武隆隧道巖溶暗河整治方案探討

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1、武隆隧道巖溶暗河整治方案探討武隆隧道巖溶暗河整治方案探討摘?要?文章介紹了渝懷線武隆隧道施工中揭示的巖溶暗河及水文地質(zhì)情況，結(jié)合巖溶暗河整治方案的研究，分析了巖溶對(duì)隧道工程的影響，并對(duì)隧道內(nèi)巖溶暗河的整治及充填巖溶段的隧道施工方法進(jìn)行了探討?！　￡P(guān)鍵詞?隧道工程?巖溶暗河?整治???　　1?引?言　　隨著生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，巖溶地區(qū)工程建筑日益增多，所遇到的巖溶工程問題也日趨迫切，特別是在巖溶地區(qū)修建鐵路，如果沒有對(duì)巖溶發(fā)育特征進(jìn)行研究，沒有適當(dāng)采取措施，往往在施工和運(yùn)營(yíng)時(shí)會(huì)發(fā)生許多事故，甚至嚴(yán)重危害鐵路運(yùn)營(yíng)。巖溶對(duì)隧道工程的主要危害是：

2、洞害(大型空溶洞影響隧道施工)；水害(危害施工安全及運(yùn)營(yíng)安全、地表失水影響生態(tài)環(huán)境)；巖溶充填物(隧道基底軟弱，施工易突泥、坍塌等)；洞頂?shù)乇硭莸取！　≡诮ǖ挠鍛丫€武隆隧道，全長(zhǎng)9418m，隧道中部穿過可溶巖地層長(zhǎng)度達(dá)3800m，在施工中先后揭示多處巖溶暗河，在雨洪期巖溶水涌人隧道，給施工造成極大損失和危害。本文將結(jié)合武隆隧道巖溶情況，對(duì)巖溶水調(diào)查及治理措施進(jìn)行探討。?　　2?巖溶及水文地質(zhì)情況　　2．1?巖?溶　　武隆隧道位于烏江右岸，隧道洞身通過地層巖性多為三疊系T1j、T1f灰?guī)r夾白云巖，以及二疊系P2c、P2w、P1m、P1

3、q+l灰?guī)r，地表巖溶形態(tài)十分豐富，并分布有溶溝溶槽、落水洞、漏斗、洼地等地質(zhì)形態(tài)。烏江邊出露四個(gè)主要巖溶泉點(diǎn)，巖溶地下水較為豐富?！　∷淼乐胁繖M洞工區(qū)向出口方向施工中，先后揭示4處較大規(guī)模巖溶地層。2#、3#暗河間210m隧道均在溶洞充填物中通過，充填物為碎石土、塊石土，隧底以下充填深度一般為6～8m，局部地段深度達(dá)20m。?　　2．2?水文地質(zhì)　　隧道位于烏江右岸坡腳處，距烏江邊1000m左右。該段烏江為峽谷地段，烏江兩岸多為陡崖。陡崖頂上線路左側(cè)見兩級(jí)巖溶平臺(tái)，第一級(jí)巖溶平臺(tái)高程為1100～1400m，第二級(jí)巖溶平臺(tái)高程為1600

4、～1800m。這兩級(jí)巖溶平臺(tái)面積較大，第一級(jí)平臺(tái)面積為42km2，第二級(jí)平臺(tái)面積為77km2，其上分布有眾多的巖溶洼地、漏斗、落水洞等，是巖溶水的主要補(bǔ)給區(qū)。隧道位于第一級(jí)巖溶平臺(tái)向?yàn)踅判沟呐判箙^(qū)附近，隧道高程與地下水高程相近，因此隧道揭露多處暗河、充填溶洞，雨季時(shí)隧道涌水量較大?！　『橛昙竟?jié)隧道內(nèi)2#、3#巖溶暗河發(fā)生多次涌水，且兩溶洞之間隧道內(nèi)存在多處涌水點(diǎn)，其中2002年6月20日的涌水量達(dá)138X104m3/d；經(jīng)過一個(gè)雨季，隨著巖溶管道的疏通，最大涌水量達(dá)718.6×104m3/d。1#溶洞常年有流水，洪雨季節(jié)流量顯著增加

5、，并漫入坑道內(nèi)?！　??巖溶對(duì)隧道工程的影響　　3．1?巖溶水的危害　　在鐵路和公路隧道建設(shè)中，由巖溶水引起的一系列災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，對(duì)近年灰?guī)r地層隧道統(tǒng)計(jì)分析表明，約有80％的隧道遇到不同程度的巖溶涌水問題。巖溶突水、涌泥會(huì)給隧道施工帶來淹沒坑道、毀壞機(jī)具等危害，甚至造成人員傷亡、中斷施工、延誤工期、增加造價(jià)，如南嶺隧道、大瑤山隧道、梅花山隧道等施工期間都遭到了突、涌水災(zāi)害?！　r溶突水、涌泥砂，將造成地表塌陷、沉降變形，嚴(yán)重影響地面建筑物安全，使地下水位下降，影響周圍生態(tài)環(huán)境。如大瑤山隧道從施工到運(yùn)營(yíng)，地面先后發(fā)生陷坑數(shù)百個(gè)，涉及范圍

6、大至幾平方公里，甚至于運(yùn)營(yíng)期間隧道內(nèi)涌砂，中斷行車。　　在建的武隆隧道施工揭示1#～3#巖溶暗河后，2002年雨季先后出現(xiàn)6次較大涌水，造成洞口施工場(chǎng)地被毀，施工風(fēng)機(jī)、充電房被沖人烏江，洞內(nèi)裝碴設(shè)備受損，施工中斷近兩個(gè)月；2003年雨季以來，溶洞段多次涌水，其最大涌水量較上一個(gè)雨季時(shí)成倍增加，造成洞口場(chǎng)地再次被沖毀，礦車等設(shè)備被沖至烏江邊，施工嚴(yán)重受阻，施工進(jìn)度受到影響。?　　3．2?充填溶洞對(duì)隧道工程的影響　　由于充填溶洞的力學(xué)性能較差，在充填溶洞地層中施工時(shí)，極易造成坍塌，危及施工安全；對(duì)隧道結(jié)構(gòu)而言，由于圍巖自承能力差，襯砌及支

7、護(hù)易開裂、破壞；隧道基底位于充填物中，可能產(chǎn)生沉降，造成結(jié)構(gòu)物限界不足，危及行車安全。?　　4?巖溶水整治方案　　4．1?巖溶水整治原則　　按《隧規(guī)》要求，鐵路隧道防排水必須遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。而巖溶地區(qū)的地下水為巖溶暗河管道水及巖溶裂隙水，一般情況下，除對(duì)周邊地表環(huán)境有特殊要求的采用?堵水措施外，其它情況宜采用防、排、截等措施。這是由于巖溶及巖溶水的發(fā)育在宏觀上有一定的規(guī)律性，但從微觀上有許多不確定性，因此造成堵水困難、代價(jià)高、風(fēng)險(xiǎn)大、效益相對(duì)較差。巖溶暗河管道水具有自然的排泄通道，隧道施工揭示巖溶

8、暗河管道水僅改變其排泄途徑，對(duì)地表的影響甚微，筆者認(rèn)為對(duì)揭示的暗河管道水應(yīng)按引排或截堵的原則處理。根據(jù)武隆隧道揭示的1#～3#巖溶暗河的水文地質(zhì)條件，其上源兩極平臺(tái)面積較大，采取截堵措施是不現(xiàn)實(shí)的，可采用以排為主的原則對(duì)