铁路复杂岩溶隧道施工地质工作方法

铁路复杂岩溶隧道施工地质工作方法内容提要宜万铁路隧道概况隧道岩溶发育情况岩溶隧道施工地质工作内容岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级常用岩溶隧道地质预报方法地质预报技术管理及成果应用结语宜万铁路隧道概况宜昌至万州铁路全长377公里，共有159座隧道（含Ⅰ线和Ⅱ线），总长338km，其中Ⅰ线有226km隧道,隧线比达60%。其地形、地质条件之复杂集西南山区铁路之大成，建设条件之艰、难、险居我国铁路历史之最，特别是长大隧道穿越地区岩溶发育规模、多样性、突水突泥的风险程度及工程处理难度为国内外罕见，工程之艰巨、施工风险之大、环境压力之突出均属于世界级难题。全线70%隧道位于岩溶发育区，共有8座Ⅰ级风险隧道，26座Ⅱ级风险隧道。隧道岩溶发育情况--五爪观隧道五爪观暗河大厅段处理工程照片岩溶大厅宽120m，纵向长71m，洞内岩堆高耸，发育有石笋、钟乳石等，水流湍急，隧道洞身位于暗河堆积层中。隧道岩溶发育情况--五爪观隧道野三关隧道I线全长13833m，II线全长13796m，为全线最长隧道，最大埋深684m，纵坡为人字坡；在DK125+100左侧设置长1844.5m的无轨运输斜井，出口Ⅰ线左侧设置长5250m的排水洞。最大的问题是通过6条暗河，中部发育一大溶腔，与3#暗河连通。隧道岩溶发育情况—野三关隧道隧道岩溶发育情况—野三关隧道DK124+602溶腔段平面示意图溶腔涌出物隧道岩溶发育情况—大支坪隧道大支坪隧道全长8775米，最大埋深495米，纵坡为人字坡。进口段Ⅱ线右侧设置长5900m的排水洞。最复杂岩溶地质地段为DK132+990处大型充水（泥）溶腔。隧道岩溶发育情况—大支坪隧道DK132+990溶腔段平面示意图隧道岩溶发育情况—大支坪隧道DK132＋990溶腔充填砂夹卵砾石隧道岩溶发育情况—大支坪隧道2008年4月30日，该隧道进口工区ⅡDK132＋914发生突水突泥，持续约10分钟，突水7000m3，突泥至掌子面后方约200m处，掌子面涌泥砂高度3m，涌泥砂量约3000m3

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马鹿箐隧道全长7879m，最大埋深660m，15.3‰单面上坡。在进口Ⅱ线左侧20m处设长4695m的泄水洞。隧道岩溶发育情况—马鹿箐隧道马鹿箐隧道1.21突水事故隧道岩溶发育情况—马鹿箐隧道溶腔纵向长17～47m（Ⅰ线47m、Ⅱ线25m、泄水洞17m），横向宽大于55m，向下发育至隧底以下约50m，向上发育至拱顶以上25m，溶腔充填淤泥质黏土夹块石，碎石。链接进口涌水录像(03-1)马鹿箐隧道进口泄水洞5-10突水录像.MPGPDK255+978大型富水充填溶腔隧道岩溶发育情况—马鹿箐隧道马鹿箐隧道曾发生“4.11”、“4.19”、“5.10”、“5.23”、“5.26”、“6.12”、“6.18”、“6.20”、“6.21”

、“7.03”、“7.04”等多次突水突泥，携带溶腔突出物主要为块石、碎石及淤泥混合物，经初步估算，突出物淤积Ⅰ线正洞约450m，Ⅱ线正洞约1070m。

马鹿箐隧道978溶腔照片隧道岩溶发育情况—齐岳山隧道齐岳山隧道全长10528m，为单面下坡。在隧道左侧30m设置贯通的平行导坑，右侧设斜井，长752m，隧道区共发育15条断层，进口工区为岩溶极发育区，其中F11断层规模大、水头高、水压大、岩体破碎，是全线施工最困难的地段之一。隧道岩溶发育情况—齐岳山隧道断层充填的砾石从钻孔涌出隧道岩溶发育情况—齐岳山隧道齐岳山隧道涌水录像齐岳山进口平导PDK363+537突水排水资料（幻灯片用.mpg(05)齐岳山隧道出口F11断层(PDK365+335)超前探孔涌水录像.MPG岩溶爸隧道辽施工鸭地质坚工作辽内容宜万铁碰路自200吩3年～200鹊9年建粉设期深间，悟通过柜认真套开展施工地兄质工作距，及害时预版测预慨报掌攀子面核前方自的地件质情邮况，饭采取倒针对才性的玩防灾央措施仙，避恨免了符多次浓大规肃模的邪突泥车突水钱地质词灾害宣，为龟深埋弦复杂您岩溶偏隧道览的施吨工探虑索出劈燕一条忠行之锻有效五的技宅术管代理方颤法。岩溶吓隧道隔施工亮地质弹工作芽内容勾主要械包括缓：超前哑地质慰预报决、施灾工围清岩分饭级及增稳定卖性评圾价、甚隧底匆及周乐边岩纸溶探优查、馒灾害势评估疾及防凤治工骨程措吴施建绸议、闹竣工首图及筑报告丙等内昌容。岩溶隧且道施工贯地质工披作内容施工地溜质内容洁纲要岩溶隧滋道施工哗地质分矩级和超容前预报解分级为方商便岩忍溶隧锐道的帆建设去管理均，突仁出重游点，揪把握舱关键刘，需劳要对乖岩溶鱼隧道煌进行纯施工睡地质集分级奴和超犯前预袍报分钱级。A级：可贤能发生击重大地帐质灾害皱的地段俭，如可见能遭遇纳大型暗腔河系统向，发育对重大软谜弱、富育水、导狂水性良耗好的断翻层；存撑在重大澡物探异碧常；可形能发生汉大～特牵大型突袋水突泥怖；并可迷能诱发假重大环贿境地质鉴灾害的画地段。B级：主德要针对废可能发逃生中～纽奉小型突常水突泥插地段，品存在较挪大物探过异常、赤断裂带证等地段兆。C级：意主要忠针对活岩溶签水文缺地质训条件仔较好赠的碳狡酸盐坊岩及匆碎屑器岩地诉段，喂发生陕突水羊突泥女的可碗能性届较小扶。小型攻涌突恭水：库＜100m3/h中型形涌突财水搞：100～10欢00m3/h大型涌房诚突水：10烫00～100究00m3/h特大席型涌幻玉突水开：＞100满00m3/h岩溶该隧道牌施工舒地质晓分级肯和超延前预栏报分融级常用岩没溶隧道绣地质预稻报方法国内偏外隧强道地蜘质超胖前预赖报的血方法活，主圆要有步：地涂质法体、超蔬前导江坑法徐、超桶前水衣平钻伪孔法艳、声烦波测血井法洽、波绪反射辉法、柔层析握成像败法等乱。根据盏宜万顺铁路扰超前怎地质听预报损技术成在岩秤溶隧袖道施尚工中优的应聚用情稻况，徐认为充在不腥同地居质情巡寿况下画（如液岩溶斯溶洞盒、暗偏河、策断层位、裂躬隙等钓）的最优超概前预报锋组合方曲法是物岸探方法聋（TS较P2诊03、TG艰P1终2等长磨距离在弹性笼波反鸣射法枯、掌亲子面饱地质孩雷达奋法、配红外扎探水纲法等）与热工程摸地质甲法（掌子痰面超谨前水童平钻彼探法陈、工孕程地晌质类恒比法剪、地缺质素孔描等像）有机包合理栽结合宰，取沟长补膜短，况长短递结合汗。常用铃岩溶膜隧道擦地质锹预报楚方法超前水属平钻探父法超前讽水平莲钻探泄是隧鬼道掌太子面弊前方布及周阀围的卖富水拢地层支位置效、富践水程谢度以透及岩答溶洞滨穴的漆形态辛、规汉模及恳其充孟填和应富水眼情况鞭预测匙的直御接方论法，愉是深着埋复泛杂岩笋溶隧火道地献质灾丈害预棵测与题防治全的最华有效陕手段赞。一相般分予为超代前水胡平钻功孔长泥距离口预报义和超粉前长奏炮眼拆短距架离预摸报。超前水搞平钻孔任长距离锄预报超前航水平盲钻孔秆长距永离预光报一举般在缩慧掌子时面布盖置3～5孔，钻仔孔长度所一般在50～10鄙0m。为星兼顾芽对周柄边围搅岩探碍查，喜通常淋在掌倦子面肺以一湿定的醉外插察角向念前钻店探。超前长遥炮眼短身距离预召报利用愈风钻无在复败杂岩花溶隧扯道每稼个施椒工循赞环（婆施工径循环2～2.5米）念掌子托面布连置一演些长捉炮眼键（不挖小于5米）我进行裙超前丘探测踩，它膜是对峰超前匆水平颈钻探读的一安种补拜充，缠因其帖数量仰比水样平钻坡数量涛多，盘揭示替岩溶尼的可翠能性材较大纹，起蚂到了棋保证的施工绵安全而的作惩用。超前牙水平毫钻法肿预报蛾的特脏点同物他探预债报方暂法相键比，斯具有虹直观律性，惨不存截在物祝探预诵报方吸法的控多解秒性。撤但同各时也垃具有虫费用思高、材速度妹慢、配占用饥隧道奔施工定的掌旋子面熔时间租长，喂且钻材孔资叼料只椅是一略孔之由见，溉对溶移洞有践漏报烘的可蚊能。常用岩奔溶隧道赛地质预衬报方法物探营预报订方法物探预残报主要眯利用声插波、超声声波、应地震波介及电磁被破在地遵层中传炮播、反拾射，通尺过信号简采集系灭统接收悬反射信童号，判窄释隧道膀掌子面绩前方反宏射界面壳（断层悔、软弱纸夹层、随孔洞等顺）距隧涝道掌子笑面的距役离来进授行隧道胶施工期悄地质预裂报的方痕法。常共用的有TSP鞭—20乓3、TG弟P1步2、地屯震负准视速苦度法粮、掌时子面脱弹性参波单答点反基射法血、掌旗子面木地质仍雷达立法、坦红外届探水锅法、HSP、单孔者或跨孔CT等方笼法。要准确旬预报掌稠子面前恳方地质荐情况，菊往往要京根据各预种预报歼方法的续功能特磁点选择推一种或竿多种方抬法的组棋合，相暴互验证象。但不涝管怎样茎，还没岂有哪一瞒种方法渗能准确巾预测岩敲溶隧道渣前方及优周边全掩方位的将地质情却况。在宜养万铁躬路隧察道地棋质预辈报工诸作中膜，物锋探方前法应么用最熟广泛贡的是TS征P－20浪3、TGP净12、地希质雷梨达和厨红外谊探水唤。TSP－203、TGP唱12均属量于地把震反怜射法柏，是筑一种仍长距滋离的询预报喷方法挡，有槽效探羽测距胖离10肠0～15尊0m，根音据炸裹药在珠岩石蜜上爆竞炸的君主频颜推算腿，有姜效分员辨率包约2m，因此掘直径大妄于2m的溶过腔或疏含水神体可难以被剪发现澡，如脱别岩秆槽隧泻道DK胶24伍4+首42肝2、马庭鹿箐炼隧道DK灾25聋5+毫97期8、云隙雾山鱼隧道DK院24站2+誓85谷0等溶派腔的堆预报拢。常用省岩溶旱隧道怕地质峡预报粥方法物探预吊报方法宜万线葵施工揭定示的位拥于掌子野面前方铺、有一东定规模泰的溶腔志或断层廉，物探嘴方法均蛮有反映路，配合呈水平钻迈探和其案它方法窗，Ⅰ级风险养隧道施棕工揭示舱的82处溶父洞及听涌水必突泥尚有80处得到坑了准确膝预报，攀但由于猛其对干役扰信号鸽不能分宝辨和消初除，有豪大量的脸假异常旺存在。挑在王家店岭隧道爬进行了TSP夕203与TGP缝12两种彼超前钉预报宵方法赚的对恒比试除验，争两种签超前是预报宿方法季的预夜报结冲果基交本一怠致，TGP述12效果有固时还更网好些；TG竖P1逐2方法溉检波桐器使抢用黄诊油耦肢合，摔经济带实用述，分较析软画件为途中文来，易栗于操陆作，应预报届准确劣率高惨，但趋配套柔器材真有待竭改进根。地鲜质雷节达是去一种五短距烘离探验测方膏法，沾有效吉探测绒距离梢约10～15黎m，有箱效分认辨率继约10还cm，对大亡支坪隧愚道DK1固32+攀990突泥、乘野三关拳的4#暗河惜都做的出了袋准确彻预报庸。由蓝于地晨质雷貌达探苏测距男离过捉短，岗主要坑配合掀地震庭单点陕反射翼用于反隧底顶及周串边隐岂伏岩号溶探厅查，夫通过阔地质斧雷达担探测亿，在盏已建蜓成隧颂道的秀隧底篮及周能边发庄现了8处可能五威胁运柔营安全美的隐伏鹿溶洞。森宜万线温的岩溶渴水都是横浅部循刑环水，酒所形成孤的温度神差异不稀能从施舟工形成鲜的温度布异常中棒区分，允因此不蛛适用于粮浅循环等地下水反隧道的原超前预妨报。常用岩葵溶隧道吴地质预祥报方法工程地路质类比颗法工程稼地质授类比宣法是符根据固以往烘岩溶粪隧道蔬施工隶总结肌出判治断隧瞒道岩安溶发碧育的胀可能咽部位轰的一碑种经禾验方猛法。道岩溶礼发育高可能貌的主卵要位痰置如塞下：（1）可钩溶岩乳与非瓶可溶民岩接接触界兼面可睛能岩沾溶发施育；（2）隧道染通过断溜层、向围斜、背诵斜核部此的可溶千岩可能旅岩溶发摆育；（3）可溶糊岩中裂姜隙、溶疏隙发育态位置可魄能岩溶贫发育；（4）可仪溶岩老中围构岩整祸体突挑然变卡好或盯突然漆变差磁的位款置可址能岩蜻溶发永育；（5）不押同年阶代可创溶岩虚接触府界面仆、岩干性分盈界面宅位置丙附近服可能悉岩溶识发育谋；（6）掌子圾面附近耐出现泥出质充填滋裂隙的楼可溶岩潜，前方哭可能岩低溶发育搏。地质预敌报技术拴管理及骗成果应挎用施工地剧质工作禽技术管气理针对舅宜万丢线地捞质特型别复盈杂的13座隧汗道分刻别成督立由徐建设猛、设稍计、趟施工帖、监看理等顿单位脱组成违的施果工地旧质组寺，现格场组础织实竭施复顾杂隧敲道的较施工匙地质荣工作瘦，并岭组建捆以设粱计单券位的条技术岩管理包和地威质、船物探供及隧挎道设秘计专雅家为战主体镜，建焰设、城施工六、监析理等咱单位单专家坡为技纽奉术顾骗问的访施工彻地质客部，校协调肺和强彩化复唐杂隧蹦道的页施工择地质升技术垄工作另，并忍现场季快速国分析谷判断基，决禁策处岔理复喜杂地惭质问克题。抱重大足地质馅问题请由设腊计院醉专家声组决造策处纠理，富必要连时报恐请铁拐道部轨专家缸组研奔讨后锤再决在策处禁理。为做好鸣宜万线拢隧道的抓施工地私质工作搜和岩溶隐隧道的肤预测预尿报工作串，建设悲单位组究织编写惠了《宜万哑铁路款地质雄勘察县与超百前地仰质预怀报专高项机谜制》、《宜万铁坟路复杂观隧道地效质超前铅探测实大施细则》，设计届单位制妖定了《宜万怒线施诉工地因质实废施细趁则》，对蜘宜万械铁路晚的岩俱溶地殊质施集工起罗到了刮很好匆的指划导作静用。超前地技质预测凳预报设忙计、实偿施、判霞释实行著分级管枯理，责池任到人释，做到袄“物探惩先行、倘钻探验驱证、有绑疑必钻西、不明水不掘”慈及坚持爽“三定福三探”汤原则（歪即：定矮人定孔岁定检查倘、重探却密探加厦深探）疤。地质茄预报并技术纳管理恢及成布果应孩用宜万块铁路惰岩溶纳隧道简施工批地质俊工作镰程序地质预呈报技术愧管理及逃成果应锄用施工地继质工作磁成果突水突兔泥预报宜万线顿铁路隧卷道在施巴工过程雅中发生尘了9次大型过的突水祥突泥，堤除了个跟别因为颠各种复互杂原因瞎未能预茄报出之屯外，其嫁它的都旨做出了野准确的傻预报。宜万追线铁受路隧体道施乳工超京前预朵报了28次高蹄压突罪水，梯如成培功预陈报马膀鹿箐潮隧道膏进口穷泄水个洞XDK禾255挥+70捏1出水、泛平导PD沟K2扫55耕+6唉55～+6于96出水，祥预报野幕三关隧阻道II膜DK员12林4+悲68德0～+65千0段岩溶走裂隙涌覆水，涌梯水量为60鸡00桃m3/d左右，拢水压0.沫75陷MP鹅a。齐纸岳山遇隧道规长距榨离超拼前预洁报探纤测中滚，物迅探资命料显淘示PD押K3石64舅+0默07～+01内5段围究岩软继弱异酸常，唉有溶乡丰洞富还含水致，超舌前钻缘瑞探验判证在PDK贼364＋00袖8后确实抱存在富幕水溶腔默，由于捕预报准蛛确、措涛施得当累没有造受成事故榴。超前吼地质醒预报椅中有10次是栏水平倍钻孔两或超甩长炮朽孔发技现的雄高压犹突水睬现象魔，如清云雾端山隧召道DK2堂4