宜万铁路隧道复杂岩溶及断层处理技术

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宜万铁路复杂岩溶隧道动态设计

区的东通道之一，是沪汉蓉快速铁路客运通道的重也
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。２２１信息采集与分析系统．．
要组成部分，线共分布１９座隧道，长３８７１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：４２２Ｕ５．
文献标识码：Ａ
文章编号：０４—２５（０００ —０５０ｌ０９４２１）８０２— 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
２２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３７ｋ是铁路进出川渝地线７ｍ，

宜万铁路别岩槽隧道DK406+418溶腔处理施工技术

摘要：通过对别岩槽隧道Ｄ４６４８溶腔处理，Ｋ０＋１处总结出溶腔处理当中需要注意的一些问题，为今后类似工程施工积累了宝贵经
验。
关键词：溶腔；涌水；声；无技术；点要
１工程概况
导流洞。
别岩槽隧道为宜万线八座一级高风险隧道之一，而别岩槽隧道Ｄ４６４处溶腔处Ｋ０＋１８理是其中的一个难点，处理集高风险、水大量、场地等诸多影响因素与一身。小此处设计采取桩基加承台的形式通过溶腔，溶腔处涌水通过承台下的过水通道连接导流洞流出。别岩槽隧道内溶腔、承台及导流洞平面关系
■
翻量１岩测
在竹排上再铺设一层防水板，防止小块东西落下伤人。２别岩槽隧道内出．４水量较大，为将隧道内水沟内的水引出而尽量不影响溶腔处承台开挖，采取（捧水、放线、埋设嘲岩鲢测点）：引
法。围岩采用锚喷加固，钢管焊接在锚杆对将上，为尽量减少支架对承台开挖的影响，在搭设支架时在支架中间加了一道临时支撑，待钢管架搭设加固完毕后拆除临时支撑，立杆采用钢管扣件连接，刀撑加固。剪支架顶采用纵横钢管相互连接，向采用斜撑加固，向横纵钢管通过钢丝绳与在周边围岩打设的锚杆连接，个钢管架形成一个钢构加悬索结构，整使钢管架能承受一定的冲击荷载，关键时刻起定的缓冲作用，在架设好的网格式钢管架上铺设竹排并固定在钢管架上，

宜万铁路云雾山隧道溶洞施工技术_汶文钊

·隧道/地下工程·收稿日期:20100120作者简介:汶文钊(1970—),男,高级工程师,1995年毕业于西安矿业学院水文地质与工程地质专业。

宜万铁路云雾山隧道溶洞施工技术汶文钊(中铁一局集团有限公司技术研发中心,西安　710054)摘　要:宜万铁路是铁路岩溶隧道施工的宝库,云雾山隧道是宜万铁路的八大风险隧道之一,施工中采用多方位立体式的岩溶溶洞探测手段,在探明溶洞的基础上,严格遵循“以疏为主,堵排结合,因地制宜,综合治理”的原则,选择合理科学的溶洞处理方法,根据岩溶溶洞的发育规模及特征,采用预先处理施工技术或者溶腔揭示后的施工处理技术,降低和排除岩溶隧道溶洞的施工风险,确保了施工安全和工期。

云雾山隧道采用了多种岩溶溶洞的处理技术,可为同类隧道的施工提供借鉴。

关键词:宜万铁路;岩溶隧道;溶洞;探测;施工中图分类号:U 455.49 文献标识码:B 文章编号:10042954(2010)050087041　工程概况1.1　工程简介宜万铁路云雾山隧道全长6640m ,位于湖北恩施州内,隧道最大埋深800m 。

云雾山隧道为双洞单线铁路隧道,其中隧道进口D K 242+084～D K 242+398为三线车站隧道地段,D K 242+398～D K 242+680为双线隧道地段,D K 242+680～D K 242+891为燕尾式隧道地段,其余为单线隧道地段。

线路自进口至出口为连续上坡,纵坡分别为+1‰、+6‰和+14.9‰,在变坡点D K 242+850、D K 244+250处设置R =15000m 的竖曲线。

隧道在进口端设置有1处横洞,横洞口位于D K 242+293线路左侧130m ,出洞坡度为-5‰,横洞长度641m 。

1.2　工程地质及水文地质隧道穿过区主要岩性为灰岩、白云质灰岩、泥质白云岩等可溶岩地层,岩层张节理较发育。

隧道区内发育白果坝暗河、大鱼泉地下河、小鱼泉地下河、恶水溪管道流和洞湾管道流等多条暗河系统。

宜万铁路别岩槽隧道F3断层突发性涌水治理

理及防范措施。
关键词：３断层；水；Ｆ涌治理；万铁路；宦隧道中图分类号：４６Ｕ５文献标识码：Ａ
ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＢＵＲＳＴＷＡＴＥＲＯＮＦＡＵＬＴＦ３ＯＦＢＩＥＹＡＮＣＡＯＴＵＮＮＥＬＯＮＹＩＣＨＡＮＧ — ＡＮＺＨＯＵＲＡＩＷＬＷＡＹ
摘要：究目的：万铁路别岩槽隧道Ｆ研宜３断层围岩破碎，碎石土，部溶隙、槽发育，少量地下水，工中为局溶有施按Ｖ级围岩采用超前小导管支护、栅钢架支撑、喷混凝土，取台阶法丌挖。在初期支护完成３个月后，格网采由于受地表强降雨影响，使隧道线路右侧暗河（隧道约１￣０ｍ）量增大、压升高，而导致隧道初期支致距０２水水继护严重丌裂一形，变突发大规模涌水。文主要分析了Ｆ本３断层突发性涌水机理，绍了Ｆ介３断层突涌水的治理措
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ＺＨＡＮＧｉ－ｉｇ．ＹＩＨｕｉｌｎＭｎｑｎＮａ—ｉ２ａＹｃａｇＷａｚｏｉｙＥｇｎｅｎｎｒｌＨｅｄｕｒｅｆＥｎｉｅｒｇＭａａｅｎｅｔｅｏｉｈｎ－ｎｈｕＲａｌｎｉｅｒｇＧｅｅａａｑａｔｒｏｇｎｅｎｎｇｍｅｔＣｎｒｆＭＯＲ；ｗａｉｉ
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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３７ｋ是我全７ｍ，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：０４— ９４２１）８０８４１０２５（０００ —０６ —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１９座隧道中岩溶隧道占９ｌ座，取采
结构措施处理的岩溶共ｌ０８，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１００，０余ｍ，８海拔最低处不足
１０ｎ，Ｏｌ相对高差一般在２０～００８０ｍ。岩溶隧道分布主要集中在土城、阳至齐岳山，长该

宜万铁路大支坪隧道高位泄水洞释能降压

宜万铁路大支坪隧道高位泄水洞释能降压宜万铁路大直坪隧道存在各种不良地质:薄层、断层破碎带、溶洞、地下河、突水突泥等地质灾害发生率高，施工难度大，安全质量要求高。

论述了在隧道穿越DK132+990溶腔段(以下简称990溶腔段)的施工过程中，采用排水支孔释能减压技术，降低或消除溶腔充填体对主孔的压力，从而成功完成主孔溶腔段的施工。

关键词溶腔隧道排水隧道释能减压1，宜万铁路大治坪隧道工程概况位于湖北省巴东县，全长11.4公里大部分隧道穿越碳酸盐岩地区，潮湿多雨的气候条件是岩溶发育的有利因素，形成丰富多彩的岩溶形态，主要包括石牙、岩溶沟、溶洞、漏斗、天坑、岩溶管道、岩溶裂隙等。

256年11月至1998年11月，一号线主隧道施工成990°溶腔段。

地质超前预报数据和施工显示，溶腔段跨越dk133+005 ~ dk133+030主隧道范围，长达25延米。

1月，XXXX二号线主隧道施工进入990溶腔段。

二号线的溶腔段跨越了从dk132+970到dk132+997的27延米的主隧道范围在主洞溶腔段施工中，全程采用综合地质超前预报技术。

使用的主要先进地质预测方法包括地质雷达、红外找水、地质超前钻探等。

以地质超前预报为主导，确定施工技术方案，指导现场施工1在具体施工方案中，采用了超前管棚、超前预注浆、双钢架初期支护、围岩径向注浆、钢筋注浆、隧道底部加固处理等施工方法，结合围岩监测和量测加强了初期支护和围岩变形的观测在该溶腔段施工期间，分别于4月30日、XXXX、4月30日、XXXX、5月16日发生了三次大规模突水突泥，其间多次发生了不同大小的一般突水突泥。

这些突水突泥事件的发生充分证明了隧道溶腔段的高风险性和复杂性。

同时也表明，由于目前施工和生产技术的局限性以及人们对复杂岩溶的认识，隧道溶腔处理的解决方案和技术仍需逐步完善。

当基于“限量排放、堵排结合”原则的常规施工技术无法实现溶腔段的安全突破，无法保证施工和运营的安全时，无疑需要参与施工的各方进一步解放思想，跳出常规思维，因地制宜地采取其他施工方案来解决问题。

宜万铁路断层破碎带处理措施

• 在实际凿岩作业中，若钻速突然加快，岩浆有异常变化时，则肯定存在明显的软硬岩层分界面，探明情况并及时采取措施。
• 2 超前地质钻孔：对本段DK245+439.8～DK245+568.8断层，采用Φ89空心钻。根据岩芯和钻进过程中的岩粉、钻速和水质情况，判断前方水文、地质条件；取岩芯，并利用岩芯作试样进行试验，对钻进的地质状态进行判断；钻速测试，根据钻机在岩石中的钻进速度和岩石特性之间的关系来判断。 • 另外比较先进的预测手段还包括地质雷达、TSP203地质超前预报系统等。
• (4) •
三、断层的施工工艺及方法- 2、断层的超前预报
• 本段DK245+439.8～DK245+568.8断层的超前预报对隧道施工来说，是一项基础性的、很重要的工作。因为断层若其走向与隧道轴线接近正交的话，它的出现具有一定的突然性，如没有意识到断层的存在，依然采用常规的施工方法，将导致断层带出现塌方而影响到整个工程的施工。本段断层的主要预测手段：
注：各班人员根据情况及进度安排需要，可作合理调整
30
5 40 20 95
二、施工组织及人员
断层注浆及管棚施工机具
1 2
3
管棚钻机
KR8042-3 75Kw
1
注浆泵
注浆泵
KBY-50/70
YZB-200/130、 13Mpa HFV-2D、5～ 20Mpa
2
1
4 5 6
7
高压双液注浆泵高压双液注浆泵浆液搅拌机
•
二、施工组织及人员
• 根据本段DK245+439.8～DK245+568.8断层工程特点、工程量及工期要求，其劳动力、设备配备如下：

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超过１０万ｍ的发生过７次。
图２马鹿箐隧道９８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６２溶腔、支坪９０溶腔、雾山０大９云６７组合溶腔、鹿箐９８溶腔、１马７齐岳山Ｆ１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：０４— ９４２ｌ）８０２６１０２５（０Ｏ０ —０６ —０
１工程概况及难点
宜昌
宜万铁路东起宜昌，至万州，长３７ｋ西全７ｍ，２００４年元月开工，０９年１２０２月１日全部隧道贯通，０２１００年１１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９８溶腔７２１溶腔情况及规模．
收稿日期：００— ５—２；修回日期：００— ６—０２１０６２１０７作者简介：申志军（９１）男，级工程师，９６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
图１马鹿箐隧道９８溶腔平面示意７
全线的７．％，５３是我国岩溶最发育、典型的地区之最
一
。
长期以来，该地区一直被视为工程建设的禁区，被全线共有隧道１９座，３ｍ，中９５３８ｋ其１座为岩溶
路内外专家誉为世界级难题。隧道，岩溶发育区段总长度２９ｋ３ｍ。２５座隧道施工中揭示大型溶腔，５座隧道施工中遭遇过水岩溶管道、１暗河，产生突水、突泥。在岩溶隧道施工中，突泥量为１０到１ｍ０ｍ０万的发生过１０余次；泥量为１万０突ｍ到ｌ０万ｒｎ的发生过１０余次。瞬间突水突泥总量
９８溶腔岩溶水主要通过管道径流至溶腔，溶７岩水在汇集过程中，在９８溶腔附近产生聚集外，除７
９８溶腔外岩溶发育部位也可能产生聚集；７由于降雨
的间歇性、降雨组合强度的变化，溶腔充填物在地下水
的工程风险转化成工程措施；对不同溶腔特点采用释能降压针与加固注浆、棚等措施相互组合，高压富水断层采用排堵管对结合，取信息化跟踪注浆工艺，果较好；构处理中对开挖采效结
不同压力、流速的作用下产生疏通、积，淤形成反复突（）。岩溶水对降雨的响应时间４～３，涌水８ｈ岩溶水的峰值滞后时间１０～５．，１５ｈ岩溶水到达峰值后流量
系统和视频监控，相邻洞室进行封堵，划泄水线路，潜在对规将
地表岩溶强烈发育，断层、斗、水洞、下暗河、漏落地溶
腔、槽、管星罗棋布。难点为９８溶腔。溶溶７９８溶腔共发生１７９次大型突水突石灾害，突水总量约４１万ｍ、０突泥突石约１．８３万ｍ。其中出口突水突石４次，口泄水洞突水突石１进５次。根据正洞、导、平排水洞、水支洞、排高位支洞及Ｉ线、 Ⅱ线隧道的钻探和开挖揭示，腔纵向长ｌ溶２～
线以外一定范围内的空腔回填混凝土，强初期支护和二次衬加砌，对结构进行长期观测以判断其安全性。
２．（Ｉ线长２．３５ｍ３５ｍ、Ⅱ线长１排水洞长２ｍ、
１．，６５ｍ）见图１和图２横向在 Ⅱ线左边墙外侧发育，
处理技术
申志军
（道部宜万铁路建设指挥部，湖北恩施铁４５０）４００
摘
要：宜万铁路是目前国内外已建和在建工程中岩溶及岩溶
马鹿箐隧道全长７８９ｍ，７隧道最大埋深６０ｍ。６
大于４０ｍ，下发育至隧底以下约１，顶以上发０向１拱ｍ育约２５ｍ。
关键词：宜万铁路；铁路隧道；复杂岩溶；释能降压；高压富
水：施工
中图分类号：４５４Ｕ５．９
文献标识码：Ａ