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・收稿日期:2008202213作者简介:朱鹏飞(1965—),男,高级工程师。
宜万铁路别岩槽隧道岩溶及岩溶水治理技术朱鹏飞(铁道部宜万铁路建设指挥部,湖北恩施 445000)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环带,属典型的岩溶隧道,施工中极有可能遭遇较大规模的涌水、突泥。
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,分布广泛;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。
该隧道设计正常涌水量为55000m 3/d,最大涌水量300000m 3/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27k m 。
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616k m 2,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,响应时间4～6h,不稳定系数达6～19,雨后流量动态延续时间一般为1～7d,动态类型主要表现为降雨骤变型。
另外,调查表明,庙坪暗河具有潮汐现象,反映局部多个地段存在特大型的岩溶大厅,有虹吸作用。
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～DK404+500为背斜核部及两翼岩溶渗流水段。
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・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序号岩溶及岩溶水表现形式里程治理对策1断层突水DK406+715～DK406+675径向注浆堵水2富水暗河溶腔大厅DK406+408～DK406+420迂回导坑、泄水支洞、泄水洞、桩基承台、双层衬砌结构3高压富水断层DK403+980～DK404+500超前帷幕注浆、超前大管棚预支护4充填黏土型溶洞DK404+640～DK404+590超前帷幕注浆、超前大管棚预支护5岩溶渗流水DK406+377～DK405+980DK405+710～DK405+450DK405+320～DK405+100DK404+590～DK404+500径向注浆堵水3 F3断层突发性涌水治理F3断层段(DK406+715～DK406+675)施工揭示地质围岩破碎,为碎石土,局部溶隙、溶槽发育,有少量地下水,与设计基本相符。
根据揭示地质条件,该段按Ⅴ级围岩采用台阶法施工。
超前支护采用<42超前小导管,环向布设间距40c m,初期支护采用4<25格栅钢架支撑,间距1榀/50c m,喷射C20混凝土厚20c m,拱部设置系统中空注浆锚杆,边墙设置砂浆锚杆。
2004年5月29日,地表突降暴雨,降雨量为16514mm,最大降雨强度54mm/h。
5月30日5时7分,隧道DK406+680～DK406+710段线路右侧边墙由原来的滴水变为股水,涌水量变大,并且喷混凝土表面出现裂纹。
于是,现场立即启动应急预案,在安全监视下,采用工字钢、钢管、方木进行环向加固和横向支撑。
同时,对线路右侧边墙进行钻孔放水泄压,以降低水压对初期支护继续破坏,至10时,险情基本得到控制,初期支护破坏未继续发展。
经现场测量,该次强降雨引起该段隧道最大涌水量为2100m3/h,局部初期支护最大变形量38c m。
3.1 突水原因分析突水事故发生后,建设单位及时组织四方对突水原因进行分析,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3 F3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,形成注浆帷幕,有效地加固F3断层带破碎围岩和局部溶槽、溶隙,充填涌水通道,改良地层围岩条件,提高地层强度,降低地层渗透能力。
(2)拆除变形的格栅钢架,采用I20钢架支护,钢架间距1榀/50c m。
(3)及时施做二次衬砌,二次衬砌采用C30钢筋混凝土,衬砌厚度40c m。
3.212 注浆设计根据F3断层地质特点,并结合地质雷达测试,该段左侧(面向工作面方向)地层较右侧破碎,且局部岩溶发育;同时,据推测,庙坪暗河位于隧道左侧,距隧道仅10～20m,受庙坪暗河影响,左侧渗流水严重。
因此,径向注浆根据左、右侧地质特点区别对待,采取“不等厚、不等强”注浆方案,即左侧采取5m径向加密型注浆,右侧采取3m径向常规注浆。
采取工程类比,注浆设计参数见表2,注浆设计见图4。
表2 注浆设计参数表序号名称设计参数1加固范围/m左侧5、右侧32注浆段长/m40(DK406+675～DK406+715)3浆液扩散半径/m1～24布孔间距左侧:环向×纵向=113m×113m右侧:环向×纵向=216m×216m 5布孔方式梅花形布置3.213 注浆材料注浆材料采用普通水泥单液浆、普通水泥2水玻璃双液浆,以普通水泥单液浆为主。
普通水泥单液浆配比为:W∶C=016∶1～018∶1。
普通水泥2水玻璃双液浆・隧道/地下工程・朱鹏飞—宜万铁路别岩槽隧道岩溶及岩溶水治理技术图4 F3断层突水治理径向注浆设计(单位:cm )配比为:W ∶C =016∶1～018∶1;C ∶S =1∶013～1∶1;水玻璃浓度35Be ′。
3.214 注浆参数注浆采取全孔一次性注浆。
注浆顺序按两序孔进行,即先跳孔跳排注单序孔,然后注剩下的二序孔。
这样,通过实施约束型注浆模式,实现挤压密实的注浆目的。
单孔注浆量控制在112～115m 3/孔,注浆终压为115～2MPa 。
3.3 治理效果F3断层自2004年5月29日出现涌水后进行治理,到2004年7月10日结束,历时46d 。
治理后,仅在局部初期支护出现渗漏水,渗水量为016m 3/m ・d,满足隧道渗漏水标准要求。
经过多个雨季观察,该段落衬砌结构无渗、无漏、无裂,治理效果良好。
4 富水暗河岩溶大厅治理2004年9月11日,隧道出口上半断面开挖到DK406+422,工作面炮眼孔出水量增大。
12点30分,工作面爆开,突发大规模涌水,突水洪峰流量36000m 3/h,洞口涌水高度118m ,涌水持续40m in 后稳定为500m 3/h 。
该次突水规模大、流量急,使洞内材料和设备被突水席卷而出。
同时,突水将隧道外10m 宽度范围施工场地冲垮,冲毁下游稻田,淤塞河道,造成重大经济损失。
突水后,出口线路右侧庙坪暗河断流。
4.1 富水暗河岩溶地质条件岩溶(1号)揭示后,对岩溶暗河大厅进行测绘。
溶腔沿线路方向长约10m 、宽约28m 、垂直高度30m 左右,成椭球体状展布。
对隧道基底进行地质钻探,钻探表明,隧底以下地质分为3层:①黏土层,软塑,局部夹砂,为岩溶暗河底部填充层,该层厚度13m ,σ0=100kPa;②强风化灰岩层,串珠状溶洞发育,充填黏土及少量砾石,σ0=200kPa;③弱风化灰岩层,岩层较完整,σ0=800kPa 。
岩溶暗河大厅主要受隧道线路右侧庙坪暗河水补给。
庙坪暗河补给面积大、流程长,具有复杂的大型暗河特征。
庙坪暗河最大流量212m 3/s,平均流量0182m 3/s,最小流量012m 3/s 。
4.2 治理措施4.211 迂回导坑工作面受阻后,为满足工程施工需要,在线路左侧距正洞15m 处设置迂回导坑(图5),迂回导坑与正洞分别相交于DK406+530、DK406+394,断面尺寸512m ×512m 。
宜万铁路复杂岩溶隧道动态设计
成： 信息 采集 与分析 系统 、 案形 成 与 评价 系统 、 案 方 方
决 策与 实施 系统及 安全监测 与验 证系 统 。 ２ ２ １ 信 息 采 集 与 分 析 系 统 ． ．
要组 成 部 分 ， 线 共 分 布 １９座 隧 道 ， 长 ３ ８ ７ １ 全 ５ 总 ３ ． ７
高风 险 的 控 制 ， 少 突发 性 地 质 灾 害 ， 本 达 到 预期 目的 。 减 基
关 键 词 ： 万 铁 路 ；隧 道 工 程 ；风 险 控 制 ； 动 态 设 计 ； 系 统 宜
构 成
中图 分 类 号 ： ４ ２ ２ Ｕ ５ ．
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ４—２ ５ （ ０ ０ ０ —０ ５ ０ ｌ０ ９ ４ ２ １ ） ８ ０ ２— ４
传统 隧道工程 动态设 计 是通过 现场观 测和监 控量 测获得 关于 围岩稳 定性 和支 护系统 工作状 态的各类 信 息 ， 后对 监控量测 数据 进行 回归分 析 ， 照一定 的围 然 按 岩稳定 判别 准则 ， 评 价 围 岩稳 定 性 和支 护 系统 的工 来
方法 及 组 织 管 理机 构 ， 出以 控 制 高 风 险 为 纲 ， 证 施 工 、 营 提 保 运
溶 隧道 高风 险的有 效控制 ， 障施 工及 运营安 全 。 保
１ 概 述
２ ２ 动态设 计 的系统构 成 ． 复 杂岩溶 隧 道 动 态 设 计 主 要 由 以下 ４个 系 统 构
Hale Waihona Puke 宜万铁 路东起 既 有鸦 宜 铁 路 花艳 站 ， 止 既有 达 西 万铁路 万州 站 ， 路 全 长 ３ ７ｋ 是 铁路 进 出川 渝 地 线 ７ ｍ，
结合宜万铁路浅谈铁路隧道高压富水充填溶腔处理技术
１ 工 程 概 述
宜 万 铁 路 东起 宜 昌 ， 西至万州 ， 全长 ３ ７ ７ ｋ ｍ。宜 昌至 土 城 约
３ ０ ｋ ｍ 为 长江 中下游 平 原构 造 侵 蚀丘 陵区 。土 城 至 齐 岳 山约 ３ ０ ０ ｋ ｍ为清江与长江 分水岭靠北侧地带 ， 属构造溶蚀侵蚀 中低 山
区， 岩溶 极其 发 育 。 齐 岳 山至 万 州 约 ５ ０ ｋ ｍ 为 川 东 红 层 构 造 侵蚀 、
２ ． ２ ． １ 完 全释 放
（ ３ ） 反坡 施 工 时 ， 先迂回贯通， 实 施顺 排 。
． ４ ． ５ 洞内相邻洞室分 隔专项设计 这种情况下 ， 溶腔 处理极其容易， 主要采取回填 ， 在 隧道结构 ２ 为减 少 释 能 降压 时水 及 充 填 物进 入 相 邻 洞 室 ， 保 证 相 邻 洞 室 外形 成 护 拱 。 ２ ． ２ ． ２ 水释放、 介质未释放
防设计， 一 般 来 说 主 要有 以下 几 个 方 面 ： ２ ． ４ ． １ 水 文监 测 专项 设 计 包括 降雨 量 、 涌水量 、 水压力 、 地表水位四个方面。
图５ ｃ 情况路线示意 图
３ 总 结
通 过 上 述 分 析 我们 可 以看 出 ， 释 能 降 压法 能够 有 效 的 解 决 高
处理是安全的。
． ２ 释 能降压 后 处理 铁路建设初期 ， 对 岩 溶 隧 道 高风 险 采 取 地 质 素 描 、 Ｔ Ｓ Ｐ 、 地 质 ２
雷达 、 红 外探 水 、 超 前 钻探 五种 方法 ， 后期采取“ 地质素描 、 Ｔ Ｓ Ｐ先
溶腔释能 降压后， 由于受充填介质特征 、 水压力 高低 、 水量大
２ ． ４ － ３ 洞外警戒系统 专项设计 区域 、 警戒时段、 警戒标识等 。 ２ ． ４ ． ４ 洞 内排 水线路专项设计
隧道岩溶处治关键技术
1.4 地下岩溶类型
地下岩溶的地质类型总体分为洞穴式和充填式两大类型。 （1）洞穴式地下岩溶 ① 溶洞
溶洞属于其中一种只有进口，没有明显出口的一种洞穴式地下岩溶。 绝大多数溶洞，或多或少都应有部分地下水充填。真正无水的 “溶 洞”，绝大部分应属于以“干洞”形式出现的暗河通道。
② 暗河
暗河，属于其中另一种既有进口，又有出口的一种洞穴式地下岩溶。 暗河是在地下、通过岩溶洞穴流经的河流。有终年流水的暗河，也有 季节性有水的暗河；还有经常以“干洞”形式出现，偶尔有水流动的 暗河，或称暗河通道。即，暗河通道可以在旱季里是“干洞”，在雨 季里则以有水流动的暗河的形式出现；甚至可以是晴天为“干洞”， 雨天是有水流动的暗河。
1.3 岩溶发育演化的三个阶段
岩溶的发育演化一般可划分为如下三个阶段： ●形成阶段：只要满足前述洞穴发育的四个基本 条件，即可开始形成洞穴。在这个洞穴形成的初期 阶段，洞穴空间规模一般较小，多呈孔隙状，主要 表现为溶蚀现象。 ●发展阶段：随着参与洞穴发育的水流流量流速 的增加，洞穴空间逐渐扩大，发 展成为人能进入具 有一定规模的通道系统，主要表现为溶洞和地下暗 河。 ●衰亡阶段：由于地壳抬升，洞穴逐渐脱离地下 水位进入包气带[注：地面以下潜水面以上的地带 ]， 失去了进一步发展的动力条件，主要表现为崩塌现 象显著，钟乳石类次生化学沉积大量发育，洞穴空 间逐步壅塞减小。
1.1 岩溶的概念
岩溶(国际通用术语Karst，译名喀斯特)是在以碳酸盐类为主的 可溶性岩石分布区，由于水特别是地下水，对岩石以溶蚀为主 的作用所形成的沟槽、裂缝、洞穴，以及由于溶洞顶板塌落使 地表产生陷穴、洼地等现象。
可溶性岩层的成分可分为碳酸岩类岩层(石灰岩、白云岩、泥灰 岩)、硫酸岩类岩层(石膏、芒硝)、卤盐类岩层(岩盐)等三类。
宜万铁路隧道岩溶规模化处治技术
宜万 铁路 东起 宜 昌 ， 西至 万 州 ， 长 ３ ７ｋ 是 我 全 ７ ｍ， 国 目前 在建 的地质 条件 最 为 复 杂 的工 程 ， 线路 位 于云
贵喀斯 特高原 之东 北缘 的鄂 西 山地 ， 流 域 上 主要 位 在
于长江一 级支 流 的清江 流 域 ， 流域 在 大 地构 造 上 属 该 于新华 夏系第 三隆起 带北 北东 向构造带 与 长江 中下游 东 西 向构 造 的复合 部 位 。区 内地 质 构 造 复杂 、 酸 盐 碳 岩 广布 ， 岩溶 强烈发育 ， 势陡 峻 、 地 河谷 深切 ， 自然坡 度
文 章编 号 ：０ ４— ９ ４ ２ １ ） ８ ０ ８ ４ １ ０ ２ ５ （ ０ ０ ０ —０ ６ —０
深 部循 环带 。垂 向渗流带 以溶蚀 裂 隙 、 溶缝 、 管道 的纵
向渗流 、 管流为 主 ； 季节 变 动 带 以溶 洞 、 道及 地 下 河 管
１ 工 程 概 况
紊 流为 主 ； 水平 径流 带 以管 道 、 隙 的层 流 为主 ； 水 溶 饱 缓 流带 以溶隙 、 隙渗 流 为 主 。岩溶 水 在 垂 直循 环 带 裂 或水 平循 环带 内运动 的过 程 中 ， 常切穿 各组灰 岩地 层 ， 汇集 于各 向斜轴 部 、 斜 的两 翼 、 水 岩层 界 面 、 切 背 隔 深
水 最 发 育 、 复 杂 的 工 程 ，５ 最 １ ９座 隧道 中岩 溶 隧道 占 ９ｌ座 ， 取 采
结 构 措 施 处 理 的 岩 溶 共 ｌ０ ８ ， 溶 的 类 型 主 要 分 为 暗 河 、 ８ 处 岩 管
总长度 的 座 。
般大 于 ３ 。 最 高 海 拔 １ ０ ０， ０余 ｍ， ８ 海拔 最 低 处 不 足
１０ｎ， Ｏ ｌ相对 高差一 般在 ２ ０～ ０ ０ ８ ０ｍ。 岩溶 隧道 分布 主要集 中在 土城 、 阳至 齐岳 山 ， 长 该
宜万线隧道工程岩溶治理技术与工程实例
文章编 号 ：０ ６— １６ ２ ０ ） １— ０ ６—１ １０ ２ ０ （ ０ ８ ０ ０ ２ １
宜 万 线 隧 道 工 程 岩 溶 治 理 技 术 与 工 程 实 例
张 民庆 黄鸿 健 苗德 海２ 田四明２
武 汉 ４ ０６ ） ３ ０ ３
（． １ 宜万铁 路 建设 总指挥 部 ， 湖北 恩施 ４ ５ ０ ； ２ 中铁 第四勘察 设计 院集 团有 限公 司 ， ４００ ．
维普资讯
２０ ０ ８年 １ 月
铁
道
工
程
学
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Ｊｎ ２ ０ ａ ０ ８
第 １ 总 １２ 期（ １ ）
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宜万铁路鲁竹坝2号隧道岩溶水文地质分析
３ 孟 家槽 一 竹 园 坪 一 Ｉ＿ 家 槽 系 统 。孟 家 槽 一 竹 园 坪 一 统 。排泄点为泉。横跨 隧道洞轴 （ 图 １ ） ） ＋孙 见 的Ⅵ区） 。
Ｉ＋孙家槽 系统 ， ） ＿ 沿岩层走向 （ 沿层 间裂隙 、 向张裂 隙 ） 纵 发育 的、 ２６ 各岩 溶 管道 系统 的主要 “ ． 参数 ” 独立于马石坝一獐角 坝暗河外 的暗河 系统。它们独 自构成孟 家 工程 区存在的岩溶管道系统及其主要“ 参数’ ’ 见表 １ ～表 ３２。 ［＿
坡） 岩溶管道。３碎屑岩（ ｂ 和碳酸盐岩（｝交界处， ） Ｔ２ ） １ ｒ） 因可溶性和
１ 马石坝暗河系统 。马石坝入 口（ 一Ｂ 獐角坝暗河向北径 ） Ａ） （
汇 成 一 混 非可溶性的岩性差异 ， 形成沿分界线分布 的大型溶 蚀洼地 ， 汇水 流 ， 入 马 石 坝 暗河 的 Ｂ 处 ， 为其 支 流 ） 竹 园 坪一 Ｇ（ 水 河 出 并 集 中补给地下 ， 为暗河的人 口 １， 成 Ｊ如马石坝 、 獐角坝暗河 的入 口。 口）组成相对独立 的暗河径 流系统。 ，
表 ２ 孟家槽一孙家槽管道 系统
管道系统 入 口地下 汇水面积 水位 ／ ｍ ｋｚ ｍ ７０ ０ ３６
．
管道走 向 孟家 槽 一 竹
出 口（ 或交汇点） 距 离／ ｍ 梯度 标高 ／ ｍ
相交位 置
与隧道关系 管道标 高／ 路肩标高／ 相差 ｍ Ｉ ｎ
向溶蚀洼槽汇水 ， 循槽 谷 由东 往西 向混水 河排 泄 的溶隙 管道 系
２ 长巴河 伏流 系统 。其 路径很 明朗 ， 口一Ｅ（ 家槽 ） 槽一竹园坪一孙家槽管道流 ， ） 人 孙 一Ｆ 并排人长 巴河伏流 （ 见图 １ 。 ） （ 古井坡） （ 一Ｇ 混水河左岸出 口） 为长 巴河的伏 流， 于隧道右侧 位 溶蚀洼地 ， 是工程 区岩溶地 下水 的主要排泄场所之一。
隧道注浆简介
隧道注浆简介宜万铁路西南交大监理站编制：徐林二00六年七月·湖北·恩施一、注浆目的隧道洞身处在地下水发育地段，大量排放可能影响当地生态环境，采用“以堵为主、限量排放”的防排水原则。
注浆主要目的是加固围岩，保证隧道洞室稳定，确保施工及运营安全，实现控制排放，减少水资源流失。
排水量控制标准按注浆后每延迷洞壁渗漏量控制，现场实测与设计值相比较。
注浆的主要作用：1、降低围岩的渗透性，提高其抗渗能力，减少地下水的渗流量；2、疏导（局部为堵水）水流，改善工程施工，运营条件；3、改善隧道围岩的力学性能，提高其整体性；4、充填隧道周边围岩的溶洞、溶槽、裂隙，防止塌陷，改善其物理力学条件。
二、注浆分类根据工程地质条件，岩体完整性，岩溶发育情况，涌突水位置、水量、水压及岩体的综合渗透系数等选用以下注浆方法中的一种或几种的组合方法：1、充填注浆与基岩裂隙注浆；2、渗透注浆；3、挤密注浆；4、劈裂注浆。
三、注浆方案注浆方案采用超前帷幕注浆、后注浆、局部注浆、补充注浆四种方案相结合，基本注浆方案分为以下几种：1、超前帷幕注浆，每一循环长度30~50m，固结范围：开挖轮廓线外3~8m；2、开挖后全断面径向注浆，固结范围：开挖轮廓线外3~5m；3、局部注浆分为：局部超前注浆、开挖后局部注浆等几种，根据超前地质预报探明的局部岩溶实际分布及开挖后地下水渗漏状态分别采用；4、补充注浆为上述三种注浆方案实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆方案一种或多种进行补充注浆。
四、注浆方案选择注浆方案应根据隧道工程、水文地质情况初步选定，施工中根据超前地质预报成果调整完善，合理选择注浆方案：1、对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部、物探异常区等，预测储水量大、水压高、直接揭示极可能产生严重突水突泥地段采用超前预注浆方案，预注浆加固圈固结范围：正洞为开挖轮廓线外3~8m；平导为开挖轮廓线外2~5m；2、对岩体完整，其结构性能可保证开挖安全，但大面积涡水量大于控制排水量，且预测地下水压力较少时，实施开挖后全断面径向注浆，注浆加固圈固结范围：正洞为开挖轮廓线外3~5m；平导为开挖轮廓线外3m；3、岩体完整，其结构性能可保证开挖安全，但局部出水且流量大于控制排水灵时，仅对出水处实施局部注浆；4、注浆后流量仍大于控制排水量，注浆固结圈综合渗透系数大于设计控制值或仍有局部出水点时，实施补注浆。
宜万铁路岩溶隧道防排水原则及技术研究
水原 则 和技 术 的研究 ， 非常 重要 和必 要 的。 是
２ 宜 万铁 路岩 溶 隧 道 防 排 水 原 则 研 究
级 突水溶 腔 ， 以采 用 “ 堵 为 主 ， 排 结 合 ” 可 以 堵 的原
［ 稿 日期 ］ ２０ 收 ０９—１ ２ ０— ９
［ 基金项 目］ 铁道部计划项 目（０４ ０３ ； ２０Ｇ ３ ）国家 自然科学基金 资助项 目（０７０９ ５８８ １）
技 术 ， 保 证 安 全 的 前 提 下 极 大 地 加 快 了施 工 进 度 。宜 万 铁 路 岩 溶 隧 道 的 结 构 防 排 水 按 照 “ 地 制 宜 、 排 在 因 堵
结合 、 多道防线” 的原则进行 。 ［ 关键词 】 岩溶隧道 ； 防排水 ； 原则 ； 注浆技术 ［ 中图分 类号］ Ｕ ３ ［ ２ ８ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文章编 号］ １０ ０９—１４ （ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ７ ２ ２ １ ） ８— １７— ６
道防排 水原 则 ， 既保证 隧道 建设 和运 营 的安全 ， 不 又
致 破坏 隧道 周 围的地 表 环 境 ， 宜 万 铁 路 岩溶 隧道 是 建 设 的难 题 ， 是 隧 道 界 最 为关 注 的 问题 之 一 ＿ 。 也 ２ ］ 因此 ， 宜万 铁路 的建设 过程 中 ， 在 根据 隧道地 表环 境 情况、 隧道施 工情 况有 针 对 性 地 开 展 岩溶 隧道 防 排
［ 作者简介】 王秀英（ ９ ０ ， ， １７ 一） 女 山西应县人 ， 士， 博 北京交通大学 副教授 ， 主要从事隧道及地下工程方面的教 学和科研工作 ； ｍ ｉ ｘ ８ Ｅ— ａ ： ６． ｏｒ ｎ ＠ ２ ｃ ｌ ＇ ｌ
２ １ 第 １ 第 ８期 ０ ０年 ２卷
帷幕注浆技术在隧道施工中应用论文
帷幕注浆技术在隧道施工中的应用【摘要】帷幕注浆处理隧道内涌水施工技术，对处理隧道穿越围岩节理发育，高压富水区，避免突发性涌水、突泥发生具有明显效果。
【关键词】帷幕注浆;隧道0.概况宜万铁路别岩槽隧道全长3721m，位于重庆市万州区，岩溶特别发育，施工可能会遇到溶洞、暗河、突水、突泥等。
隧道主要以砂岩、泥岩、碳质页岩为主，其中dk403+980-dk404+190段为低阻体和f1断层，由可溶的灰岩、白云质灰岩钙质胶结而成，两侧分支断层、节理等次级构造发育，造成岩体破碎，围岩设计为ⅵ级，破碎带长120m，为导水断层，最大涌水量154627m3/d，同时可能遭遇暗河和大型岩溶洞穴，一旦暗河水大量涌入隧道，不但引发严重地质灾害，还会引发重大环境地质问题。
在施工至dk403+980处进入eh-4低阻体离f1断层210m时，掌子面裂隙水突然增大，平均水量1000m3/h，独孔喷距6m，压力2.0mpa，制定了“加固堵水，稳定地层”的总体施工方案，采用了5m预加固帷幕注浆堵水方案。
1.帷幕注浆施工方案1．1地质超前预报及探水隧道开挖前，在dk403＋980处采取tsp-203进行长距离预测，每次预测有效长度100m；并辅之以地质雷达和hy303红外探测仪近距离探测前方围岩及隐伏含水状况，每次探测长度15～20m；并全过程采取mkd-5水平超前钻机通过钻孔钻探验证，每次钻探长度30～50m。
若总涌水量大于170m3/min时，需进行全断面帷幕注浆堵水；若总涌水量小于170m3/min时，但个别探水孔出水量大于30m3/min时，则需对这些孔进行局部注浆处理。
1．2止浆墙施作为防止未注浆段地下水涌向掌子面及下一段注浆时跑浆，一般情况下，若掌子面岩层较完整，可利用岩层作为止浆岩盘；若掌子面岩层破碎或地下水压力较大，则还需灌注砼墙作为止浆墙。
止浆墙采用c20砼平底型，3m帷幕注浆厚1.0m，高10.62m；5m帷幕注浆厚1.5m，高11.25m。
宜万铁路隧道复杂岩溶及断层处理技术
图 ２ 马 鹿 箐 隧 道 ９ ８溶腔 横 断面 （ ７ 单位 ： ｍ）
岩溶 地 质 最 复 杂 的 隧 道 为 野 三关 、 支 坪 、 雾 大 云 山、 马鹿箐 、 齐岳 山隧道 等 ５座 ， 在施工 过程 中 ， 遭遇 了
罕见 的地质 灾害 。
水 最发 育 、 复 杂 的 工程 ， 中 ， 三 关等 ５座 隧 道 岩 溶 及 断层 最 其 野 处 理 又 最 为 复杂 。野 三 关 ６ ２溶 腔 、 支 坪 ９ ０溶 腔 、 雾 山 ０ 大 ９ 云 ６ ７组 合 溶 腔 、 鹿 箐 ９ ８溶 腔 、 １ 马 ７ 齐岳 山 Ｆ １断层 等 工 程 难 点 的 １ 处 理措 施 主要 有 ： 立 水 文观 测 来分 析 降 雨 、 量 、 压 之 间 的 建 水 水 关 系 ； 前 地 质 预报 特 别 是 钻 探 判 断 溶 腔 规 模 ； 立 避 险 预 警 超 建
文 章 编 号 ：０ ４— ９ ４ ２ ｌ ） ８ ０ ２ ６ １ ０ ２ ５ （ ０ Ｏ ０ —０ ６ —０
１ 工 程 概 况 及 难 点
宜 昌
宜万 铁 路 东 起 宜 昌 ， 至 万 州 ， 长 ３ ７ ｋ 西 全 ７ ｍ， ２０ ０ ４年元 月开工 ，０ ９年 １ ２０ ２月 １ 日全 部 隧 道 贯 通 ， ０ ２１ ０ ０年 １ １月底将 建成开 通运 营。 宜万铁 路所经 区 域广 泛 出露 碳 酸 盐 岩地 层 ， 占 约
２ 马 鹿 箐 隧 道 ９ ８溶 腔 ７ ２ １ 溶 腔 情 况 及 规 模 ．
收 稿 日期 ：０ ０— ５—２ ；修 回 日期 ：０ ０— ６—０ ２１ ０ ６ ２１ ０ ７ 作 者 简介 ： 申志 军 （ ９ １ ） 男 ， 级 工 程 师 ，９ ６年 毕 业 于 西 南 交 通 １７ 一 ， 高 １９ 大 学地 下 工 程 与 隧 道工 程 专 业 ， 程 硕 士 。 工