田牛坪隧道穿越断层带综合处理措施.docVIP

田牛坪隧道穿越断层带综合处理措施摘要：破碎、渗水、溶洞是可溶性岩层隧道穿越断层带的常见现象。文章通过介绍田牛坪隧道穿越断层带的综合处理措施，重点提出了因地制宜的溶洞处理方法和疏排结合的岩溶水治理方案，为可溶性岩层隧道穿越断层带提供了施工经验。 关键词：溶洞渗水隧道 中图分类号：U45文献标识码：A文章编号： 前言 断层是地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造，因此断层带岩体一般较破碎，裂隙较发育，地下水与地表水极易沿断层带形成泄水通道，故断层带内围岩一般赋水性较好；同时，可溶性岩石长期受地下水流的作用极易出现溶蚀作用，形成不同规模的溶洞。因此，破碎、渗水、溶洞是可溶性岩层隧道穿越断层带的常见现象。 1 田牛坪隧道概况 田牛坪隧道位于汝郴高速公路第20合同段，地处郴州市宜章县水落岱村，为分离式双车道隧道，左、右洞间距17~31m。左线起讫里程为ZK92+385~ZK94+665，长2280m；右线起讫里程YK92+385~YK94+645，长2260m。隧道出入口均位于曲线上，最小曲线半径1600m，隧道最大纵坡2.5%。隧道设计净宽10.25m、净高5.0m，隧道设计时速80Km/h。 隧道围岩以灰岩为主，中-厚层状，岩质较坚硬，Ⅲ类围岩占65%。设计地质资料显示，隧道穿越两条断层。断层一位于K93+440~+550，走向约为45°，断层倾角约75°，断层宽度约35~45m，沿断层走向地表上升泉呈串珠状发育，为含水断层；断层二位于K93+830~+950，走向约为65°，断层倾角约80°，断层宽度约30~40m，断层具压扭性，断层及影响带内岩体破碎。 2 隧道断层实际情况 根据隧道开挖揭示来看，隧道实际地质情况与设计地质情况基本吻合，隧道以灰岩为主，Ⅲ类围岩居多。左、右线隧道均穿越了两个断层带，分别是左线ZK93+430~+520，断层及影响带长90m；左线ZK93+860~+940，断层及影响带长80m；右线YK93+455~+530，断层及影响带长75m；右线YK93+880~+955，断层及影响带长75m。断层内岩溶发育现象明显，开挖过程中经常出现大小不等、形状各异、部位不同的中小型溶洞、溶槽、溶缝等。断层前、后两个影响带内岩体较完整，一般被几条缝宽4~8mm的裂隙所切割，地下水由裂隙内渗水，局部较宽裂隙线状出水，整个隧道断面表现为局部渗水，影响带内溶洞基本为无水或少水溶洞，填充型或半填充型居多。断层内岩体破碎，裂隙非常发育，围岩赋水性极好，隧道全断面宛如小雨般滴水，断层内溶洞基本为无填充型过水溶洞，溶洞内股状出水，其中溶洞出水量最大的约为25m3/h。 3 断层内岩溶处理原则 岩溶对隧道带来的危害主要有：(1)溶洞洞穴的存在使隧道全部或部分悬空，极大地降低了隧道的使用可靠度；(2)岩溶水，因其含有CO2 等可溶性物质，水的流通将给隧道结构带来极大的侵蚀作用，影响隧道的使用寿命；(3)洞穴堆积物因松软易坍塌下沉，改变洞穴 周边的应力分布形态，影响隧道的稳定；(4)与地表有水力联系的岩溶，隧道中地下水流失，会导致隧道顶部地面塌陷沉降，导致环境地质被破坏，也是造成隧道结构不稳定的原因。 根据岩溶可能给隧道带来的危害，田牛坪隧道断层内岩溶的处理原则是：（1）溶洞以回填封闭为主，保证不影响隧道结构稳定；（2）岩溶水堵排结合，对流入隧道结构影响范围内的岩溶水实施封堵，影响范围外的岩溶水以疏排为主；（3）溶洞内堆积物适当加固，保证其不改变隧道围岩的力学性能；（4）对于与地表有水力联系的岩溶水，尽量不改变其径流方向和渗流路径，保持地下水的原始循环和贮存状态，从而减少地下水的流失，保证地表环境不被破坏。 4 隧道穿越断层的综合处理措施 4.1溶洞的处理 隧道穿越断层及影响带时，出现的溶洞基本分为三种类型，即无填充无水（少水）溶洞、有填充无水（少水）溶洞、无填充（少填充）过水溶洞。 （1）无填充无水（少水）溶洞 a、位于隧底及边墙的溶洞 位于隧底及边墙的无填充无水溶洞，采取回填封闭的措施。对于溶腔高度小于2m(隧底为4m)的溶洞，溶腔内全部采用M10浆砌片石回填；对于溶腔高度大于2m的边墙溶洞，采用M10浆砌片石封堵溶洞口，封堵厚度不小于2m，封堵时，在溶洞口每5~8m（隧道纵向）设置一处Φ80HDPE透水管与中心水沟相连，防止溶洞内后期有岩溶水流出（如图1）。对于溶腔高度大于4m的隧底溶洞，4m以下溶腔采用片石和碎石回填，4m以内溶腔采用M10浆砌片石回填（如图2）。 图1 边墙无填充无水溶洞 图2 隧底无填充无水溶洞 （溶腔高度大于2m）处理示意图（溶腔高度大于4m）处理示意