基于米仓山隧道地质勘察研究

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

中图分类号：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、图3-4、图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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