宜萬鐵路馬鹿箐隧道高壓富水巖溶治理技術(shù)

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1、宜萬鐵路馬鹿箐隧道高壓富水巖溶治理技術(shù)現(xiàn)代隧道技術(shù)(增刊)MaDERNnJNN日jjNGTECHNOLOGY文章編號(hào)：1009--6582(2009)S1-0229-09楊兵(中鐵十一局集團(tuán)公司，武漢430071)摘要巖溶災(zāi)害嚴(yán)重危及隧道施工的安全，影響施工的進(jìn)度，是目前國(guó)內(nèi)外隧道建設(shè)面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。文章首先對(duì)馬鹿箐隧道歷次涌突水特征進(jìn)行了分析，主要闡述了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)、水文觀測(cè)、反坡追排水清淤技術(shù)和泄水釋能工法等技術(shù)在+978溶腔的巖溶水處治中的應(yīng)用；最后對(duì)溶腔揭示后隧道跨越溶腔段的工程處治措施進(jìn)行了詳細(xì)介紹。馬鹿箐巖溶隧道成功的施工經(jīng)驗(yàn)，為今后類似隧道工程中大體量高壓富水隱伏

2、巖溶問題的處理提供參考和借鑒。關(guān)鍵詞隧道巖溶突水超前預(yù)報(bào)帷幕注漿中圖分類號(hào)：U453．6+l文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1概述1．1工程概況中鐵十一局承建的馬鹿箐隧道位于宜萬鐵路八座一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道前列，地質(zhì)極為復(fù)雜，地下暗河、巖溶高壓富水溶腔等不良地質(zhì)廣布。多次遭遇巖溶溶腔特大型突泥突水，為目前世界鐵路建設(shè)史上瞬間突涌水量最大的隧道．其工程艱巨程度、工程施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)之大實(shí)屬罕見，其建設(shè)被稱為“世界級(jí)難題”．受到國(guó)內(nèi)外工程界的高度關(guān)注。馬鹿箐隧道為雙線隧道。I線隧道全長(zhǎng)7879m。I線左側(cè)30m處設(shè)置全長(zhǎng)為7850m的平行導(dǎo)洞。增建的Ⅱ線隧道為平導(dǎo)擴(kuò)挖而成，全長(zhǎng)7836m，自進(jìn)口至出口為連續(xù)上坡?？v

3、坡為15．3％0。為了保證施工和運(yùn)營(yíng)期間的安全。經(jīng)相關(guān)單位多方論證，在隧道進(jìn)口位于Ⅱ線左側(cè)20m設(shè)置長(zhǎng)4701m泄水洞一座，泄水洞與平導(dǎo)間增設(shè)泄水支洞，用以排放+978溶腔水。1．2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)1．2．1工程地質(zhì)馬鹿箐隧道地處鄂西南喀斯特高原，為新華夏構(gòu)造的溶蝕侵蝕中高山區(qū)地貌¨I。分布的地層主要有二疊系(Piq、P1m、P2w、P筘)、三疊系(T1d、町)的碳酸鹽巖地層。隧道處于金子山復(fù)向斜中的四方洞向斜的南東翼，呈單斜構(gòu)造，巖層傾角平緩，一般50～150。隧道區(qū)未見明顯斷裂構(gòu)造，主要發(fā)育兩組節(jié)理：一組產(chǎn)狀3000一3400／800～90。．另一組產(chǎn)狀210。一2700／_600

4、～800。前者為縱張節(jié)理，后者為橫張節(jié)理，這兩組節(jié)理對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育有較明顯的控制。1．2．2水文地質(zhì)隧道穿越碳酸鹽巖地區(qū)，地表巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，斷層、漏斗、落水洞、地下暗河、溶洞、溶槽、溶管星羅棋布，處在小溪河暗河系統(tǒng)的箐口暗河子系統(tǒng)中，巖溶管道、溶隙與上部暗河構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。巖溶水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜。箐口暗河子系統(tǒng)由東部云霧山臺(tái)原和斜坡補(bǔ)給區(qū)來水，通過鳥臘河、小馬灘河明流和相應(yīng)的地下充水管道(暗河)匯入涼風(fēng)洞，沿層面、節(jié)理裂隙至龍?zhí)?、蝌螞口。地下水總體形成向西北方向運(yùn)移匯集的流態(tài)。隧道地區(qū)暗河系統(tǒng)四通八達(dá)．隧道穿越油竹一垮巖灣暗河及小溪河地下河系統(tǒng)中的箐口子系統(tǒng)中修改稿返回日期：200

5、9．07—30作者簡(jiǎn)介：楊兵(1974-)。男．高級(jí)工程師。主要從事隧道及地下工程的施工技術(shù)管理T作。E-maihZtIlyangb@163．cOffl．第46卷(增刊1)。2009年9月出版蠹2囊V01．46(SI)。Sep．2009現(xiàn)代隧道技術(shù)(增刊)鬻DERNTUNNELLING宜萬鐵路馬鹿箐隧道高壓富水巖溶治理技術(shù)CHNOLOGYTE‘山7。Ⅳ、’可—7仟。一。q喝1’J一田’4’用’礦¨。】^’‘’的多個(gè)分支暗河，共發(fā)育5條暗河系統(tǒng)，對(duì)隧道有直接影響的暗河系統(tǒng)有兩條：一條為進(jìn)口附近隧道上方約32m的油竹一跨巖灣暗河系統(tǒng)：另一條為小馬灘暗河系統(tǒng)，高于隧道上方148m。+978特大

6、型富水溶腔處于涼風(fēng)洞一小馬灘暗河系統(tǒng)。據(jù)地表暗河出露口龍?zhí)?、蝌螞口水文點(diǎn)長(zhǎng)期觀測(cè)資料。蝌螞口暗河系統(tǒng)巖溶水的流量動(dòng)態(tài)與降雨關(guān)系密切．對(duì)降雨的反應(yīng)較敏感，一般在中、大雨的第2天，地下水流量明顯增長(zhǎng)，第4天達(dá)到峰值。反映了巖溶水系統(tǒng)補(bǔ)給條件良好。徑流途徑較長(zhǎng)，徑流較通暢(圖1)。1．2．3工程難點(diǎn)圖l馬鹿箐隧道暗河示意隧道從+978高壓富水溶腔管道底部的溶腔充填物中穿越。由于降雨的間歇性、降雨組合強(qiáng)度的變化．溶腔充填物在地下水流的作用下時(shí)而疏通，時(shí)而淤積，形成反復(fù)突(涌)水現(xiàn)象。如何化解突涌水的風(fēng)險(xiǎn)、突破+978溶腔是本隧道的工程重難點(diǎn)。2PDK255+978巖溶水突涌情況2．1歷次突涌水情

7、況2006年1月21日，出口平導(dǎo)掘進(jìn)至PDK255+978．遭遇中國(guó)鐵路建設(shè)史上前所未有的特大突水地質(zhì)災(zāi)害。之后又發(fā)生了18次特大涌水事故。具體如表l所示。2．2歷次突水分析得出的結(jié)論(1)“+978溶腔”巖溶水主要通過管道徑流至溶腔，巖溶水在匯集過程中除在“+978溶腔”附近產(chǎn)生聚集外．在“+978溶腔”外巖溶發(fā)育部位也可能產(chǎn)生聚集；由于降雨的間歇性、降雨組合強(qiáng)度的變化，苧竺堂!塑型!!!墊竺!竺星堂璧V01．46(S1)，Sep