铁路复杂岩溶隧道施工地质工作方法.ppt
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1、铁路复杂岩溶隧道施工地质工作方法内容提要宜万铁路隧道概况宜万铁路隧道概况隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况岩溶隧道施工地质工作内容岩溶隧道施工地质工作内容岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级常用岩溶隧道地质预报方法常用岩溶隧道地质预报方法地质预报技术管理及成果应用地质预报技术管理及成果应用结语结语宜万铁路隧道概况宜万铁路隧道概况宜昌至万州铁路全长377公里,共有159座隧道(含线和线),总长338km,其中线有226km隧道,隧线比达60%。其地形、地质条件之复杂集西南山区铁路之大成,建设条件之艰、难、险居我国铁路历史之最,特别是长大隧道穿越地区岩溶发育规模、多样
2、性、突水突泥的风险程度及工程处理难度为国内外罕见,工程之艰巨、施工风险之大、环境压力之突出均属于世界级难题。全线70%隧道位于岩溶发育区,共有8座级风险隧道,26座级风险隧道。隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况-五爪观隧道五爪观隧道五爪观暗河大厅段处理工程照片岩溶大厅宽120m,纵向长71m,洞内岩堆高耸,发育有石笋、钟乳石等,水流湍急,隧道洞身位于暗河堆积层中。隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况-五爪观隧道五爪观隧道野三关隧道I线全长13833m,II线全长13796m,为全线最长隧道,最大埋深684m,纵坡为人字坡;在DK125+100左侧设置长1844.5m的无轨运输斜井,出口线左侧设置长5
3、250m的排水洞。最大的问题是通过6条暗河,中部发育一大溶腔,与3#暗河连通。隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况野三关隧道野三关隧道隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况野三关隧道野三关隧道DK124+602溶腔段平面示意图溶腔涌出物隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况大支坪隧道大支坪隧道大支坪隧道全长8775米,最大埋深495米,纵坡为人字坡。进口段线右侧设置长5900m的排水洞。最复杂岩溶地质地段为DK132+990处大型充水(泥)溶腔。隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况大支坪隧道大支坪隧道DK132+990溶腔段平面示意图隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况大支坪隧道大支坪隧道DK132DK1329909
4、90溶腔充填砂溶腔充填砂夹夹卵卵砾砾石石隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况大支坪隧道大支坪隧道2008年4月30日,该隧道进口工区DK132914发生突水突泥,持续约10分钟,突水7000m3,突泥至掌子面后方约200m处,掌子面涌泥砂高度3m,涌泥砂量约3000m3。马鹿箐隧道全长7879m,最大埋深660m,15.3单面上坡。在进口线左侧20m处设长4695m的泄水洞。隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况马鹿箐隧道马鹿箐隧道马鹿箐隧道1.21突水事故隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况马鹿箐隧道马鹿箐隧道溶腔纵向长1747m(线47m、线25m、泄水洞17m),横向宽大于55m,向下发育至隧底以下约
5、50 m,向上发育至拱顶以上25m,溶腔充填淤泥质黏土夹块石,碎石。链接进口涌水录像(03-1)马鹿箐隧道进口泄水洞5-10突水录像.MPGPDK255+978大型富水充填溶腔隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况马鹿箐隧道马鹿箐隧道马鹿箐隧道曾发生“4.11”、“4.19”、“5.10”、“5.23”、“5.26”、“6.12”、“6.18”、“6.20”、“6.21”、“7.03”、“7.04”等多次突水突泥,携带溶腔突出物主要为块石、碎石及淤泥混合物,经初步估算,突出物淤积线正洞约450m,线正洞约1070m。马鹿箐隧道978溶腔照片隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况齐岳山隧道齐岳山隧道齐岳山隧
6、道全长10528m,为单面下坡。在隧道左侧30m设置贯通的平行导坑,右侧设斜井,长752m,隧道区共发育15条断层,进口工区为岩溶极发育区,其中F11断层规模大、水头高、水压大、岩体破碎,是全线施工最困难的地段之一。隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况齐岳山隧道齐岳山隧道断层充填的砾石从钻孔涌出隧道岩溶发育情况隧道岩溶发育情况齐岳山隧道齐岳山隧道齐岳山隧道涌水录像齐岳山隧道涌水录像齐岳山进口平导PDK363+537突水排水资料(幻灯片用.mpg(05)齐岳山隧道出口F11断层(PDK365+335)超前探孔涌水录像.MPG岩溶隧道施工地质工作内容岩溶隧道施工地质工作内容宜万铁路自2003年2009
7、年建设期间,通过认真开展施工地质工作,及时预测预报掌子面前方的地质情况,采取针对性的防灾措施,避免了多次大规模的突泥突水地质灾害,为深埋复杂岩溶隧道的施工探索出一条行之有效的技术管理方法。岩溶隧道施工地质工作内容主要包括:超前地质预报、施工围岩分级及稳定性评价、隧底及周边岩溶探查、灾害评估及防治工程措施建议、竣工图及报告等内容。岩溶隧道施工地质工作内容岩溶隧道施工地质工作内容施工地质内容纲要岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级为方便岩溶隧道的建设管理,突出重点,把握关键,需要对岩溶隧道进行施工地质分级和超前预报分级。A级:可能发生重大地质灾害的地段,如可能遭遇大
8、型暗河系统,发育重大软弱、富水、导水性良好的断层;存在重大物探异常;可能发生大特大型突水突泥;并可能诱发重大环境地质灾害的地段。B级:主要针对可能发生中小型突水突泥地段,存在较大物探异常、断裂带等地段。C级:主要针对岩溶水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段,发生突水突泥的可能性较小。小型涌突水:100m3/h中型涌突水:1001000m3/h大型涌突水:100010000m3/h 特大型涌突水:10000m3/h岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级岩溶隧道施工地质分级和超前预报分级常用岩溶隧道地质预报方法常用岩溶隧道地质预报方法国内外隧道地质超前预报的方法,主要有:地质法、超前导坑法、超前水平
9、钻孔法、声波测井法、波反射法、层析成像法等。根据宜万铁路超前地质预报技术在岩溶隧道施工中的应用情况,认为在不同地质情况下(如岩溶溶洞、暗河、断层、裂隙等)的最优超前预报组合方法是物探方法(TSP203、TGP12等长距离弹性波反射法、掌子面地质雷达法、红外探水法等)与工程地质法(掌子面超前水平钻探法、工程地质类比法、地质素描等)有机合理结合,取长补短,长短结合。常用岩溶隧道地质预报方法常用岩溶隧道地质预报方法超前水平钻探法超前水平钻探是隧道掌子面前方及周围的富水地层位置、富水程度以及岩溶洞穴的形态、规模及其充填和富水情况预测的直接方法,是深埋复杂岩溶隧道地质灾害预测与防治的最有效手段。一般分为
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