火成巖性隧道群高壓富水段關(guān)鍵施工技術(shù)

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1、火成巖區(qū)深埋性隧道群高壓富水段機(jī)理分析及相應(yīng)關(guān)鍵施工技術(shù)1引言火成巖性隧道群高壓富水段關(guān)鍵施工技術(shù)的研究與應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)上，安全上，后期運(yùn)營上及環(huán)保、民生上都具有重大的經(jīng)濟(jì)成本意義，安全質(zhì)量意義，社會(huì)責(zé)任意義。1）經(jīng)濟(jì)合理性的要求由于長大山嶺隧道穿過不同的地質(zhì)單元體，從而不可避免地會(huì)遇到各類涌水，突泥，巖爆，瓦斯，斷層，溶洞等儲(chǔ)多不良地質(zhì)。尤以隧道涌水最為普遍和嚴(yán)重，近年來每開挖一方，抽排水成本要占到4%~5%，有的甚至要抽排幾十噸水才能開挖一方，如果是長大反坡，抽水成本更要上升到10%~20%，要達(dá)到開每挖一方抽水70噸。因此選用正確的堵排施工技術(shù)

2、措施是高壓富水隧道經(jīng)濟(jì)合理性的關(guān)鍵。2）隧道施工安全的保障隧道開挖，使地下水的排泄有了新的通道，破壞了原有的補(bǔ)給排泄循環(huán)系統(tǒng)的平衡，加速了徑流循環(huán)，也加劇了地下水對巖體的改造作用。特別是圍巖等級較低，或有結(jié)構(gòu)面存在時(shí)，在富水條件下使隧道失穩(wěn)。主要原因在于：隧道開挖引起圍巖結(jié)構(gòu)的破壞，裂隙水滲透的靜水壓力和動(dòng)水壓力使圍巖的裂隙擴(kuò)張，動(dòng)水壓力引起的土顆粒轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致巖體滲透系數(shù)和空隙率的增大，使巖體的給水，透水能力增加，貯水能力降低。對于深埋隧道來講，由于水頭壓力高，這種力學(xué)改造的作用更為明顯，因此在裂隙水連續(xù)性被破壞的情況下，必然導(dǎo)致裂隙水不斷流入隧道

3、，如不及時(shí)采取措施，在動(dòng)水壓力下，必然會(huì)造成突水、突泥及隧道塌坍。因此正確的注漿施工方案是隧道施工安全的可靠保障。3）隧道施工運(yùn)營的“百年大計(jì)”基礎(chǔ)無論是隧道工程、橋梁工程和路基工程，都存在工程干擾力，巖體地應(yīng)力及地下水滲透力之間的相互影響，相互作用，相互耦合。據(jù)統(tǒng)計(jì)90%以上的邊坡失穩(wěn)與地下水滲透有關(guān)，60%以上的隧道塌方事故與水的作用有關(guān)，30~40%的水電工程大壩失事是由滲透作用引起的。因此合理的注漿、引排、降壓、釋能等施工技術(shù)措施是施工中不會(huì)發(fā)生災(zāi)難性事故，隧道在后期的運(yùn)營中不會(huì)發(fā)生大病害的可靠基礎(chǔ)。4）隧址區(qū)域地表的環(huán)保和民生保護(hù)強(qiáng)抽強(qiáng)排

4、造成的環(huán)境后果：⑴造成地下水位大幅下降，破壞地表植被及農(nóng)作物，給當(dāng)?shù)厝诵箫嬎畮砭薮罄щy。⑵地表破壞，形成大的塌陷。⑶破壞地下水資源，水源流失，水質(zhì)惡化。因此正確的高壓富水段的施工技術(shù)措施是防止對當(dāng)?shù)丨h(huán)保和民生破壞的重要保護(hù)。2工程及地質(zhì)水文概況2.1向莆鐵路FJ-5B標(biāo)山嶺隧道群工程概況中鐵二局施工FJ-5B標(biāo)段工程工程位于福州市永泰縣境內(nèi)；標(biāo)段全長30.322km，包含7座正線隧道、4座斜井及1座平導(dǎo)，隧道正線總長27.05km（雙洞隧道僅計(jì)左線長度），占標(biāo)段總長的89.2%，斜井及平導(dǎo)總長11.18km，累計(jì)隧道長度48.2km。高蓋山隧道和

5、金瓜山隧道為全線控制性重點(diǎn)工程。高蓋山隧道長17587m（右線17605m），我部施工進(jìn)口段9882m(右線9898m)及3座斜井；金瓜山隧道長14097m，我部施工進(jìn)口段7106m及斜井和平導(dǎo)。此外洋門隧道長6339m，我部施工出口3169m。南洋隧道長4053m，梨壁山隧道1133m，南洋2#隧道602m，下樓隧道1175m，由我部施工。2.2自然地理概況2.2.1氣象特征福建省福州市永泰縣由于受地形影響,全縣各地氣溫懸殊較大，實(shí)測多年平均氣溫為15℃～19.5℃,極端最高氣溫為40.9℃,極端最低氣溫為5.4℃，而高山地區(qū)的蓋洋、盤谷往往出現(xiàn)

6、更低值。實(shí)測多年平均風(fēng)速1.3～2.1m/s，最大風(fēng)速20m/s。流域內(nèi)多年平均降雨量1600mm，年徑流深975mm，不但年際間變化較大，而且年內(nèi)分配亦不均勻，據(jù)統(tǒng)計(jì)4－9月的降雨量占全年的73.7%。本區(qū)域氣象災(zāi)害較頻繁，沿海地區(qū)主要為臺(tái)風(fēng)侵襲（可產(chǎn)生大風(fēng)、雷暴、強(qiáng)降雨、風(fēng)暴潮等）。2.2.2地質(zhì)情況標(biāo)段內(nèi)地質(zhì)以侏羅系上統(tǒng)－白堊系下統(tǒng)的凝灰?guī)r、凝灰熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r為主，中仙附近出露二疊系、侏羅系的砂巖、砂礫巖、粉砂巖、泥質(zhì)砂巖及煤層、煤線，零星出露燕山期花崗巖和三疊系砂巖、砂礫巖。剝蝕中、低山區(qū)構(gòu)造發(fā)育，受構(gòu)造影響，巖體節(jié)理、裂隙較發(fā)育；沿線大

7、量分布火山巖脆性巖石，局部存在危巖、崩坍、落石、錯(cuò)落以及由于崩坍或沖洪積形成的堆積體等不良地質(zhì)。濱海平原和沖積階地主要為第四系全新統(tǒng)覆蓋，最大厚度超過50m，為沖積、海積或混合型成因，巖性以淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、黏土、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、中粗砂、卵礫石為主，下伏南園組凝灰?guī)r和燕山期花崗巖。黏性土軟塑至流塑狀，具有高壓縮性和低承載力等特點(diǎn)，部分砂類土具振動(dòng)液化、軟土具有震陷特性，土層工程地質(zhì)條件差。2.2.3水文地質(zhì)特征沿線地下水類型主要有孔隙潛水、基巖裂隙水，局部地段存在巖溶水；第四系砂、卵、礫石類土為主要賦水層。除第四系沖洪積層孔隙潛水、巖溶水、斷層

8、帶裂隙水較發(fā)育外，一般地下水不發(fā)育。永泰境內(nèi)的地表水絕大部分有溶出型弱－中等侵蝕性，地下水均有溶出型弱侵蝕性，局部地段還具