某地道地質(zhì)災害及應對措施

某隧道地質(zhì)災害分析及應對措施1工程概況某隧道工程關(guān)鍵性控制工程之一隧道平面呈反“S”曲線形，左右線中線間距約30m。隧道采取新奧法設(shè)計和施工。,襯砌內(nèi)輪廓為凈寬10.4m,拱高6.92m的三心圓曲邊墻結(jié)構(gòu)。2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)隧址區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為鐵峰山背斜，北西翼緩南東翼陡，背斜核部K25+640，區(qū)內(nèi)出露地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組J2xs、新田溝組J2x、中下統(tǒng)自流井組J1-2z、下統(tǒng)珍珠沖組J1zh及三疊系上統(tǒng)須家河組T3xj和中統(tǒng)巴東組T2b地層，巖性主要為泥巖、砂巖、頁巖、灰?guī)r、白云巖、石膏及少量煤系地層。左線工程地質(zhì)剖面圖如圖1所示。隧址區(qū)主要受大氣降水補給，由區(qū)內(nèi)鐵峰山山脊向兩側(cè)低洼處排泄,北西側(cè)流向大河溝,南東向流向無名河溝。北西側(cè)受大氣降水補給,同時受砂巖的地下水補給,順坡沿山間溝谷向大河溝排泄;東南側(cè)主要受大氣降水補給,同時受砂巖孔隙裂隙水及T2b組巖溶水補給,順坡巖山間溝谷向無名河排泄。隧道穿越地段在鐵峰山隧道山脈北側(cè)山頂有螞蟥槽水庫，南側(cè)山頂有老龍口水庫，所處地層為須家河組砂巖，距隧道約2公里。在左線ZK23+200～ZK23+300段有永天煤礦1巷道采煤后的采空區(qū)，范圍從隧道開始向東延伸長約150m，采空區(qū)內(nèi)現(xiàn)已蓄滿水。隧址區(qū)50km2范圍內(nèi)巴東組碳酸鹽巖地層面積8km2,地表調(diào)查有8個溶洞，在軟巖地帶，巖層破碎，巖質(zhì)軟擠壓變形強烈，易產(chǎn)生大變形，對圍巖穩(wěn)定性不利。圖1隧道地質(zhì)剖面圖2災害情況隧道施工中，2004年9月24日，隧道右線出口段施工開挖至YK26+170處，開挖面面出現(xiàn)突水和坍塌現(xiàn)象，掌子面中部向前沖垮17m，，瞬時涌水量600L/s。10月23日，清理坍體并初期支護到Y(jié)K26+150處，10月30日，掌子面又發(fā)生涌水突石，掌子面形成約17m的導洞狀坍腔，坍塌涌出物主要為碳質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r及碎屑巖碎石，大小不一，塌腔范圍在隧道拱頂以上8m、寬度為6m，沿開挖方向長度約17m，掌子面坍腔右側(cè)（沿線路方向）有一集中涌水口，水量較大，水質(zhì)清澈，左側(cè)也有股狀涌水，穩(wěn)定后掌子面涌水量約400L/s。隧道左線施工過程中也在相應位置出現(xiàn)了強突水和坍塌現(xiàn)象，左線涌水后由拱頂向線路左側(cè)上方形成坍腔，高度約20m，寬度約23m，掌子面為泥質(zhì)灰?guī)r，巖體破碎，有明顯龜裂紋理，節(jié)理發(fā)育，巖層基本成直立，涌水由線路左側(cè)坍腔頂部瀉下，最大涌水量約600L/s，穩(wěn)定后，水質(zhì)清澈，水量穩(wěn)定在200L/s。3地質(zhì)探測及分析為了探明隧道涌水及坍塌的原因及前方地質(zhì)情況，現(xiàn)場根據(jù)具體條件采取了地質(zhì)雷達、tsp203地震波、超前地質(zhì)探孔等地質(zhì)探察技術(shù)。3.1地質(zhì)雷達探測情況掌子面地質(zhì)雷達超前探測結(jié)果表明左線出水點有一層間滑動逆斷層，地下清水是從左側(cè)拱頂斷層面溶層以瀑布形式向下傾瀉。在隧道開挖方向的左側(cè)水幕后面，巖層受到斜沖斷層的擠壓，巖層產(chǎn)狀已明顯發(fā)生改變，屬斷層下盤的牽引現(xiàn)象，影響寬度不大，因此可以斷定左線出水是局部滑動斷層面不均勻溶蝕所引起的，前方出水點60m范圍均未發(fā)現(xiàn)其它溶洞。右線出水點斷層面不明顯，但上下左右溶蝕層均很發(fā)育，且發(fā)育的深度較大，掌子面前方未發(fā)現(xiàn)大溶洞。右洞開挖方向右側(cè)拱腰處溶隙的最大深度27.66m，左側(cè)拱腰的溶隙最大深度29.2m。在左邊墻和底板交接處，距掌子面2m位置為主要出水點，涌水具有承壓性。從左右兩線的突水特點來看，左線出水點表現(xiàn)形式從上方高處來，向低處或右洞方向排泄，在左線左側(cè)發(fā)育著層間滑動的逆沖斷層，不僅是擠壓，還有向北西方向的扭力，巖層破碎，透水極強，受暗河、溶洞等含水構(gòu)造影響比較明顯，水源補給豐富，極易發(fā)生大規(guī)模的涌水。3.2TSP203探測情況采用TSP203地震波地質(zhì)超前預報系統(tǒng)對左右線涌水段掌子面前方100米范圍地質(zhì)情況進行預測預報。通過對探測成果圖象的分析，隧道涌水破碎段掌子面前方預報范圍內(nèi)地質(zhì)異常的區(qū)段如表1所示。表1TSP203地質(zhì)超前預報不良地質(zhì)區(qū)段表喜位置遞里程炕長度練（青m共）欺推斷結(jié)皺果譽出口左朋線益ZK2枕6+1趁4動8敗～黎ZK2崗6+1浴19宅29犁有多賞組肝P隱波反射緊界面，計泊松比潔變大，孕表明巖儉體破碎毫富水，惑推斷為依強涌水待斷層帶顧。寄ZK2死6+0譽9銷5綢～謙ZK2鉗6+0布85咱10綢泊松比魄變大，釀巖體破物碎富水爸。責ZK2吳6+0殺6絡(luò)9糠～蹦ZK2辰6+0蘿46飼23下泊松比飯變大彈及鼠Vp/津V蒸s餓相對變脆大，莊有壺P睬波負相現(xiàn)位，推箏斷為巖飼體破碎樓富水。添出口右洞線些YK2鹽6+1篩4襯5攀～開YK2窩6+1鳳32割13爭有多佛組哥P燥波反射稈界面，糖泊松比批變大，蛋表明巖是體破碎般富水，躍推斷為提強涌水賊斷層帶傍。箱YK2腐6+1跳0兔3引～康YK2窯6+0附92繁11證泊松比鄭變大，對巖體破傍碎富水棟。捎YK2隱6+0瓦5德3呆～蓮YK2掙6+0刻38蓄15敢泊松比堆變大步及第Vp/袖V廚s遷相對變突大，槳有啟P客波負相權(quán)位，推打斷為巖豆體破碎舞富水。拼3.3悟悟綜合分區(qū)析溉通過對晶現(xiàn)場塌映腔及涌諒出物的種分析結(jié)簽合稻地質(zhì)賤雷達捉和裳TSP皮20意3將探測結(jié)和果，分貸析該涌梁水段為忙斷層破炊碎帶，赤局部有陷溶蝕現(xiàn)餃象，圍餃巖破碎側(cè)，粘結(jié)伴力差，喪長度劇在教30突m收左右。倉4奴躲突水坍辱塌原因碗分析文該區(qū)段膛東至小聚江標高避低于長途江庫區(qū)組水位以尊下，而杜小江為膀該區(qū)最須低排泄水基準面助，故從靠隧道的窮左側(cè)補混給的可喇能性小缸。隧道匹以西至帆分水，艙巴東組模在三正可鎮(zhèn)深埋販，地表允未見出干露，屬告于鐵峰誕山背斜搭。再向炕西巴東肚組又漸執(zhí)漸出露灣地表，馳屬于黃所泥塘背選斜，由各于其標依高較高奇，可能查從該側(cè)貢沿巖溶隔通道向歐東補給藍。從區(qū)血域上看塵，該區(qū)賀山脈自健西向東話北延伸機，地下漏水主要斗向北東半方向流鬼動，因販此，隧活道動態(tài)冠水來源邁主要應快在隧道撥以西。只從各種益資料分絹析，該挨涌水為雁斷層或談破碎帶劉水，受遺遠方地真下巖溶崇暗河水盟補給，章補給范冠圍甚遠在可能在酒分水至糠梁巷平或墊笑江一帶很的黃泥齒塘背斜其巖溶系杰統(tǒng)；在撲該區(qū)存拴在較大澡的地下孔巖溶系輝統(tǒng)，儲門水量大與，水源篇補給充買足。拌塌方段和地處背階斜南東誓翼直立謙倒轉(zhuǎn)帶迎，地表痛為一匯群水區(qū)域分，隧道擔通過基歲巖為三欣疊系中桂統(tǒng)巴東逮組三段課灰色黃提灰色薄鬧層灰?guī)r竭夾少量津泥質(zhì)白著云巖及凡石膏、姑硬石膏嶺互層，拴局部發(fā)巖育巖溶碰小孔穴孫，灰?guī)r麻呈塊狀搏鑲嵌狀渾構(gòu)造，林三疊系朽灰?guī)r、陰白云巖購在地質(zhì)鉛構(gòu)造應喘力作用塵下層面眼之間多題產(chǎn)生滑據(jù)移破裂套面，在災地下水斧的強烈伶溶蝕下瞇極易形欠成溶隙咬，且三牽疊系石維灰?guī)r中習的石膏放互層溶同蝕后形也成溶塌頌角礫層繁，該層端可發(fā)育雜溶洞、畫溶飾帶值等。開跑挖揭示篇此段為該斷層溶防蝕破碎始帶，坍蓮塌體呈攜碎屑角姑礫狀，巧巖塊中坊夾有石艱膏細脈廈，圍巖蛙極為破叮碎。同嬌時，大垂量的、霸高壓力羅的地下濟水作用棍是造成辨隧道塌袍方的根優(yōu)本原因先。微5參應對措射施蛋根據(jù)地建質(zhì)雷達裕及陰TSP晶203膀探測，抱在涌水劑段發(fā)育顧一層間丘滑動逆權(quán)沖斷層箏，具有釣擠壓扭段曲性，喜層面發(fā)塔育不均慈勻溶蝕信，未發(fā)穿現(xiàn)溶洞新，巖層攝破碎灘,弓水源補醫(yī)給豐富套。由于頃工期緊擴，涌水抓段巖層使相對較晶穩(wěn)定，嘉對坍腔缺處理后寒，在掌哄子面鉆豆設(shè)超前魯?shù)刭|(zhì)探鉆孔，未腔發(fā)現(xiàn)大揚的涌水器，躬水量基斥本保持肅穩(wěn)定，微水質(zhì)清蘿澈，并顏且該段骨為順坡病施工，喚施工排恒水通暢老，根據(jù)煩工期、綱造價等股綜合因立素考慮警，圍決定先薦對塌方無后部處裳理然后福采取先撞排水然拜后在小已導管強衡支護下懲開挖通森過。開填挖通過而后，對侄涌水在阻作進一鄉(xiāng)步處理帆，處理填的原則忘是瞞“塑以堵為伶主，堵探排結(jié)合笑，限量鄰排放，友保護環(huán)向境楚”稅。幸5族．盛1說開挖通脆過鹽由于該綢段涌水裕大，巖妻體破碎扭，為了嚇保證安殊全地通享過涌水變段，施陡工中嚴那格遵解循贈“戲先排水番，弱（雖不）爆扎破，短讓進尺，粘管超前斗，嚴注窩漿，強籮支護，徐早封閉細，勤量夠測步”跡的施工盟要點。榮涌水段側(cè)施工工邪藝見饒圖肢2似。政圖花2澡乳施工工晃藝堅（昆1蒸）先排配水。由斧于此段子涌水量版較大且冷有一定巴的壓力辯，為了哥減少施押工中水香的影響安，采取掃開挖前暮在隧道墳掌子面閥鉆設(shè)地帝質(zhì)探孔飛兼做排制水孔，干開挖過狂程中在雜側(cè)邊墻修專設(shè)超頓前排水乒孔等措東施，探走放前方通涌水。堂（辣2借）咸少擾動疲。由于容該段巖腥體破碎泥，開挖擠嚴格按嫂照多打臭眼、少臘裝藥、虛短進尺亞、弱爆芹破的原變則進行托，在開爬挖中采梳用不爆診破或弱傍爆破，場盡量采鉆用機械黑開挖，檔以減少罪對圍巖蛋的擾動剝，步（印3落）短進糞尺。根靜據(jù)涌水廣及開挖顏情況，綁嚴格控環(huán)制開挖呀進尺，六采取一讀次循環(huán)鵲進尺進為躬0.6導m侍，支護蠢緊跟作勁業(yè)面，定縮短圍慢巖松弛站時間及伸開挖面梳的裸露績風化時榴間，以紛防止坍纏塌，切批忌盲目畢冒進。萄（瞎4但）底強支護牧。在圍默巖破碎卷涌水坍茶塌段，破及時控段制圍巖蜻的變形批是相當滔重要的俊，這里低采取強示支護措繳施來控搭制圍巖巧變形。較開挖前椅對拱頂艷采用超消前小導撕管支護讀。小導帶管布置這在拱傻頂駛12青0捕度范圍度內(nèi)，雙填層施作泉，底層擠采辱用班3.5棵m犧長斃Ф能4嫁2擇注漿小故導管，乖外插糠角排5窗～氧10裕o翻；上層靈采原用訓6曾m軌長祖Ф猴4產(chǎn)2雕注漿小捎導管，帥外插忠角愿60蔬o宏，環(huán)向買間桂距奇30c鑒m辟。小導籃管每循擊環(huán)悄1.2堂m秘，并通常過小導陰管進行插注漿加強固。注參漿方式肆按照采熟取全孔悲一次注束漿方式瘡進行。智注漿材認料采用兄普通水輩泥單液威注漿，盼在出水緒較大部通位或漏釘漿嚴重往部位采帝用水泥屯－水玻涉璃雙液劃漿。漿渡液配比遼：單液營漿配合換比戀W:嚴C焦＝券0.8自:榴1鮮，雙液巾漿譯W:蜜C浴＝然0.8棟:鑼1橡，哭C:S組=1:升1梢，水玻氣璃濃按度覺3馳0鋸～辦35碰o潔B皺e馳’去，注漿廈終壓只為繡2居～陵3MP湯a托。豆（艱5題）早封漲閉。開思挖完成透后，先夠?qū)﹂_挖惜的圍巖爹表面初彈噴一柴層差3c擠m拍厚披的痛C2夢0促混凝土像，以封冤閉圍巖譜，以防舉圍巖暴海露時間妖過長影水響施工鞭安全。畫初噴混蕩凝土后睡，采桶用掠20谷b田工字鋼阻環(huán)向支賤撐，縱辯向相鄰船兩榀間右距較為效60c晌m熊，為增撥加拱架鬼穩(wěn)定性蛙，相鄰謠兩榀拱炮架間采甲用擴ф綠2喂2刷鋼筋縱垃向連接杠，環(huán)向給間距假為泳1繡m獵內(nèi)外側(cè)平雙層交告錯布置取。掏（陳6志）勤量肯測。在爬處理坍狠方和進悉行開挖鴿時，及鞏時埋設(shè)古觀測點魄，對特懇殊段加綁密觀測勤點。監(jiān)自測圍巖涉在開挖意過程中欣的圍巖句變形情驚況及引敲起的支干護結(jié)構(gòu)硬的變化登趨勢?？聘鶕?jù)觀銹測的數(shù)津據(jù)可以粗確定結(jié)懇構(gòu)的安騰全與否漢，并可旋以及時認調(diào)整支嗎護參數(shù)秀。歉5辱．緒2曾注漿堵疤水纏5蘭．笛2.1縫獲徑向注漲漿蘇由于該馬段巖層栽極為破裕碎，水蕉力聯(lián)系桐明顯，爆為了提墨高圍巖硬的整體杯承載能酸力和抗?jié)姖B性能現(xiàn)，保證哪結(jié)構(gòu)安艙全，首劣先要對姓左右線五涌水破弓碎段實趣施徑向超注漿加中固，提毯高圍巖膚的抗壓辱阻水能盲力。徑可向注漿葬設(shè)計見隊圖庫3采，設(shè)計榆參數(shù)見喇表梁2慨所示。饑5機．獻2.2魄底部注佩漿慌從開挖漁后涌水請破碎段軍隧底出特水情況叮，并結(jié)榨合地質(zhì)竊雷達探凳測，在照底板盜5鉛～姻6撲米深度飛范圍內(nèi)燦有一異雅常反射杏面，推念測為一哄含水層嘩，為防尤止注漿嗚堵水后交壓力上魂升引起披底板鼓煎起、開先裂出水飛，確保飾仰拱的黑安全開雄挖，必牌須對涌婆水段破某碎段底鐘部進行棋注漿加饑固。底矩部注漿乏加固見縮設(shè)計念圖駛4果，設(shè)計間參數(shù)如鎮(zhèn)表溝2鍵所示，珠注漿由唯大里程殺向小里嬌程施工槽，根據(jù)擠鉆孔出膀水情況汽可適當杏調(diào)整布墊孔參數(shù)宏。農(nóng)圖斧3臨貸納徑向注兵漿設(shè)計宰圖削灘炒頭頭必靠霞潑圖菊4期驚任底部注脂漿設(shè)計問圖將表寬2做答麗冒徑向注甚漿及底貌部注漿為設(shè)計參進數(shù)表星參數(shù)名產(chǎn)稱殿參數(shù)值值注漿類搞型微徑向注紙漿本底部注脈漿篩加固范砍圍息開挖輪淘廓線裂外派8m智底板及醬開挖輪癢廓線定外杜8m垃布孔參舒數(shù)深環(huán)向祥1.5昏m聚1.5旺m案縱向康2.0擇m優(yōu)2.0熱m臘鉆孔直綿徑讀開顫孔領(lǐng)Φ水75m墾m瞞，終濱孔芒Φ卸65m示m頸布孔方獵式遇梅花型謙布置嬌注漿方澆式轟全孔一避次性注吩漿辣注漿終暖壓象3.0搬MPa嘩5扭．謠2.3即許頂水注敘漿治底部注傭漿滿足索設(shè)計要挽求后則凝進行仰儲拱開挖水，待仰取拱及鋪旬底結(jié)束斤后，當文局部水虜量仍比靜較大，練不能滿偵足限量基排放標害準時，矛則需對居涌水點納進行頂盜水注漿勞施工。軟頂水注董漿是通購過地質(zhì)府鉆機在暫涌點附溫近鉆設(shè)縫引水孔乓，鉆孔隸至啄3m監(jiān)則進行局孔口管槐安設(shè)和福固結(jié)，啟為防止欺發(fā)生大項的涌水爹孔口管喚應安設(shè)壇閘閥，緊并采取速鋼筋將揮孔口管時與圍巖肌緊密錨爭固，再搶通過孔幸口管繼番續(xù)鉆孔寫，穿過建透水巖糠層將水標從孔口飲管引出行，通過鑼孔口管虎進行逆視水頂水掙注漿封離堵。頂覺水注漿搜以壓力狼控制為信結(jié)束標轎準，注甲漿終壓賊4.0原MPa弓。甜6備.丟小結(jié)失（講1殖）在山宜區(qū)丘陵薪地帶，喊修建高耽速公路擦隧道應征根據(jù)隧浮道地質(zhì)圍條件采狗取