高地應力軟弱圍巖隧道大變形初期主動控制關鍵技術

周紅祖

(中國水利水電第七工程局有限公司,成都 610213)

高地應力軟弱圍巖隧道大變形控制一直是隧道施工中的一大難題,目前暫無有效的控制措施。根據相關文獻資料檢索顯示,我國大變形典型隧道有:蘭新二線烏鞘嶺隧道[1]、蘭渝鐵路木寨嶺隧道[2]、宜萬鐵路堡鎮隧道[3]、滇藏鐵路哈巴雪山隧道[4]、廣成山隧道[5]等等。其中滇藏鐵路哈巴雪山隧道長9 523 m,歷時9 a時間方貫通,工期翻倍;蘭渝鐵路中木寨嶺隧道長約19 km,歷時近9 a方貫通。由于地質條件復雜多樣性,高地應力軟弱圍巖隧道大變形帶來突泥涌水、溜塌掉塊、隧道坍塌等諸多災害。本文以某鐵路隧道高地應力軟弱圍巖隧道出現初期大變形為案例,分析總結大變形機理和發展規律,找出變形原因,針對性地采取應對措施,盡可能抑制變形量,以達到減少拱架拆換的目的,確保安全高效施工。

1 工程概況

某鐵路隧道全長17.786 km,IV圍巖長度4 360 m,占比24.51 %;Ⅴ級圍巖長度13 016 m,占比73.18 %;Ⅵ級圍巖長度410 m,占比2.31 %。根據地勘資料顯示,隧址區地質構造十分強烈,巖性以含炭質板巖為主,巖體強度低,隧道埋深較大,極易發生大變形,隧道主要穿越含炭質板巖、灰巖、砂礫巖,隧道共穿4條斷層、10條解譯斷層、1條背斜褶皺。隧道設計軟弱圍巖大變形段長11 065 m,占隧道全長的62 %;其中一級大變形長度4 29 5m,占隧道全長的24.17 %;二級大變形長度5 135 m,占隧道全長的28.90 %;三級大變形長度1 295 m,占隧道全長的7.29 %;四級大變形長度340 m,占隧道全長的1.91 %。

該隧道屬構造剝蝕、侵蝕中高山峽谷地貌,隧址區長段穿越三疊系下統黨恩組,洞身主要穿越三疊系下統黨恩組(T/1 d)含炭質板巖、絹云母板巖;二疊系上統岡達概組三段(P/3g3)中厚層狀灰巖、千枚巖夾板巖;第三系熱魯組(E/2-3r)砂礫巖地層。……