金紅帥

（中鋼集團鄭州金屬制品研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000）

針對特殊用途的局部初支隧道或毛洞再次投入使用有必要進行針對性的安全評估，若只是茫無目的加固不但延長了后期投入使用的時間，也增加了經濟上的負擔。目前，多數相關礦井隧道安全評估規范主要針對具有完善復合襯砌的運營隧道，針對特殊用途的局部初支隧道或毛洞較少。筆者認為，再次投入使用的局部初支隧道或毛洞的安全評估應該由地質觀察入手，以地質觀察為基礎，開展其他方面的必要工作。現以礦山工程實例為基礎，從地質觀察入手，從巖性、結構、構造、蝕變、結構面特征及滲漏水等方面與設計資料進行比對分析，進而對再次投入使用的局部初支隧道或毛洞進行整體上的初步安全評價，為后期工作提供基礎和依據。

1 礦井隧道概況

礦井隧道共分為5個隧道段，分別為進入隧道段、1#主隧道段、2#主隧道段、3#主隧道段及施工隧道段，最大埋深約332m；隧洞長約3公里，于2011年投運，原設計使用年限5年，后期主要用于參觀、物資存放等；主隧道斷面尺寸為6.2m，隧道斷面高度7.1m，隧道進口段50米范圍內采用鋼筋混凝土襯砌作為永久支護形式，隧道內其它段落拱頂采用噴錨支護作為永久支護形式，邊墻采用裸洞形式；場區圍巖可劃歸為II類；隧道二次襯砌設計厚度55cm。

2 礦井隧道工程地質條件

2.1 地層特性

礦區地層特性主要為燕山期中-粗粒花崗巖和泥盆紀砂巖。花崗巖和砂巖接觸帶發育角巖和角巖化砂巖，接觸帶未見構造作用和熱液蝕變作用所形成的軟弱破碎帶，同化混染現象普遍存在，工程性質良好。

2.2 地質構造

礦井主要構造為節理、褶皺及斷裂。

場址區節理主要分布于礦體中，絕大部分為剪節理，閉合光滑無填充，個別節理硅質膠結，結合緊密，未見軟弱帶和泥化現象。節理傾向主要是200°與275°兩個方向，為高角度節理，節理延伸長度集中在1m～5m范圍內。

褶皺主體為北東向的排牙山背斜，分布于響螺山-排牙山-虎頭山一帶，背斜軸呈北東50°～60°，向北東傾伏。背斜核部的地層為中泥盆統老虎頭組砂巖、砂礫巖；兩翼為上泥盆統春灣組雜色砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖夾條帶狀鈣硅質巖等。

研究區域范圍位于蓮花山斷裂的西南端，在此范圍內該斷裂帶分為南北兩支：北支為五華-深圳斷裂，由多條斷裂雁列組成，總體走向40°～60°，傾向NW，傾角60°～80°；南支為大埔-海豐斷裂帶，亦由多條斷裂雁列組成，總體傾向SE，傾角50°～60°，見圖1。

圖1 地質構造綱要圖

3 本次地質觀察

筆者針對礦井隧道進入隧道段圍巖從巖性、結構、構造、節理特征、風化程度、蝕變及地下水等方面進行初步調查，進而與設計進行比對分析，初步評價該隧道的安全性。

3.1 礦石特性觀察

筆者通過對礦井隧道進入隧道段出露圍巖進行詳細觀察，礦石主要為灰白色-淺肉紅色中粗粒花崗巖，具有典型的花崗結構，錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎，浸水后有輕微吸水反應，為較硬巖，塊狀-碎裂狀構造，見圖2。

圖2 典型花崗巖

3.2 節理裂隙、蝕變及地下水觀察

節理、裂隙是礦體在應力作用下形成的結構面，是一種能反映出礦體內主要構造特點的結構特征。節理的分布情況影響著圍巖的穩定性，通過對礦井隧道圍巖內分布的節理裂隙進行測量，記錄其產狀、數量等，將節理裂隙分布情況制作成玫瑰花圖，來分析圍巖的完整性。

筆者通過對礦井隧道進入隧道段94條節理進行觀察、統計分析，見表1、圖3、圖4，得出觀察區節理以單向節理為主，剪節理次之，節理傾向主要是300°，傾角大于60°，為高角度節理；單向節理段圍巖較完整，節理裂隙較閉合，未見明顯的填充物，該段礦石整體上微-中風化，未見明顯的滲漏水現象及蝕變現象，圍巖穩定性較好；剪節理段，礦石破碎，中-強風化，沿節理面見有明顯的滲漏水及滴水現象，并伴生有褐鐵礦化現象，使礦石呈褐黃色-褐紅色，節理間隙內填充物主要為泥質、鐵質等，圍巖穩定性一般-較差。

表1 進入隧道段節理傾向分組統計表

圖3 節理傾向玫瑰圖

圖4 節理傾角分布直方圖

4 結語與建議

通對礦井隧道進入隧道段地質觀察結果與設計資料進行對比分析，該段圍巖整體上未發生蝕變、風化，在應力場分布方面基本上與區域應力場一致，未發生明顯的改變，圍巖整體上基本穩定，只有局部剪節理發育部位有明顯的蝕變及地下水發育，應該加強關注。

本次地質觀察主要從圍巖的特性、結構、構造、蝕變及地下水等方面進行的定性分析，與觀察者經驗有關，筆者認為，要對礦井隧道安全性做出最終評價，應該在地質觀察的基礎上進行取樣（水質分析、礦石強度等）、進行深部圍巖質量勘察（地質雷達等）及監測等，并從各方面進行與設計比對分析，進行有效性的綜合性安全評價。