关于兰渝铁路特殊复杂地质隧道工程选线和支护探析

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1、关于兰渝铁路特殊复杂地质隧道工程选线和支护探析　　摘要：根据兰渝铁路在施工中遇到的第三系泥质弱胶结含水粉细砂岩、高地应力软岩大变形及高地应力条件下硬岩隧道坍塌等三种代表性特殊地质条件下隧道施工问题，分析总结了每种地质问题的特点及解决方法，提出了针对三种地质问题的铁路选线原则以及隧道施工支护参数的选择，从而为同类地质条件下选线和隧道支护参数的选择提供了理论探讨与实践探讨。关键词第三系泥质弱胶结含水粉细砂岩高地应力软岩大变形高地应力条件下硬岩隧道坍塌Abstract:AccordingtoLAN-YuRailwayencounteredintheconstructi

2、onoftertiaryclayunconsolidatedandpowder-finesandandrock,highstresssoftrockdeformationandcollapseofthehard-rocktunnelunderhighin-situstressconditionssuchasthreerepresentativeissueoftunnelconstructionunderspecialgeologicalconditions，Analysissummarizesthecharacteristicsofeachgeologicalp

3、roblemsandsolutions，Raisedtheissueofthreegeologicalprincipleofrailway9selectionandselectionofsupportparametersintunnelconstruction,linewhichsimilargeologicalconditionsandselectionoftunnelsupportparameterprovidesatheoreticaldiscussionandpractice.Keywords：Tertiaryclayunconsolidatedandp

4、owder-finesandandrock、Largedeformationofhighstresssoftrock、Collapseofthehard-rocktunnelunderhighin-situstressconditions中图分类号：[U25]文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）兰渝铁路通过黄土高原区和秦岭高中山区，位于青藏高原隆升区边缘地带，在区域地质上位于华北、扬子、青藏（柴达木、羌塘等）诸小板块相互汇集部位，地质环境极为复杂特殊。尤其是新生代以来印度板块与欧亚板块碰撞，导致青藏高原隆升及其向北东的持续扩展挤压作用，造成本区

5、域断裂、褶皱发育，初始地应力状态极其复杂，多为高—极高的地应力环境背景。9沿线从北向南线路经过祁连褶皱系、秦岭褶皱系、松潘—甘孜褶皱系、扬子准地台四个一级大地构造单元，线路位于其接合部位。在漫长的地质历史时期内经历了多次的构造运动，后期活动对前期形成的构造体系加以改造、归并、复合，使构造环境愈加复杂，形成了隧道通过部位特殊的构造变形、复杂的地应力场及岩性。铁路穿越区域性大断裂10条，沿线与线路有关的较大断层有87条，大的褶皱43个，次级断层、褶皱（曲）及小构造十分发育。[1]施工建设以来，现场软弱围岩大变形、坍塌、涌水、涌砂等不良地质问题逐渐暴露出来，主要技术难

6、题可归纳为以下三个方面：1、第三系泥质弱胶结含水粉细砂岩1.1工程概况第三系泥质弱胶结含水粉细砂岩地层，专家誉为“劣质岩”，为罕遇的特殊岩层，其遇水扰动后呈流砂状态，水稳性极差，隧道施工风险极高。主要分布于桃树坪隧道（图1）和胡麻岭隧道（图2）段，总长约6.5km。1.2施工中出现的问题第三系粉细砂岩为泥质弱胶结，成岩作用差，呈压密的沙状，在洞室开挖后随地下水的渗流，砂岩含水率逐步上升，围岩稳定性随开挖暴露时间延续而显著变差；当处于饱和状态时常发生塑性流变，导致边墙失稳及基底软化，水稳性之差，极其罕见，支护难以及时封闭成型；施工扰动后出现不同程度的涌砂、涌水现象

7、，围岩变形、收敛大；局部夹钙质胶结层，软硬不均，开挖十分困难。[2]图1桃树坪隧道卫星影像图9图2胡麻岭隧道DK76+350～DK79+600段卫星影像图1.3主要技术对策1.3.1隧道施工工艺隧道施工采取“重降水、密导管、强支护、辅注浆”的设计、施工原则，对隧道出口采用大功率设备进行水平旋喷全断面预加固技术试验。“重降水”各工区根据出水部位及水量大小的不同，采取相应的降水方案。在掌子面前的各台阶，设大功率、间距为0.5m的轻型井点进行降水；在下台阶处，采用长度为15～20m的大直径深管井进行降水。“密导管”在开挖后利用掌子面有限的稳定时间，施工密排小导管，达到

8、超前支护和防止顶部流沙和