2020年杜家山特长隧道工程论文

杜家山特长隧道工程论文1.1地层岩性和物理参数隧道工程涉及的地层主要有第四系全新统坡残积粉质粘土、冲洪积细圆砾土和卵石土。中泥盆统大丰沟组和关公组的灰岩、千枚岩、千枚岩夹灰岩、石灰岩夹千枚岩；下志留统梅子崖组千枚岩含有泥煤片岩和云母片岩及片岩。此外，长英质岩脉和岩石应变局部侵入。该地区经历了多次构造变化，岩层已不同程度地退化。1.2地质结构受本区构造影响，隧道区褶皱构造和断层构造相对发育。隧道体穿过4个褶皱构造，包括2个向斜构造和2个背斜构造。共有10条断层(854米)穿过杜家山隧道，占隧道群总长度的8.07%。其中，隧道穿越7条主要断层(全长834米)，隧道穿越3条一般断层(全长20米)，对隧道影响较大。隧道场区地表基岩露头节理相对发育。整个隧道岩体由2 3组节理切割控制，其中两组节理在正常隧道体内发育，与隧道轴线大致平行，为不良节理，影响2892m/2段，占隧道总长度的27.33%。马坪河横向隧道发育一组与隧道轴线近似平行的节理，它们是不良节理，贯穿整个横向隧道。它们对隧道围岩影响很大，岩石完整性差。1.3不良地质(1)岩溶隧道灰岩区属于弱岩溶岩层，密度小，尺寸小。隧道区岩溶发育与构造破碎带密切相关。岩溶裂隙水主要由大气降水和地表水提供，水资源丰富。断层和构造发育区很有可能发生岩溶水突水。(2)硬岩岩爆和软岩变形的最大水平主应力值为10.31 27.33兆帕，最小水平主应力值为8.31 16.83兆帕，隧道最大深度为773米，隧道穿越硬岩长度为2936米，占隧道总长度的27.74%，隧道穿越软岩长度为6756米，占隧道总长度的63.84%。高地应力条件下，硬岩容易发生岩爆，软岩容易发生大变形。(3)边坡稳定工作区马坪河和二郎沟第四系覆盖层较厚，滑坡多且随机分布，多为堆积型滑坡，随机分布。不良地质体材料主要为砾质土和粉质粘土，规模较大。隧道进出口岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，风化层约10m厚，边坡稳定性差。丁家河衡东入口为云母片岩和碳质片岩，岩体节理裂隙发育，岩体完整性差，层间结合差，风化层厚，边坡稳定性差。马坪河横向溶洞入口岩体和丁家河斜井岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，风化层约16m厚，边坡稳定性差。目前对隧道本体没有影响，但施工不当会对隧道入口和施工便道产生一定影响。(4)整个隧道岩体由2 3组节理切割控制，其中在正常隧道体内发育有两组与隧道轴线大致平行的节理，为不良节理，影响2892米/2断面，占隧道总长度的27.33%。马坪河横向隧道发育一组与隧道轴线近似平行的节理，它们是不良节理，贯穿整个横向隧道。它们对隧道围岩影响很大，岩体完整性差，容易倾斜和脱落。(5)有害气体隧道体穿过下志留统泥炭片岩和云母片岩。当襄渝铁路财神隧道穿越同一地层时，有毒有害气体浓度低根据隧道穿越区域的地层岩性和地质构造特征，结合不同含水岩组，地下水可分为第四系孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水。基岩裂隙水可细分为6个含水岩组，而岩溶发育的岩溶水水量不稳定，随季节变化大，对施工影响大。根据水文地质调查、地表泉水流量、岩性、构造和水文地质计算，隧道场地地下水富集区分为强富水区、中富水区和弱富水区三个区域(其中中富水区为两个子区域)。隧道穿越3000米/2强富水地段，占隧道总长度的28.35%；通过5169m/3断面的中等富水区，占隧道总量的48.84%；通过2413m/2段的弱富水区，占隧道总量的22.8%。采用降水入渗法和地下水动力学方法计算隧道涌水量预测结果：正常涌水量为40487m3/d，最大涌水量为16 m3/d。马坪河横向隧道涌水量预测结果：正常涌水量为11829 m3/d，最大涌水量为35487 m3/d。丁家河横向隧道涌水量预测结果为：正常涌水量为4772m3/d，最大涌水量为14316 m3/d，丁家河斜井涌水量预测结果为：正常涌水量为636m3/d，最大涌水量为1907 m3/d3.1隧道地质复杂性分类根据对隧道工程地质和水文地质条件的综合分析，预测隧道施工过程中可能出现岩爆、大变形、突涌(泥)、围岩失稳、放射性异常、有害气体和不良节理等地质灾害。隧道体穿过10个断层破碎带和影响带(20个进出断层)、1段高-极高地应力带、4段褶皱带、1段岩溶发育带、1段泥炭片岩夹云母片岩带、10段地球物理异常带、3段可溶岩与不可溶岩接触带、3段隧道进出口和隧道体河沟浅埋段3.2隧道工程地质条件评价杜家山特长隧道全长10582米，穿越秦岭南麓的中低山区。地形崎岖，地形险峻，高山深谷，植被密集，地质构造复杂，地层岩性不均匀，地下水丰富，隧道深度大，高地应力条件下可能出现突涌(泥)、坍塌、冒顶、岩爆、软岩变形、岩溶、有害气体逸出等地质问题。隧道有许多不确定因素，施工困难。隧道体两端为下志留统梅子崖组千枚岩、含泥炭石英片岩、云母片岩和云母石英片岩。中部岩性为千枚岩、千枚岩夹灰岩、灰岩、灰岩夹中泥盆统关公组千枚岩和大丰沟组。其中，梅子崖组云母石英片岩、关公组和大丰沟组灰岩及混有千枚岩、富含钙质和应时质的千枚岩的灰岩，以及岩生和岩墙长英质长英质均属硬岩。穿过隧道的坚硬岩石长度约为2936米，占隧道总长度的27.74%。梅子崖组云母片岩、含泥炭石英片岩、千枚岩和大丰沟组绢云母千枚岩属于软岩。穿过隧道的软岩长度约为6756米，占隧道总长度的63.84%。隧道穿越10条断层，断层破碎带主要由断层泥岩、压缩片岩、压缩千枚岩和碎石等极软岩组成，长度890米，占隧道总长度的8.41%。隧道场区经历了多期构造作用，褶皱和断层极为发育。隧道穿越7条重要断层，3条一般断层(断层带累计穿越长度为854米)，4条大褶皱。主要断层有：F12宋家崖断层(280米)、F13-2马坪河断层(24米)、F13-4界岭村断层(100米)、F13-12纸坊沟断层(60米)、F13杜家山断层(90米)、F13-18丁家河断层(235米)、F13-19东镇断层(45米)，推测它穿过dk222,000附近的凌洁村斜背斜核部、dk222,000附近的纸坊沟斜向斜核部隧道主体穿过两段强富水带(全长3.55公里，占隧道总长的33.54%)，两段中等富水带(全长5.319公里，占隧道总长的50.26%)，两段弱富水带(全长1.767公里，占隧道总长的16.7%)。隧道主体穿过DK227 260和DK 228 150(890米)之间的泥炭片岩和云母片岩带。隧道体埋深350-773米，在dk220 340和dk224 470 (4130米)之间，地应力极高。该隧道在断层破碎带、可溶岩与不可溶岩的接触带、褶皱带核心和泥炭片岩带等工程地质条件较差，容易出现突涌、坍塌、冒顶和过度变形等地质问题。隧道的软岩区域和软岩相互作用段可能会出现塌方、掉块和部分地段围岩变形过大等地质问题。一般情况下，坚硬岩体较为完整，但被多组节理裂隙切割，存在断块、高地应力岩爆和强富水等问题。隧道内可能有低浓度的H2S气体和其他有毒有害气体从泥炭片岩中逸出。隧道还存在岩溶等地质问题。综合评价：隧道地质条件一般，局部地段较差。杜家山特长隧道地质条件复杂，属于高风险隧道。施工中应加强