新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程(XCZQ-5标段) 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
F70-1:逆断层,断层产状N65°~ N88°W/35°~ 45°N,断层破碎带宽10~25m。断层带内物质主要为断层泥,局部可见糜棱化现象,物探反应明显,隧道洞身通过里程为DK167+943~ DK167+968。
F71:正断层,断层产状N20°~ N45°W/40°~ 60°N,断层破碎带宽10~40m。断层带内物质主要为断层角砾,局部可见糜棱化现象,隧道洞身通过里程为DK168+500~ DK168+525。
F71-1:正断层,断层产状N55°~ N75°W/55°~ 75°N,断层破碎带宽50~70m。断层带内物质主要为碎裂岩,局部可见糜棱化现象,隧道洞身通过里程为DK171+255~ DK171+322。
F71-2:正断层,断层产状N45°~ N55°W/60°~ 80°S,断层破碎带宽25~40m。断层带内物质主要为碎裂岩,局部可见糜棱化现象,隧道洞身通过里程为DK171+977~ DK172+009。
2)褶皱构造
隧道段发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程DK165+543、DK169+062,岩体破碎,节理发育。向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎。节理发育。
3)节理
由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育-发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整,具体见隧洞设计图纸。
3.2水文地质概况
(1)地下水特征
隧道区地下水的形成,分布受地形地貌、岩性、构造、植被、降水量等多种因素控制和影响。特别是在构造作用下,断层破碎带、岩性接触带、节理密集带以及岩溶发育地区,为地下水贮存和运移创造了良好的地质条件,地下水赋存类型主要为基岩裂隙岩溶水。
1)地表水
地表水化学类型主要为HCO3-Ca,矿化度小于0.3g/l,PH值一般为7~8.3,呈弱碱性,水质良好。
2)地下水
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隧道区地下水属于典型的渗入-径流型循环系统,地下水的补给来源主要为大气降水及地表沟水,山脊、各支沟的分水岭地段为各流域地下水的补给区,各系统之间没有或仅有微弱的水力联系。斜坡地形使得地下水以片流、线状、泉点等形式向地表沟谷快速排泄。
地表水化学类型主要为HCO3-Ca,矿化度小于0.3g/l,PH值一般为7~8.3,呈弱碱性,水质良好。
3)涌水量预测 涌水量预测见下表:
隧道分段涌水量预测结果表
单位长度可里程 长度km 富水性分区 能最大涌水量q0 m3/d DK159+625.95~ DK161+630 DK161+630~ DK171+550 DK171+550~ DK172+727.5 合计 2.00405 9.920 1.1775 13.10155 弱 中等 弱 2876 14539 4267.5 隧道可能最大涌水量Q0 m3/d 5635 144225 5085 154945 单位长度涌水量qs m3/d 575.2 2907.8 853.5 隧道正常涌水量Qs m3/d 1127 28845 1017 30989 辅助坑道涌水量预测结果表
辅助坑道 1号斜井 平导 横洞 长度km 2.00405 9.920 1.1775 隧道可能最大涌水量Q0 m3/d 5635 144225 5085 隧道正常涌水量Qs m3/d 1127 28845 1017 3.3不良地质及特殊岩土
(1)不良地质
中国水利水电第十四工程局有限公司 7 新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程(XCZQ-5标段) 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
隧道范围内不良地质主要为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶。岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1~3m,可见延伸深度大于10m,不完全充填,充填物为角砾及杂砂土。
(2)特殊岩土
隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。
3.4地震动参数及气象资料
(1)地震动参数
根据1:400万《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB18306-2001)及GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单,本工点地震动峰值加速度值为0.05g(相当于地震基本烈度六度),地震动反应谱特征周期采用0.45s。
(2)气象资料
根据气象站气候资料显示:隧道工点年平均气温14.4℃,极端最高气温39.4℃,极端最低气温-11.9℃,最冷月平均气温2.3℃,最大积雪厚度17cm,土壤最大冻结深度50cm。
3.5隧道围岩分类
福仁山隧道围岩分类表
围岩等级 隧道名称 起始里程 Ⅱ 隧道主洞 横洞 平导 斜井 DK159+625.95-DK172+727.5 横0+00-横3+73.2 Pk0+00-pk57+15 斜0+00-斜17+83.04 1650 0 548 733.34 Ⅲ 7420 285.15 3800 693.7 Ⅳ 3275 55.03 927 Ⅴ 756.55 33,02 440 13101.55 373.20 5715 1783.04 合计 251.36 104.64 4工程设计情况
(1)洞口工程
进口采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式,洞门边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。具体支护设计及参数详见相关设计图纸。
(2)洞身工程
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隧道内轮廊采用“通隧(2008)0201”中的衬砌轮廊,轨道面以上有效净空面积为92m2,隧道内线间距为4.6m。按防火要求设置两侧救援通道,救援通道宽度不小于1.5m,高2.2m,其外侧距线路中线不得小于2.3m。
隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护,设置喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢架、二次衬砌等,各衬砌类型均预留变形量。特殊地形地质地段,对支护措施采用管棚、小导管等等措施进行了加强,具体支护参数见相关设计图纸。
(3)隧道防排水
隧道防排水遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合制理的原则,满足一级防水标准。具本防排水设计见相关设计图纸。
(4)监控量测
现场监控量测不仅监测各施工阶段围岩和支护动态,确保施工安全,而且是调整初期支护设计参数、确定二次衬砌和仰拱的施做时间的依据。量测项目:洞内外观察、水平相对净空变化值的量测及拱顶下沉量测为必须进行的监控量测DK170+396~+596、DK172+496~+536浅埋地段应进行地表下沉量测,根据施工需要必要时增设隧底上鼓及围岩内部变形等量测项目;施工完成后应进行沉降观测,以确定无砟轨道的铺轨时间。量测间距:Ⅴ级围岩地段为5m、Ⅳ级围岩地段为10 m、Ⅲ级围岩地段为30~ 50m、Ⅱ级围岩地段为50m。
(5)辅助坑道
本隧道采用1座无轨运输斜井+出口平导+1座无轨横洞辅助施工。其中斜井长度1783.04m、出口横洞长373.2m、出口平导长5715m,平导段共设置4个施工横通道,15个永久横通道。断面形式斜井和出口横洞为双车道,断面7.3〓6.5m。出口平导为单车道+错车道,断面5.0〓5.9m。斜井一般地段采用喷锚衬砌,井底、洞口段、断层带及其影响带、Ⅳ级围岩双车道、Ⅴ级围岩段采用模筑衬砌;出口平导作为永久工程,Ⅱ、Ⅲ级围岩采用喷锚衬砌,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用模筑衬砌,横洞、施工横通道、永久横通道均采用模筑衬砌。具体支护衬砌参数详见相关设计图纸。
辅助坑道设置表
辅助坑道名称 里程 斜井 DK163+000 出口横洞 DK172+050 出口平导 DK172+063~DK166+348 中国水利水电第十四工程局有限公司 9 新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程(XCZQ-5标段) 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
综合坡度(﹪) 平面角度 坑道与线路相对位置 运输方式 辅助坑道长度(m) 后期用途 断面形式 9.49 3.13 左 无轨 5715 紧急出口 单车道+错车道 45°45’29”(129°38’20”) 72°30’00” 左 无轨 1783.04 避难所 双车道 左 无轨 373.2 紧急出口 双车道 5隧道超前地质预报的内容及范围 5.1隧道超前地质预报内容
(1)不良地质预报及灾害地质预报:预报掌子面前方一定范围内有无突水、突泥及有害气体等,并查明其范围、规模、性质。
(2)水文地质预报:预报洞内突涌水量的大小及其变化规律,并评价其对环境地质、水文地质的影响。
(3)断层界面及其破碎带的预报:预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态,是否为充水断层,并判断其稳定程度。
(4)岩溶区地质预报:预报岩溶洞穴界面、溶洞充填物状况、岩溶水发育情况等。 (5)围岩级别及软弱围岩稳定性预报:预报掌子面前方的围岩级别与设计是否吻合,并判断其软弱夹层、位置、宽度、充填状态、富水情况和稳定性,随时提供修改设计、调整支护类型,确定二次衬砌时间的建议等。
(6)通过隧道洞身段落地应力的测试,预测隧道在硬质岩段有无岩爆的发生。
5.2隧道超前地质预报范围
本隧道超前地质预报详见下表:
福仁山隧道超前预报范围表
隧道名称 斜井 出口 里程范围 斜00+45~斜17+75 横3+73~横0+88 长度(m) 1730 285 可能的异常 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水 中国水利水电第十四工程局有限公司 10