摘要:本文主要根据地质勘察分析研究,以“米仓山隧道”为例。根据笔者思考如下:米仓山隧道地质勘查特征分析;隧道涌水量预测评价与防治措施;
关键词: 米仓山;隧道地质特征;涌水量;预测评价与防治;结论
Abstract: in this paper, according to the geological survey for the analysis and study, "MiCangShan tunnel" for example. According to the author think as follows: MiCangShan tunnel geologic exploration features analysis; Tunnel evaluation and control measures yield prediction;
Key words: MiCangShan; Tunnel geological characteristics; Yield; Anticipating and prevention; conclusion
中***分类号:U452.1+1文献标识码:A 文章编号:
一、米仓山隧道地质勘查特征分析
(一)隧址区自然环境
米仓山隧道的自然环境包含“地形地貌、气象水文、气象、水文”等四个方面的研究。隧址区属中深切割的侵蚀—构造剥蚀地貌,中部高,南北两侧低,海拔约835~2500m,相对高差约1700m,属高中山地貌。隧道进口端位于陕南山地,汉中地区属大陆性季风气候,四季分明,雨量充沛,热量充足,温和湿润。根据地面调查,隧址区地表水体较发育,冲沟多呈树枝状发育,除规模较大的冲沟有常年流水外,大多数较小冲沟仅在雨季有季节性水流,主沟方向与水平轴线小角斜交平行展布,局部段在地表穿越轴线。
(二)隧址区工程地质条件与地质构造分析
根据地层岩性分析,石龙洞该层主要为灰色厚层白云质灰岩、灰岩、鲕状灰岩,上部夹少量页岩、泥质灰岩。 大地电磁法(EH-4)勘探验证资料显示,物探解析成果与岩体实际情况基本吻合,故由此在本阶段确认另2段为破碎带,但不一定是断层破碎带,或是挤压破碎带,或是侵入接触破碎带,或是构造节理密集带、富水带等情况均有可能存在。
在可溶岩硅质白云岩段,物探解释基本为Ⅲ、Ⅳ类低阻反映,次为透镜状Ⅴ类低阻和Ⅱ类高阻反映,显示出该段岩溶现象轻微至中等发育,局部为强烈发育的大型溶洞,隧道位于水平循环带内,水量丰富。另外,由于岩浆及区域地质构造作用,且线路跨度长,局部地层中可能发育有小型隐伏断裂,对隧道工程有一定影响。
地层产状。隧址区出露岩浆岩、沉积岩及变质岩,洞身段地表揭露S1小坝向斜、S2大坝背斜及S3中子山复向斜。
(三)隧址区岩土物理力学性质
岩土体结构特征。隧址区穿越地层有进口第四系崩坡积层角砾土夹粉质粘土,局部块石富集,古生界下统石牌组,元古界上统灯影组,晋宁期石英闪长岩、闪长岩等。
二、隧道涌水量预测评价与防治措施
(一)相关评价
隧道涌水量为隧道主洞、隧道斜井及竖井涌水量的代数和,8.5 隧道集中涌水灾害分析评价。根据隧道地质结构及地层岩性特点,隧址区可能集中涌、突水灾害主要位于灯影组碳酸盐岩段及其上下岩性接触带、侵入岩异常带及构造破碎带,而石牌组及完整岩浆岩以裂隙孔隙水为主,产生大量突水的可能性小。隧区内可能产生涌突水主要有如下几种类型:岩溶管道集中涌水;岩浆岩裂隙带集中涌水;构造破碎带集中涌水。
(二)隧道涌突水的防治措施
1隧道施工的超前预报
米仓山隧道深埋于地下,其工程岩体的工程地质、水文地质条件较为复杂多变,限于目前地质勘探技术水平等,期望在勘测阶段完全查明工程岩体的状态、特性,准确地预报可能引发隧道地质灾害的不良地质体(带、段)的位置、规模和性态是十分困难的。8.6.2隧道涌突水的防治工程措施
本次勘察预测的隧道涌突水重点防范地段有18个,具置详见表3-10、***3-4、***3-5。岩溶水如处理不当,将给隧道工程带来危害,由于岩溶水具有与一般水流不同的特点,岩溶发育不均一性,很难准确掌握其水量及变化规律。因此 ,在对岩溶水量的预测上宁大勿小,在排水建筑物的设计上,宜宁宽勿窄。在工程处理上,因地制宜,采用封堵为主,堵塞疏导排泄相结合等综合工程措施,形成完整的防排水系统。
(三)特殊工程地质防护措施与相关评价
1岩爆形式及防护措施
根据定量计算确定围岩可能发生弱~强爆,主要发生在Ⅱ、Ⅲ级围岩中,岩石为脆性岩石,岩体较完整~完整,故而围岩岩爆形式将以变形、拉裂、剥落、片帮、松脱,破裂弹射为主并伴有爆裂声,局部可发生爆裂、气喷、深延及洞室变形现象并伴有轰响。
针对岩爆形式,需采取先防后治的防治处理措施:第一、超前探测,采用地质雷达、红外线及微震观测,配合地质人员作地质预测预报;第二、降低应力,打小导洞、超前卸载钻孔、松动爆破或震动,降低应力,使能量在开挖前释放;第三、合理施工,控制进尺,全剖面开挖,光面爆破,控制药量,改变应力分布,避免应力集中;第四、统计分析宏观预测,根据前述岩爆的特征、产生的规律及结合人工听声等大量的观察统计,及时进行分析,来预测岩爆发生的部位,在剖面上的位置、发生时间、破坏面特征,爆块的大小等;第五、加固围岩,实行先锚再挖;第六、加强支护,加强对已发生岩爆的围岩的支护,避免岩爆进一步延续发生。
2围岩变形分析评价
岩体破碎~极破碎,虽然高初始应力得到了有效的释放,但不排除局部残留应力使得破碎软弱岩体产生变形现象。变形形式以顶凸(沉)、底鼓等挤出变形为主,可能位移持续时间较长,不易成洞,引起支护开裂现象。
针对围岩变形强度及变形形式,应采取超前探测、分级开挖、先柔后刚、封闭成环及可缩钢架、可压缩锚杆和多层钢纤维的逐层喷锚的方式及时支护来限制变形,并加强支护后的变形观测。
(四)隧道施工对环境的影响评价
米仓山隧道工程量大,波及面宽,其建设将对环境产生一系列的影响。其一,排渣、排水以及施工过程中的“三废”排放均将对环境产生一定影响;其二隧道建设对隧址区及周边水文地质环境、生态环境产生一定的影响。而米仓山为国家4A级森林公园,隧道开挖对地下水的疏排将对其产生一定的影响,因此对尽量保护环境及地下水显得尤为重要。现分述如下:第一、隧道建设对水文地质坏境的影响。(1)场地地下水动力条件改变对隧址区居民生活、生产用水的影响;(2)水位下降与疏干对植被的影响评价;(3)隧道排泄地下水对施工、地面塌陷的影响评价。第二、隧道建设排渣对环境的影响。
三、结论与建议
根据本文分析“仓山隧道地质勘察研究”主要总结与建议如下:
第一、根据稳定性分析,应该注重:拟建隧道区域稳定性较好;隧道进口成洞条件较差,斜坡现状稳定性较好,开挖后堑;主洞出口及巴中端斜井出口挂口地形条件较好、成洞条件较差,稳定性较好,建议堑仰坡按1:1~1:1.25放坡,坡顶设截排水沟;汉中端斜井出口成洞条件较差,挂口条件差,现状稳定,斜井开挖后仰边坡及堑坡主要由土体组成;竖井所在岸坡处于堆积岸,其水流冲涮作用小,且块石土抗冲涮能力较强,利于沟床及岸坡稳定;隧道主洞、斜井进出口段无大的滑坡、崩蹋、泥石流等不良地质灾害分布,但隧道开挖将形成大量弃渣,如堆放不合理,可能形成滑蹋、泥石流等次生地质灾害,建议对弃渣场进行合理选址,并作好必要的处治措施。
第二、该隧道岩性复杂,隧道穿越有第四系及破碎带、接触带极软岩,软岩页岩,较软岩泥质砂岩及粉砂岩,较坚硬岩白云岩及坚硬岩石英闪长岩、闪长岩、花岗岩、辉绿岩等。
第三、隧道主要的不良地质现象有岩溶及涌突水、煤层瓦斯及有毒有害气体、顺层偏压等。建议采用地质调查法、超前钻孔法或声波反射法。超前孔深宜大于50m。
第四、隧道特殊地质现象有(极)高地应力、围岩岩爆、变形及高地温、地热等现象。
第五、各工程在围岩掘进过程中,均应采用信息化施工,加强施工期监测、超前措施及地质预报与地质现象分析、测试,防涌水、突泥、变形、岩爆、瓦斯聚集、放射性等不良致灾现象。
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