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圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策

刘招伟  
【摘要】:圆梁山隧道是目前正在修建的渝怀铁路线上最长的隧道,隧道全长11.068km。该隧道穿越地质复杂的毛坝向斜、桐麻岭背斜和冷水河浅埋段。其中毛坝向斜受地质构造影响,存在P2w+c和P1q+m两层承压水,据定测深孔钻探表明,承压水压力高达4.42~4.6MPa。在施工过程中,先后揭露了五个深埋充填型溶洞,而且溶洞形态各异,充填介质有粉细砂层、粉质粘性土和粘土多种。受高压、富水、岩溶等诱导因素的影响发生了多次涌水突泥事故,给工程的建设造成了严重的影响。这也是本工程的重要技术难点。 本文以圆梁山隧道建设工程为依托,通过对工程地质条件的调查,采用实验室试验、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,对岩溶突水过程、规律和特点以及突水事故的预报和控制技术进行了系统的研究,初步揭示了圆梁山隧道岩溶突水机理。依据岩溶结构与隧道位置的空间关系将岩溶突水分为不同的地质模式,而不同模式下的岩溶突水机理是一致的,溶洞受充填物介质及水压影响发生破坏的范围与隧道周围塑性区的沟通是发生岩溶突水的直接原因,并且岩溶突水经历了一个发生、发展的过程。圆梁山隧道岩溶突水具有突发性、高压性和富水性等特点,隧道近距穿越岩溶结构时,保证岩柱的完整性和稳定性是防止突水和减小灾害损失的关键; 而当隧道直接穿越岩溶结构时,超前预加固方案及措施的可靠性是最为关键的技术。据此针对不同的岩溶结构类型和地质模式制定了详尽的技术措施,在隧道施工中应用后取得了满意的效果,保证了施工安全。实现了复杂岩溶条件下隧道修建技术的重大突破,对类似条件的工程建设具有重要的指导意义。


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