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复杂地质条件下溶蚀断层破碎带施工技术研究 　　摘要： 隧道工程施工中经常遇到溶蚀断层破碎带这种不良的复杂地质构造，造成开挖、支护施工难度增大，并且容易出现安全事故，是隧道施工的薄弱环节，只有合适的工法才能保证隧道施工安全与质量。本文针对隧道突水涌泥的基本情况，总结了溶蚀断层破碎带突水涌泥过程中采取的施工技术方法，详细论述了相关施工工艺。结合数值仿真，依据隧道突水后的地下水在隧道中的运动形态的模拟，有效优化隧道预警过程中的逃生路线。实践证明，此施工方法能有效减小突水、涌泥等灾害事故的影响，达到溶蚀断层破碎带区安全施工的目的。 　　关键词：溶蚀断层破碎带；隧道施工；涌水突泥；数值仿真 　　中图分类号：U45 文献标识码：A 　　 　　 引言 　　 复杂地质条件下隧道施工中，溶蚀断层破碎带突水涌泥已成为隧道建设中最为常见的一种地质灾害和工程隐患。不但危及隧道施工和人员安全，处理不当还会造成隧道建成后运营环境恶劣。因此，开展溶蚀断层破碎带隧道施工控制关键技术研究，有效遏制突水、涌泥等灾害事故的发生，保障隧道工程的安全施工，成为隧道工程研究领域亟待解决的关键科学技术难题。 　　本文通过介绍施工段隧道左洞突水涌泥的基本情况，总结了溶蚀断层破碎带突水涌泥过程中采取的施工技术，并详细论述了相关施工工艺。结合数值分析，依据隧道突水后的地下水在隧道中的运动形态的模拟，有效优化隧道预警过程中的逃生路线，从而为指导断层破碎带处隧道的施工提供有效依据。 　　一、工程概况 　　该隧道工程施工段是一座上下行分离式隧道，进口位于一座小山脊的端部，出口位于两沟交汇口处，左洞起止桩号为：ＺＫ６５＋５１６～ＺＫ７４＋２０９，长８６９３ ｍ；右洞起止桩号为：ＹＫ６５＋５１５～ＹＫ７４＋１１４，长８５９９ｍ。隧址区遍布岩溶洼地、落水洞、溶洞、断层以及暗河等不良地质构造，穿越Ｆ１和Ｆ２两条断层，多处存在规模较大的岩溶堆积体和软岩地段。施工段隧道以其长度和地质条件的复杂性列为典型控制性隧道工程。 　　二、水文地质概况 　　隧址区主要发育有Ｆ１、Ｆ２两条次级断层。Ｆ１断层规模不大，无活动迹象，其走向约315度。Ｆ２断层在地表 （地 下）与线 路 交于ＺＫ75＋750（ＹＫ72＋800），断层两侧地层时代明显不同，该断层洞身影响范围较大。隧道的左右线进入Ｆ２断层带后，洞身围岩大部分为洞穴堆积物及破碎灰岩，一直持续在Ｆ２断层溶蚀破碎带向东延续的顺层溶洞边缘和洞穴充填物中掘进，多处有空洞，均为黄泥夹灰岩砾块，夹泥可塑，含水量较大，部分为硬塑状，部分呈软塑至流塑状，稳定性差，极易坍塌掉块。左洞在ＺＫ72＋185里程上半断面右侧出现颗粒状炭质页岩充填物，结构松散。岩砾约占块石土总量的５０～６０％，块石直径１０～１５０ｃｍ不等，为炭酸盐岩或颗粒状炭质页岩，表面有水锈和溶蚀痕迹，杂乱分部于泥土中间。 　　经勘查表明在施工段附近有一条暗河，其伏流走向与隧道轴线呈小角度延伸。对整个Ｆ２断层带均有较大影响，隧道左线的渗水、股状流水等现象和岩溶水、基岩裂隙水的发育情况均受其控制，而这些涌水涌泥和破碎区对隧道洞身的稳定性影响极大。在隧道的实际施工过程中，ＺＫ72＋207～ＺＫ72＋184里程段的岩性主要为泥夹块石状的洞穴填充物，其夹泥可塑，孤石直径在１０～２０ｃｍ范围内，并在隧道的拱部及拱腰部位附近多次揭露出小型的溶蚀洞穴；自ＺＫ72＋184的里程开始，线路前进方向的右侧边墙出现炭质页岩填充沉淀层，填充沉淀层逐渐向线路左侧及拱部发展，直至ＺＫ72＋141里程段消失。而在ＺＫ72＋167里程处的突水，突水刚发生时，其突水量约为６０ｍ３／ｈ，水量经过初始阶段的迅速释放，现在涌水量基本保持稳定，约为２０ｍ３／ｈ，而且其水质清澈，水量也基本不受地表降水的影响，据此可判断此处的涌水主要来自于岩溶水。 　　三、ＺＫ７２＋１４５～１９０段连续突涌泥情况 　　隧道施工至ＺＫ72＋156～166里程段一台阶工作面拱顶偏右侧２ｍ位置处有鼓裂脱落现象发生，随即出现少量股状浑水，扩大形成孔洞，直径约５０ｃｍ，孔洞向拱顶和开挖方向扩展。涌泥规模逐渐扩大，涌泥口扩展至近1.0ｍ的直径。涌泥过程中的涌泥频率约１min左右，每经过半小时左右，就会发生大规模的涌泥情况。最大一次涌泥，瞬间冲击二衬台车，造成该台车掉轨倾覆，衬砌模板脱落，并伴有较大流水、风力和声响，水流涌至ＺＫ71＋940处，二衬台车已经被推至ＺＫ71＋990，二衬台车总移位距离７０ｍ，估算水流量６０ｍ３／ｈ。 　　涌出物为炭质页岩和泥质页岩的混合体，遇水软化呈饱和状，状如泵送混凝土，夹杂少量块石，最大块石直径２０ｃｍ，多半涌出物为粉细颗粒，黑色，保水性良好。ＺＫ７２＋１４５～１９０段共计发生涌泥四次，大变形两次，坍塌一次，涌出物总计１．