圆梁山隧道突泥事故成因分析及治理措施研究.pdfVIP

圆梁山隧道突泥事故成因分析及治理措施研究 俊贤 （ 中铁十八局集团有限公司 中国天津 300222 ） 内容提要：隧道施工过程中的突泥、突水等现象，是常见的地质灾害，本文通过发生在圆梁山隧道施工过程中的突泥事 故，从地质工程的角度，详细研究了事故发生地段包括岩石组合、地质构造、地下水、地表水以及地应力在 内的主要地质情况，分析了该隧道突泥的发育、赋存、出露以及规模等特征，提出了特殊的地质构造、发育 的地下水、较 的现代构造地应力以及可溶性岩石的组合是造成突泥事故发生的主要控制因素。并根据实际 情况，建议在事故发生地段施工时宜采用大管棚超前预支护、径向注浆处理技术和台阶法施工等治理措施， 而对可能发生突泥的不良隧道地段，进行准确的地质超前预报，防止突泥事故的再次发生。 关键词：突泥、地质工程、控制因素、治理措施 圆梁山隧道是渝怀铁路线关键性控制工程，全长11068m。该隧道位于四川盆地中乌江、阮江水系 分水岭的毛坝——圆梁山地区，地貌为中低山深切河谷，地形相对高差500-800m；由于隧道穿越地区 的围岩以可溶性岩石为主，且地质构造发育，隧道施工中各种不良地质灾害时有发生，其中在2002 年 9 月10 日发生了大突泥事故，当时，伴随着从掌子面传来剧烈的爆炸声，泥石流状物质瞬间充满了整 个超前导坑，影响长度达 244 米。之后又发生多次间歇式突水，在清理过程中发现坑道内用于出渣的 钢轨已经严重扭曲，本次地质灾害的发生给施工带来了巨大的影响和损失。 1、突泥发生段隧道的工程地质特征 1.1 岩性组合特征 隧道所穿越地区的地层主要是由二叠系石灰岩、三叠系沥青质石灰岩及泥盆系砂岩、泥 岩组成的。二叠系石灰岩呈灰色、灰黄色，轻微变质，具中晶至细晶质变结构，厚层至巨厚层状，节 理发育，局部可见少量变晶矿物集合体。风化程度由地表向下逐渐加重，在二叠系下统灰岩底部存在 0.3~0.8m 厚煤层等。三叠系沥青质石灰岩呈灰色、灰黑色，稍有变质，具隐晶质变晶结构，厚层、巨 厚层状，岩石完整，致密坚硬，节理较发育，风化轻微。圆梁山隧道中的岩溶构造主要发育在这两层 岩石中。泥盆系砂岩为灰绿色、黄绿色杂紫红色薄层砂质，局部有泥岩夹层。片理发育，岩石坚硬， 片理表面由于细小的绢云母鳞片状矿物存在，呈现丝绢光泽，在它与二叠系、三叠系石灰岩的接触界 限附近，在先期地质构造的控制下，常常形成较大规模的岩溶构造，圆梁山隧道赋存突泥的漏斗状溶 洞就是发育在这一部位。表1 列出了该隧道主要岩石的岩石工程力学性质指标。 1.2 构造地质特征 变形主要地质构造为北东——南南西向的毛坝向斜和桐麻岭背斜及其伴生或次生断裂构造，在 DK352+710~DK355+600 为二叠系、三叠系可溶性石灰岩地层构成的毛坝向斜地段毛坝向斜为两翼 凸，中间低洼的槽状地貌，四周被志留系围岩顶托；向斜两翼地貌形态对称性极佳，核部为二叠系、 三叠系的灰岩夹薄层泥页岩地层。向斜轴线和沿横向断裂发育岩溶洼地和漏斗，下二叠统灰岩形成 约50~ 100m、长数十公里的绝壁陡崖。两翼是厚达2000m 的志留系和泥盆系的泥页岩，粉砂岩地层则 形成横向发育的沟谷和刀刃状山脊地貌。核部向斜的空间形态呈长舟形状，南北长 65km 东西宽 1 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2-3.5km，平面形态呈 “S”状；总体走向为北东——南南西向。受左旋拉张断裂的控制影响， 表1 隧道主要围岩的岩石工程力学性质指标一览表 密度