗山背斜中段南东翼近核部,为走向断层,全长27km。断层产状133°～142°∠56°～75°,破碎带宽40～100m,主要由破碎岩、角砾岩、断层泥及挤压透镜体构成。地表深孔钻探表明:断层地下水丰富,涌水量大,补给来源充足,富水性好,对隧道施工安全影响极大。F3断层为走向压性断层,断层长6km,宽015～2m,与线路交角56°。断层带为构造角砾岩,岩体破碎,构造裂隙发育。庙坪暗河出口位于隧道出口右侧约50m处,出口高程比隧道出口高程低8m。该暗河未见明显入口,据推测,暗河起源于茨竹垭洼地,沿构造横张节理以及茨竹垭断裂的次一级断裂———水塘沟断裂向西,在隧道右侧凹槽处排出地表。暗河全长8km,汇水面积616km2,平均水力坡度26‰。对暗河出口流量进行动态监测,暗河流量动态对降水反映极为灵敏,响应时中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:100422954(2008)01201022051工程概况别岩槽隧道位于重庆市万州区境内,隧道进口里程DK403+049,出口里程DK406+770,全长3721m。隧道最大埋深530m,设置-1313‰的单面坡。由于岩溶及岩溶水极其发育,因而,该隧道被列为宜万铁路8座一级风险隧道之一。如图1所示,别岩槽隧道穿越方斗山弧状背斜构造,发育F1(茨竹垭断裂)、F2(水塘沟断裂)和F3(蒿子坝断裂)3条断层,地质条件极其复杂。隧道通过的地层岩性主要有侏罗系下沙溪庙组、新田沟组、自流井组、珍珠冲组和三叠系须家河组、巴东组长石砂岩、泥岩和页岩;三叠系嘉陵江组、大冶组灰岩、白云质灰岩和泥质灰岩,其中,可溶岩占隧道总长度的67%。根据地质勘察资料分析,隧道位于水平循环带和深部循2岩溶及岩溶水分布特点及治理对策在别岩槽隧道施工过程中,多处揭示岩溶及岩溶水,表现形式有强富水断层、充填黏土型溶洞、暗河岩溶大厅和岩溶渗流水等多种,不良地质分布如图2所示。图中DK403+980～DK404+500为F1断层及影响带,DK404+640～DK404+590为充填黏土型溶洞,DK406+408～DK406+420为富水暗河岩溶大厅,DK406+715～DK406+675为F3断层突水段,DK406+377～DK405+980、DK405+710～DK405+450、DK405+320～DK405+100和DK404+590～图1别岩槽隧道工程地质别岩槽隧道地表封闭洼地、漏斗、落水洞密布。地质调查表明:地表溶沟、溶槽宽度0101～015m,长可达数十米,深度达几米甚至上百米,部分充填,分布收稿日期:2008202213作者简介:朱鹏飞(1965—),男,高级工程师。102朱鹏飞—宜万铁路别岩槽隧道岩溶及岩溶水治理技术·隧道/地下工程·原因进行分析,分析认为:该段按设计Ⅴ级围岩进行了开挖支护,初期支护完成后,由于受地表强降雨影响,位于线路右侧的庙坪暗河水量增大,水压升高,同时,由于断层带围岩破碎,水压通过破碎围岩和局部溶槽、溶隙传递给隧道初期支护,初期支护薄弱环节难以抵抗外水压力,从而产生剥落破坏,继而发生突水。断层突水机理如图3所示。图2别岩槽隧道岩溶及岩溶水分布施工中,针对不同性质的岩溶及岩溶水特点,采取针对性治理措施,如表1所示。表1别岩槽隧道岩溶及岩溶水特点与治理对策图3F3断层突水机理3.2治理措施3.211治理原则及程序根据突水机理,制定F3断层突水治理原则为“注浆堵水、改良围岩、强化初支、及时二衬”治理程序如下。(1)采取径向注浆堵水,...