野三关隧道岩溶涌水处理方案

野三关隧道设计、施工情况汇报

野三关隧道设计、施工情况汇报目录一、工程概况三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

四、出口及斜井工区岩溶水处理方案

二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

五、出口软岩变形情况及处理措施

野三关隧道位于恩施州巴东县碗口河和支井河之间，L-13833m，为全线最长隧道，最大埋深684m，纵坡为人字坡；在线路右侧30m设置贯通平导，L-13802m，后期扩挖成Ⅱ线隧道；在DK125+100左侧设置长1844.5m的无轨运输斜井。一、工程概况野三关隧道设计、施工情况汇报一、工程概况

隧道穿越三迭系大冶组、嘉陵江组、二迭系、石炭系、泥盆系、志留系地层，其中碎屑岩地层5074m，占隧道的37％，灰岩地层8772m，占隧道的63％。区内发育6条岩溶管道流、12条断层，其中3号暗河及F18断层对隧道影响最大。

野三关隧道设计、施工情况汇报3号暗河呈带状分布、在隧道上方斜穿，排泄基准面标高为1050m，高于隧道220m，暗河通过岩溶裂隙、断层等通道与隧道的水力联系较强；F18断层切割、连通3号暗河，存在重大突水、突泥风险，隧道多次通过碎屑岩与灰岩接触带，施工风险高。一、工程概况3号暗河及F18断层地质平面3号暗河A-A水文地质断面野三关隧道设计、施工情况汇报一、工程概况

截至目前，平导累计施工13150m，尚余752m未贯通；Ⅰ线正洞累计施工12808m，尚余1025m未贯通。

野三关隧道设计、施工情况汇报二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

（一）“8.5”突水突泥

2007年8月5日凌晨1：00时，Ⅰ线隧道DK124＋602附近发生突水，并伴有大量泥沙、块石（最大粒径约2m）涌出，峰值突水持续约半小时，至2：30时涌水量恢复正常,峰值总突水量约15.1万方、突泥石量约5.35万方。野三关隧道设计、施工情况汇报二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

（一）“8.5”突水突泥

突水点附近约200m洞身基本被突出的块石、泥沙充满，距突水点500m处淤积泥沙厚度约3m，向大里程方向淤积泥沙厚度逐渐减薄，最大雍水高度约7m。由于前期毫无透水预兆，且瞬时突水（泥）量大，致使斜井工区作业的52名人员被困。突出的灰岩块石泥、炭质半固结角砾岩块体

地下暗河成因的砂及砾石

Ⅰ线洞口涌水

野三关隧道设计、施工情况汇报二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

（二）抢险进展

事故发生后，党中央、国务院高度关注，湖北省委、省政府、国家安监总局、铁道部等各方领导以最快的速度赶赴现场，组织现场抢险，至8月5日22：40分，共有43名被困人员救出，至10月22日14时，搜寻到剩余遇难人员尸体，共计10人遇难。

野三关隧道设计、施工情况汇报二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

（二）抢险进展

考虑溶腔存在二次突水、突泥的可能，Ⅰ线DK124+602～+810段淤积体暂不进行清除，其他地段清淤已完成。野三关隧道设计、施工情况汇报二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

（二）抢险进展

Ⅰ线DK126+018～+548段按下导坑小断面累计施工325m，利用十横全断面施工87m；Ⅱ线ⅡDK125+839～+849及ⅡDK125+635～+839段已施工完毕。ⅡDK126+200～+800段平导加固已完成，目前围岩变形、喷锚支护已稳定。野三关隧道设计、施工情况汇报二、“8.5”突水突泥及抢险进展情况

（二）抢险进展

Ⅱ线ⅡDK124+390～+810段上台阶初支施作完毕，正在进行注浆试验。

事故发生后，开展了地质测绘、示踪试验、物探、钻探及水量、水压测试等补勘工作。野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（一）地质补勘结论

Ⅰ线DK124+602～+625段左侧边墙可能为溶腔突水口，现被坍塌物堵塞。溶腔典型横断面图溶腔平面图野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（一）地质补勘结论

该溶腔发育于两阻水层间的茅口、栖霞组灰岩中，Ⅱ线隧道ⅡDK124+405～+620段拱顶、右侧边墙外至少有10m以上完整岩体；ⅡDK124+529～+616（DK124+548～+635）段Ⅰ线与Ⅱ线间完整岩体不小于6m，其余为岩溶发育区或裂隙破碎岩体。溶腔充填物主要为灰岩块石、胶结物、砂卵石、淤泥及水。灰岩中发育古岩溶富水带、“接触带”富水带、断层裂隙富水带、3号暗河，彼此存在密切的水力联系；突水点的水源主要来自水洞坪洼地表水、3号暗河及其有关的岩溶水和苦桃溪河水；预测突水段正常涌水量3.44万方/天，最大涌水量为40.62万方/天；突水前实测水压为1.0Mpa，突水后实测水压一般为0.5Mpa，降雨后短期可达0.9Mpa。野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（二）溶腔处理安全准备工作

为确保溶腔处理安全，溶腔及其影响段处理之前，应完成以下工作：进一步落实溶腔规模、与隧道空间关系及地下水补给情况。继续洞内水量、水压测试工作，尤其是对应溶腔Ⅰ、Ⅱ线地段的水量、水压测试工作，同时加强Ⅰ线DK124+810处堆积物防护及稳定性监测。

完成未施作二次衬砌地段周边隐伏岩溶探查，完成径向注浆及初期支护施工，加快下半断面跟进，确保初期支护闭合成环，及时施作二次衬砌。完成DK126+018～+136段下导坑施工，确保水流畅通，减少施工干扰，降低施工风险。

野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（三）“8.5”突水突泥溶腔处理

根据初步探查的溶腔规模、与隧道空间关系、充填性质、补给关系，综合考虑I、II线隧道施工组织及施工安全，按照“排水减压、注浆加固、综合治理”的原则，初步研究了三种处理方案。野三关隧道设计、施工情况汇报溶腔典型横断面图溶腔平面图三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（三）“8.5”突水突泥溶腔处理

1、方案一首先利用Ⅱ线钻孔加强该溶腔水排泄（确保钻孔在注浆加固圈外），确保排泄量大于补给量（初拟设φ100mm钻孔25个）；然后从ⅡDK124+810落底至ⅡDK124+625处，向Ⅰ线开辟横通道，预留不小于8m完整围岩，施作止浆墙；对DK124+600～+630段突水部位注浆预加固后，清除Ⅰ线洞内的淤积体接近溶腔，在DK124+640处施作止浆墙；分段对淤积体及溶腔实施超前帷幕注浆后，施作超前管棚，进行洞内开挖支护。野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（三）“8.5”突水突泥溶腔处理

2、方案二首先利用Ⅱ线钻孔加强该溶腔水排泄（确保钻孔在注浆加固圈外），确保排泄量大于补给量（初拟设φ100mm钻孔25个）；然后从ⅡDK124+810落底至ⅡDK124+550处，开辟横通道进入Ⅰ线，施工至DK124+590处施作止浆墙；对DK124+590～+630段溶腔进行注浆预加固后，清除Ⅰ线洞内的淤积体接近溶腔，在DK124+640处施作止浆墙封堵，分段对淤积体及溶腔实施超前帷幕注浆后，施作超前管棚，进行洞内开挖支护。野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突泥溶腔处理方案

（三）“8.5”突水突泥溶腔处理

3、方案三为确保溶腔处理期间排水畅通，首先在Ⅰ线线路左侧20m设置长约210m（DK124+600～+810）的泄水洞，引排溶腔岩溶水，然后清除Ⅰ线洞内的淤积体接近溶腔，初定在DK124+660处施作止浆墙封堵，分段对淤积体及溶腔实施超前帷幕注浆，注浆效果达要求后，施作超前管棚，进行洞内开挖支护。野三关隧道设计、施工情况汇报三、“8.5”突水突侨泥溶腔慰处理方煎案（三）“8.5”突水材突泥厘溶腔似处理4、方案样比选项目方案一方案二方案三辅助工程施工时间短较长较长注浆工艺控制较容易较困难易对Ⅱ线施工干扰干扰小有干扰没干扰施工风险程度最小较小较小“8.恢5”突水突庙泥溶腔毁处理方筝案比选熔表野三关捡隧道设假计、施明工情况含汇报三、“8.阔5”突水见突泥左溶腔靠处理泡方案（三舱）“8.凉5”突水白突泥览溶腔斧处理5、处足理措搅施（1）DK1娘24+努590～+6惭40段施作辣不小于10m的超前委帷幕注啊浆加固询。（2）DK1详24+捐590～+6捡40段拱墙财采用φ1川08抱mm超前优大管盏棚注敞浆预墙支护影，左得侧拱嘱墙采翁用双切层管改棚支忍护，士确保纷其开验挖安城（3）初期支护采用25cm厚的C25喷钢钎维混凝土，溶腔段采用HW175钢架加强，影响段采用I20钢架加强，并应及早闭合；溶腔段二次衬砌采用120cm厚的C30钢筋混凝土，影响段二次衬砌采用75cm厚的钢筋混凝土。溶腔段衬砌结构影响段衬砌结构野三关俯隧道设尺计、施蛾工情况励汇报四、出老口及斜配井工区馅岩溶水掉处理方站案（一宪）地皇质条锣件1、工曾程地禽质隧道穿盟越三迭不系大冶扭组、嘉魔陵江组编、二迭秤系、石叶炭系、使泥盆系晌、志留套系地层狮，地质云构造主扰要为单买斜地层来，穿越F17、F1磨8、F2功1、F22等断气F18断层为大型压扭性断层，宽70m；断层切割、连通3号暗河，穿越苦桃溪河流，断层段岩溶发育，主要表现为充填型裂隙溶腔，充填物不均匀，在Ⅱ线及其右侧充填物主要为灰色的粘土、淤泥，在Ⅰ线及其左侧，充填物主要为粉细砂及粘土，饱含地下水。野三关圾隧道设冶计、施葡工情况全汇报四、幸出口轿及斜构井工例区岩状溶水降处理拾方案（一）谋地质条蹦件2、水裙文地与质对隧潮道有略影响钳的暗芹河有芦两条三，分此别发毛育于厨二叠渠系下势统茅丹口组贯及三气叠系茶下统阶大冶讽组灰兽岩的3号暗河租及4号暗河郊，其中3号暗舱河对冶隧道届的影慢响最倚大。斜井工庸区涌水志与3号暗品河存唐在密酸切的激水力扭联系救，暗挽河呈崖带状演分布阔，起脉于石天马附脱近的梳4号暗河起源于玉米塘洼地，途经猫儿湾、响水坪，排泄于支井河，补给区域8.15km2，主管道最大流量38万方/天，支管道最大流量16万方/天。野三赴关隧梯道设哭计、招施工垮情况洒汇报3号暗河及F18断层地质平面3号暗河A-A水文地质断面四、出找口及斜扣井工区逗岩溶水至处理方菠案（一嗽）地玻质条某件3、环掩境水呼文地喊质隧道长约期涌水畏会袭夺3号暗狮河地惹下水古，降序低地漏下水恼水位迫，最脂终疏扛干3号暗宿河，船改变3号暗粉河区鞋域内求水文抢地质心环境夫，进网一步吓会袭功夺苦惨桃溪稻表水蠢，造系成河沫流干量枯、顷洼地够覆盖射层塌李陷，馅使居捏民生怀产生放活环随境变锋得恶蝇劣，屠影响轿居民纳生活粒；涌乡丰水不痰会对4号暗数河产统生环加境影监响，闯但4号暗雁河对龟隧道阻施工才会造抬成突喂水突票泥的嚼威胁攀。野三关干隧道设目计、施奖四、决出口缝及斜暑井工艳区岩逆溶水交处理理方案（二）碗岩溶涌插水情况1、岩溶神涌水点蚕统计及世展布图涌水点统计表

涌水点展布图野三败关隧泊道设趴计、镰施工府情况胁汇报四、驰出口土及斜蜻井工表区岩议溶水外处理扯方案（二）喜2、正墙洞涌傅水情赠况Ⅰ线DK1香25+皂530～+82洁0、DK库12拖4+践62卖0～+92圆0段开挖水揭示9处较大次的涌水跳点，合垦计最大浇涌水量达为8.驼12万方/天（不痛含DK共12寸4+棚60破2突水鸟）；Ⅱ线ⅡD霸K1忧25柔+5董00～+7冬85、ⅡDK华124捎+39粘0～+9怪30段开拔挖揭容示10处较辩大的估涌水跪点，休合计征最大勒涌水役量为11.盛63万方/天；Ⅰ、Ⅱ线隧欢道合雅计最默大涌千水量19葛.7父5万方/天，水在清；涌垃水点附砖近岩体疮完整，此整体稳款定，为挪宽张裂已隙、小目型溶管辱涌水。DK125+810拱部涌水DK124+652右侧边墙涌水ⅡDK125+590左侧边墙涌水ⅡDK124+663上台阶底部涌水野三敌关隧图道设推计、垂施工谦情况齿汇报四、醒出口纹及斜废井工蹲区岩鱼溶水旬处理检方案（二）座岩溶涌险水情况3、斜钱井涌怨水情库况斜井骗施工俯中共腹揭示册大小肉涌水陈点30处，敢有3处较大戏的涌水沃，合计筝涌水量0.宏83万方/天，4、迂挨回导条坑涌既水情肺况迂回导驼坑施工济至由于Ⅰ、Ⅱ线、斜井、迂回导坑揭示的涌水点在同时涌水，释放了周围地下水水压，迂回导坑实测地下水静水压力0.78～1.2Mpa。迂回导坑涌水野三六关隧员道设度计、庆施工兰情况阁汇报四、余出口找及斜摸井工州区岩圣溶水静处理宾方案（三）衔岩溶涌画水处理吹方案针对翁野三础关隧虎道出灿口及垃斜井耕方案卖一：跪注浆抓封堵锐、限骑量排遍放方案二逃：注浆和封堵＋匆泄水洞野三关蜻隧道设锁计、施蝴工情况隙汇报四、出戚口及斜创井工区族岩溶水寻处理方汽案（三扣）岩宰溶涌育水处吩理方支案1、方案编一：注畅浆封堵冲、限量全排放对于带岩溶械裂隙骆发育胡、破组碎围舞岩、傻富水托地段肿，通廊过加亭大注史浆加榆固圈借厚度行、开乔展不拘同注悲浆材变料的展现场容试验肃、提鞋高注岸浆工烂艺水毙平，片实现匪注浆驴加固写地层忌与封牙堵地楼下水很的目妄的，顿以确秃保隧璃道限考量排壳水的秀要求忌；针对霸水量献大、新水压凝高的痕特征伏，隧完善不同等级抗水压衬砌、普通复合式衬砌与抗水压衬砌之间的阻水构造，减少高压地下水纵向串流对结构的影响；完善隧道施工缝防水设计，确保隧道长期运营防水要求。野三关射隧道设农计、施韵工情况长汇报四、出箩口及斜拢井工区叼岩溶水渔处理方反案（三）熊岩溶涌佛水处理醋方案2、方草案二蔬：注鼓浆封办堵＋朽泄水积洞注浆封太堵对于筹岩溶专裂隙捧发育筐、破抵碎围览岩、洲富水币地段缘瑞，通汁过注容浆加衔固，译实现姿注浆庸野三装关隧括道设喊计、袖施工创情况面汇报四、出满口及斜完井工区执岩溶水阅处理方比案（三求）岩虫溶涌史水处唱理方蒜案2、方罩案二辈：注位浆封永堵＋篇泄水维洞线右残方案麻：在Ⅱ线线虽路前灾进方思向右旦侧20卸m设置，原泄水洞巩与隧道花基本平刃行，长具约600雄0m（ⅡDK厘124刑+00馅0～ⅡD能K1绳30泪+0绳00），原巨设计Ⅱ线右侧30m泄水洞野三关狸隧道设盾计、施泳工情况夹汇报泄水洞方案平面布置图四、出侄口及斜爹井工区养岩溶水蜘处理方纳案（三妙）岩希溶涌效水处呢理方也案2、方案主二：注掠线左魄方案稿：在Ⅰ线线偷路前鸦进方驱向左罗侧20m设置医，泄写水洞域与隧跃道基抹本平遍行，雹长约泄水洞野三关驱隧道设胳泄水洞方案平面布置图四、出米口及斜越井工区口岩溶水浩处理方腹案（三）委岩溶涌含水处理染方案2、方洪案二番：注庸浆封阿堵＋僚泄水犁洞泄水捆洞方疤案比塔选泄水失洞方寒案比青选表项目线右方案线左方案遭遇4号暗河的可能性小较小施工对斜井干扰程度无有一定干扰利用迂回导坑情况可以利用无法利用开辟施工横通道情况易难溶腔处理辅助工程量相对较大相对较小F18断层的