超大斷面地下洞室地質(zhì)災(zāi)害分析與防治*

張良平，雷 文，婁彩紅，薛新華

(1.中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611700； 2.四川大學(xué)水利水電學(xué)院，四川 成都 610065)

0 引言

隨著我國在水利工程、地下工程等領(lǐng)域的快速發(fā)展，工程建設(shè)中呈現(xiàn)的地質(zhì)問題和災(zāi)害越來越引起重視[1-2]。大崗山水電站工程位于高山峽谷區(qū)域，是典型的高壩工程，電站調(diào)節(jié)庫容小，泄洪流量大，泄洪洞是主要的泄水構(gòu)筑物[3-4]。大崗山泄洪洞工程開挖斷面大，多處存在巖脈破碎帶及斷層，地下水豐富，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的幾率較高，災(zāi)害后果更嚴(yán)重。因此，有必要開展相關(guān)研究，以采取針對性措施，保證泄洪洞安全、快速、綠色、和諧地完成施工任務(wù)，并取得大型地下工程災(zāi)害防治技術(shù)相關(guān)經(jīng)驗和成果。

以大崗山水電站泄洪洞施工為基礎(chǔ)，對超大斷面地下洞室中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害分類總結(jié)，探究災(zāi)害的影響因素，并提出可能出現(xiàn)的災(zāi)害防治措施，可為類似施工提供參考和借鑒。

1 工程概況

1.1 樞紐布置概況

大崗山水電站是大渡河干流水電規(guī)劃的第十四級電站，電站壩址位于瀘定—石棉段的大渡河中游，占全流域面積的81%[5]。大崗山水電站最大壩高210m，最大水頭178m，最小水頭156.8m，額定水頭160m，發(fā)電引用流量1 834m3/s。

大崗山水電站泄洪洞的施工由進(jìn)水口、洞身段、出口段與下游防護(hù)工程組成[6]。泄洪洞長1 077.50m，縱坡i=0.103 9。開挖斷面寬16m、高21m，開挖斷面面積接近335m2，為特大斷面洞室。泄洪洞進(jìn)水口堰頂高程1 110.000m，引渠段底高程1 100.000m，塔頂高程1 135.000m，塔體尺寸為38.5m×27.0m×20.0m(長×寬×高)。堰面曲線下游在高程1 106.770m處與30°斜坡相接，斜坡后接半徑為50.0m的反弧，后接無壓泄洪洞，起點(diǎn)底高程為1 098.320m。無壓隧洞段縱坡i=0.103 9。無壓洞凈空斷面尺寸為(14.00～16.00)m×(18.00～20.00)m(寬×高)。泄洪洞出口底高程為990.000m。

1.2 工程地質(zhì)概況

2 災(zāi)害分類劃分

2.1 災(zāi)害分類劃分意義

大崗山泄洪洞屬于特大型地下洞室，面臨復(fù)雜的地形和地質(zhì)條件，同時受地下水、有害氣體影響，存在通風(fēng)、排煙等難題，施工環(huán)境較惡劣，災(zāi)害發(fā)生存在多發(fā)性和偶發(fā)性特點(diǎn)，同時威脅人員生命和施工設(shè)備安全。建立正確的災(zāi)害分類體系，進(jìn)行災(zāi)害評估、災(zāi)級劃分、災(zāi)度計量、災(zāi)害防治等具有重要作用，特別是有助于建立綜合的減災(zāi)防災(zāi)管理體系，對有針對性災(zāi)害防治措施的制定具有指導(dǎo)意義。

2.2 災(zāi)害分類原則

地下工程建設(shè)存在多種災(zāi)害，災(zāi)害間存在相關(guān)性、關(guān)聯(lián)性，災(zāi)害層次的劃分存在多種方式、方法，不同的認(rèn)識角度存在不同的分類方法。目前就地下洞室開挖施工災(zāi)害性質(zhì)而言，主要為地質(zhì)災(zāi)害，但真正成災(zāi)一般都包含致災(zāi)原因、成災(zāi)過程和危害后果3個方面。因此，本文據(jù)此進(jìn)行災(zāi)害分類劃分。

2.3 災(zāi)害發(fā)生動因、過程及結(jié)果特征

1) 多種因素誘導(dǎo)災(zāi)害發(fā)生 地下工程災(zāi)害發(fā)生主要為自然災(zāi)害，但并不是所有自然災(zāi)害均能成災(zāi)，必須是多種因素組合才形成災(zāi)害，甚至?xí)斐蓢?yán)重后果。根據(jù)各成災(zāi)原因，可歸結(jié)為自然原因、人為原因、方案缺陷、管理缺陷等，其表現(xiàn)為多發(fā)性和偶發(fā)性特性。

2) 災(zāi)害形成過程與人類活動相伴相生 地下工程中人類活動是災(zāi)害發(fā)生的動因，災(zāi)害發(fā)生過程伴生在施工各環(huán)節(jié)過程中，一次災(zāi)害從發(fā)生到消失存在孕育、潛伏、預(yù)兆、暴發(fā)、持續(xù)、衰減、平息等幾個過程。在災(zāi)害爆發(fā)前給予積極的干預(yù)將降低和減少災(zāi)害發(fā)生。

3) 按危害后果劃分 災(zāi)害的發(fā)生會造成嚴(yán)重的社會危害，主要表現(xiàn)為生命和財產(chǎn)2個方面。有些災(zāi)害對人的生命構(gòu)成威脅，有些災(zāi)害則會造成財產(chǎn)損失，或兩者兼而有之。

2.4 災(zāi)害分類

1)特大型地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情 因災(zāi)死亡30人以上或因災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失1 000萬元以上的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情。

2)大型地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情 因災(zāi)死亡10人以上、30人以下，或因災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失500萬元以上、1 000萬元以下的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情。

3)中型地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情 因災(zāi)死亡3人以上、10人以下，或因災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失100萬元以上、500萬元以下的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情。

4)小型地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情 因災(zāi)死亡3人以下，或因災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失100萬元以下的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情。

3 地質(zhì)災(zāi)害影響因素

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測尤其突泥涌水預(yù)測問題一直是各類地下工程中普遍遇到的難題，無論是采礦巷道還是深埋隧洞，突水、突泥都嚴(yán)重威脅工程施工安全。由于突泥涌水是一個復(fù)雜的與時間有關(guān)的動態(tài)過程，影響因素眾多，如地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造分布、水文地質(zhì)條件、初始地應(yīng)力、施工方法等，在不同工程背景和地質(zhì)條件下機(jī)理各異，因此突泥涌水研究一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

泄洪洞開挖施工中，發(fā)生突水災(zāi)害的地方往往有滲水，如出現(xiàn)滲水、涌水，表明附近存在含水體，但未必發(fā)生突水；突水災(zāi)害發(fā)生的地方，如果存在巖體裂隙，往往有滲水發(fā)生。因此，很多情況下，滲水是突水災(zāi)害發(fā)生的前兆。它們存在的特征和區(qū)別為：突水必須具備高水壓、富水、突發(fā)性、持續(xù)時間短；涌水具有的條件是水量大、水壓不一定高；滲水具有的條件是水量少、水壓可能比較高，但水量少，或蓄水體水量大、水壓高，但經(jīng)過較長的滲流通道后，在滲水點(diǎn)滲水量較小、水壓低。涌水和滲水的區(qū)別主要是裂隙或其他水流通道較寬，蓄水量豐富，長時間流水。

泄洪洞開挖工程開挖斷面大，多處存在巖脈破碎帶及斷層，地下水豐富，一般都飽含各種充填物及泥沙等。當(dāng)洞穴富水且飽含各種充填物時，覆巖運(yùn)動與上覆水砂體則形成動態(tài)聯(lián)系，將給隧洞開挖施工帶來巨大的潛在威脅。一旦人為激活該圍巖構(gòu)造，會發(fā)生威脅安全生產(chǎn)和人員生命的涌水突泥。研究突水涌泥，保證安全施工，已成為亟待解決的研究課題之一，對突水災(zāi)害評價具有重要意義。大量突水事件表明，突水不易在順坡隧道產(chǎn)生災(zāi)難性后果，特別是人的生命安全，而突水、突泥將給生命財產(chǎn)帶來巨大災(zāi)害。對于反坡隧道，無論是突水還是突泥都將會造成隧道淹沒，給人的生命財產(chǎn)帶來巨大損失，影響施工繼續(xù)進(jìn)行。

當(dāng)水壓力較小時，洞內(nèi)有少量固體顆粒物，這時隧洞在斷層水壓力作用下有小規(guī)模涌水和落石發(fā)生，還未形成大規(guī)模突泥涌水，這一現(xiàn)象可看作隧洞即將發(fā)生突泥涌水的先兆。之后，水壓力增大，涌水增多，突泥也逐漸開始。經(jīng)過以上分析，現(xiàn)將地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的影響因素總結(jié)如下。

3.1 隔水層巖層巖性及其組合特征

隔水層巖層厚度、巖性及其組合對突泥涌水起著重要制約作用，隔水層越厚越安全。需要注意的是，在隔水層厚度相同的情況下，不同巖性組合的抵抗水壓能力不同。對防突水最有利的巖性組合為：頂、底都為相對較軟的巖層，中間為軟硬相間巖層。

3.2 含水條件

泄洪洞洞身段多處存在巖脈破碎帶及斷層，局部發(fā)育有裂隙密集帶、斷層或巖脈破碎帶。斷層破碎帶及其影響帶、輝綠巖脈破碎帶、裂隙密集帶等含水一般較豐富，常有囊狀水存在。若含水層發(fā)育在同一水文地質(zhì)單元內(nèi)，各處的含水層水位變化不大，而含水量大小差異較大，若含水層發(fā)育在同一構(gòu)造單元內(nèi)，其富水性取決于其發(fā)育程度和構(gòu)造。

3.3 水頭壓力

如果僅有水源，而水壓很小，在有一定厚度隔水層的條件下，一般不會發(fā)生突水事故，即使有少量涌水，也不會造成突水災(zāi)害。因此，足夠的水頭壓力是引起突水的重要條件。在地質(zhì)條件基本相似的情況下，承壓水壓越高，越易突水。

3.4 地應(yīng)力

在泄洪洞開挖過程中，地應(yīng)力非常復(fù)雜，它是巖層自重、構(gòu)造應(yīng)力、采動礦壓、承壓水水壓等綜合作用的結(jié)果，而且是一個變化的力。導(dǎo)致突水的附加力源主要是構(gòu)造應(yīng)力，構(gòu)造應(yīng)力是地殼中巖層發(fā)生斷裂和褶皺作用的主要驅(qū)動力。在應(yīng)力集中區(qū)，地應(yīng)力加劇了隔水巖層變形和破壞，成為突水的附加力源。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治措施及方法

4.1 泄洪洞軟巖洞段和特殊洞段圍巖地質(zhì)風(fēng)險防治措施

4.1.1采取合適的開挖程序和開挖方法

由泄洪洞地質(zhì)資料可知，IV類和V類圍巖比例在80%以上，很大一部分洞段由于巖體力學(xué)性能較差，同時局部裂隙發(fā)育，存在易風(fēng)化等特點(diǎn)，在開挖過程中如果開挖方式不當(dāng)，可能存在大面積塌方等風(fēng)險。根據(jù)支洞開挖地質(zhì)揭示情況和地質(zhì)預(yù)報對第1層開挖高度和開挖程序進(jìn)行了調(diào)整；同時，根據(jù)第1層開挖揭示的地質(zhì)情況，調(diào)整全洞分層、分區(qū)及開挖程序，如圖1所示。

圖1 中導(dǎo)洞開挖程序(單位：cm)

最開始第1層開挖高度9m，采取中導(dǎo)洞方案，中導(dǎo)洞底寬9m，邊側(cè)巖體寬4m，先導(dǎo)洞開挖再兩側(cè)擴(kuò)挖，對于地質(zhì)情況良好的洞段，自穩(wěn)性較好，頂部無須臨時支護(hù)。對于軟弱巖體，開挖和必須及時支護(hù)，中導(dǎo)洞頂部圓心角較小，不利于穩(wěn)定。相對于左、右半洞開挖，在地質(zhì)較差情況下，適應(yīng)變形情況更好，同時有利于及時進(jìn)行噴錨支護(hù)施工。

綜合考慮操作架移動便捷、大坡度隧洞操作平臺安全性以及爆破危石采用反鏟處理和人工撬挖的最佳空間，左、右半洞施工高度選定為7m，有效降低了掉塊傷人風(fēng)險。

根據(jù)圍巖變化情況確定左、右半幅的前后距離，一般斷層和巖脈及裂隙大量發(fā)育，又有較大滲水洞段，坍塌、塌方事故極易發(fā)生，必須采用鋼拱架強(qiáng)支護(hù)，前后相距1～3m；滲水較小部位，根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整前后距離在20m內(nèi)，左、右半洞開挖如圖2所示。

圖2 左、右半洞開挖

左、右半洞施工第1層，同樣采取“弱爆破、短進(jìn)尺、及時支護(hù)”的方式進(jìn)行，根據(jù)圍巖地質(zhì)情況，調(diào)整鉆爆參數(shù)。泄洪洞IV，V類圍巖光爆孔控制在40～50cm，線裝藥密度控制在80～100g/m，取得較好成型效果。

軟弱巖體洞段除了頂部變形大，同時隨著開挖高低的加大，頂部和邊墻的變形較大，根據(jù)受力分析和巖體力學(xué)分析資料及結(jié)合觀測資料，原方案分層、分區(qū)存在極大塌方安全風(fēng)險，必須進(jìn)行調(diào)整。最初分3層開挖，第1層高度9m，第2層高度9～11m，第3層2～3m，尤其第2層開挖高度較高，卸荷較快，無法滿足泄洪洞軟弱地質(zhì)條件安全穩(wěn)定要求，因此進(jìn)行了分層調(diào)整，同時調(diào)整了開挖進(jìn)度，泄洪洞共分5層進(jìn)行開挖，第1層頂拱部分高7m，第2層高4m，第3層高7～8m，中間拉槽一次性開挖，保護(hù)層分2次進(jìn)行開挖，最后一層保護(hù)層開挖2～3m。第3層由于開挖過程中發(fā)現(xiàn)下游洞段變形較大，同時錨桿應(yīng)力計數(shù)值超標(biāo)，及時調(diào)整分層高度3～4m進(jìn)行開挖，實(shí)際總分層為5層。

隨著下部開挖進(jìn)行，頂部拱架支撐出現(xiàn)較大變形，最大15cm，如圖3所示。

圖3 拱頂變形情況

對于同支洞交叉段安全風(fēng)險尤其突出，為防止坍塌事故發(fā)生，制訂了專項施工方案。1號施工支洞與泄洪洞交叉后，通過下支洞斜向上爬升到泄洪洞頂拱部，該段屬于地質(zhì)破碎帶，支洞施工時采用的鋼拱架作為臨時支撐。因此，能否安全順利度過是一個巨大的施工難題。通過多種方案比較論證，最后采取支洞擴(kuò)挖與頂拱擴(kuò)挖交替進(jìn)行，充分利用臨空面，嚴(yán)格控制爆破單響藥量，控制開挖進(jìn)尺在1.5m以內(nèi)，頂拱采取全斷面開挖，同時采取超前錨桿同鋼拱架結(jié)合的聯(lián)合支護(hù)形式，最終安全順利通過該段，未出現(xiàn)坍塌事故。

4.1.2避免塌方采取相應(yīng)的有效支護(hù)方式

4.1.2.1Ⅱ類圍巖(D1斷面)

根據(jù)巖石出露情況，臨時支護(hù)采用φ25，L=4.5m的隨機(jī)錨桿，邊墻隨機(jī)掛網(wǎng)，網(wǎng)噴混凝土較永久支護(hù)厚度增加5cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，頂拱范圍噴混凝土C25厚15cm，掛鋼筋網(wǎng)φ6.5@15cm×15cm；邊墻范圍，噴C25混凝土，厚5cm，隨機(jī)掛鋼筋網(wǎng)φ6.5@15cm×15cm，網(wǎng)噴混凝土厚10cm。

4.1.2.2Ⅱ類圍巖(D2斷面)

根據(jù)巖石出露情況，臨時支護(hù)采用φ25，L=4.5m的隨機(jī)錨桿，邊墻、頂拱隨機(jī)掛網(wǎng)，網(wǎng)噴混凝土較永久支護(hù)厚度增加5cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，邊墻、頂拱范圍噴護(hù)混凝土5cm，隨機(jī)掛鋼筋網(wǎng)φ6.5@15cm×15cm，掛網(wǎng)處噴護(hù)厚10cm。

4.1.2.3Ⅲ類圍巖(D3斷面)

根據(jù)巖石出露情況，臨時支護(hù)采用φ25，L=4.5m的隨機(jī)錨桿，頂拱掛鋼筋網(wǎng)φ6.5@15cm×15cm，噴C25混凝土較永久支護(hù)厚度增加7cm；邊墻素噴C25混凝土厚8cm，隨機(jī)掛網(wǎng)，網(wǎng)噴混凝土較永久支護(hù)厚度增加7cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，頂拱掛鋼筋網(wǎng)φ6.5@15cm×15cm，噴C25混凝土厚15cm；邊墻噴素混凝土C25厚8cm，隨機(jī)掛網(wǎng)，掛網(wǎng)處噴護(hù)厚15cm。

4.1.2.4Ⅳ類圍巖(D4斷面)

1)方案1 對于相對較好的Ⅳ類圍巖和無水穩(wěn)定性較好的巖脈，臨時支護(hù)采用φ25，L=4.5m的隨機(jī)錨桿，局部超前錨桿φ25，L=4.5m，間距40cm，頂拱范圍噴護(hù)厚度較永久支護(hù)增加3cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，頂拱范圍噴C25混凝土，厚15cm，掛鋼筋網(wǎng)(φ6.5@15cm×15cm)；邊墻范圍噴C25混凝土，厚12cm，掛鋼筋網(wǎng)(φ6.5@15cm×15cm)。

2)方案2 對于有強(qiáng)風(fēng)化巖脈、破碎帶、滲水等特殊部位，臨時支護(hù)采用φ25，L=4.5m或φ28，L=6m的隨機(jī)錨桿，局部超前錨桿φ25，L=4.5m，間距40cm或φ50@40cm超前小導(dǎo)管，頂拱范圍加布1層φ22鋼筋網(wǎng)(排距30cm，縱向連接筋φ22，間距2m)，噴護(hù)C25混凝土厚度較永久支護(hù)增加8cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，頂拱范圍噴C25混凝土，掛鋼筋網(wǎng)(φ6.5@15cm×15cm)，加布1層φ22鋼筋網(wǎng)(排距30cm，縱向連接筋φ22，間距2m)，噴C25混凝土20cm；邊墻范圍噴C25混凝土，厚12cm，掛鋼筋網(wǎng)，φ6.5@15cm×15cm。

4.1.2.5Ⅴ類圍巖(D4斷面)

1)方案1 對于相對較好的Ⅴ類圍巖和無水穩(wěn)定性較好的巖脈，臨時支護(hù)采用φ28，L=6m，間距1.2m×1.2m的隨機(jī)錨桿；超前錨桿φ25，L=4.5m，間距40cm；或超前小導(dǎo)管φ50cm，L=4.5m，間距40cm。頂拱范圍加布鋼筋拱肋(φ22×3，間距50cm，縱向連接筋φ22，間距2m)，噴護(hù)C25混凝土厚度較永久支護(hù)增加8cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，頂拱范圍噴C25混凝土，掛鋼筋網(wǎng)(φ6.5@15cm×15cm)加布鋼筋拱肋(φ22×3，間距50cm，縱向連接筋φ22，間距2m)，噴C25混凝土20cm；邊墻范圍噴C25混凝土，厚12cm，掛鋼筋網(wǎng)，φ6.5@15cm×15cm。

2)方案2 對于有強(qiáng)風(fēng)化巖脈、破碎帶、滲水等特殊部位，臨時支護(hù)采用φ28，L=6m，間距1.2m×1.2m的隨機(jī)錨桿；超前錨桿φ25，L=4.5m，間距40cm；或超前小導(dǎo)管φ50cm，L=4.5，間距40cm。頂拱范圍加鋼支撐，噴護(hù)C25混凝土厚度較永久支護(hù)增加8cm。與永久支護(hù)相結(jié)合，頂拱范圍噴C25混凝土，厚20cm，掛鋼筋網(wǎng)，φ6.5@15cm×15cm，增加型鋼支撐，在第Ⅰ層設(shè)I20型鋼支撐，間距0.6m，鎖腳錨桿4φ22，L=3m。在第1層下角每邊增加1根φ28，L=6m鎖腳錨桿；邊墻范圍噴C25混凝土，厚12cm，掛鋼筋網(wǎng)，φ6.5@15cm×15cm。鋼拱架安裝施工如圖4所示。

圖4 鋼拱架安裝施工

將原方案與調(diào)整方案進(jìn)行對比可知，Ⅱ類圍巖較原支護(hù)方案邊墻、頂拱掛網(wǎng)處噴護(hù)混凝土厚度增加5cm；Ⅲ類圍巖較原支護(hù)方案邊墻、頂拱掛網(wǎng)處噴護(hù)混凝土厚度增加7cm；Ⅳ類圍巖將原支護(hù)方案的局部超前錨桿調(diào)整為超前注漿小導(dǎo)管，并將鋼支撐取消，加布φ22加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，且較原支護(hù)方案邊墻、頂拱掛網(wǎng)處噴護(hù)混凝土厚度增加3cm，加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)處噴護(hù)混凝土共計20cm；Ⅴ類圍巖將原局部超前錨桿與鋼拱架相結(jié)合的支護(hù)方案調(diào)整為超前注漿小導(dǎo)管與φ22×3鋼筋拱肋相結(jié)合的支護(hù)方案，且較原支護(hù)方案邊墻、頂拱噴護(hù)混凝土厚度增加8cm，噴護(hù)混凝土共計20cm。

調(diào)整方案解決了以下問題：①在地質(zhì)情況差、影響平整度的情況下，鋼筋包裹問題保證了噴護(hù)混凝土施工質(zhì)量及隧洞施工安全，尤其為下部開挖提供了可靠保證。②剛性支護(hù)調(diào)整為柔性支護(hù)，解決了半幅施工鋼支撐無牢靠受力支撐點(diǎn)、安全防患問題。柔性支護(hù)更適應(yīng)巖石變形，有利于下部開挖安全，同時節(jié)省了投資。③對于巖石破碎帶采用超前注漿小導(dǎo)管與超前錨桿相結(jié)合，為開挖成型提供了可靠保證。④對于地質(zhì)情況特別差的部位必須采用超前注漿小導(dǎo)管同超前錨桿相結(jié)合加鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的方式才能保證圍巖穩(wěn)定和施工安全。

4.1.3危險洞段噴錨工藝程序優(yōu)化

危險洞段存在巖石破碎、滲水嚴(yán)重、危石等情況，極易掉塊和塌方，施工安全風(fēng)險大，不及時噴錨支護(hù)會出現(xiàn)嚴(yán)重的災(zāi)害性后果。為防止因掉塊出現(xiàn)傷亡事故和改變隧洞受力狀況而出現(xiàn)大塌方等地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生，將調(diào)整噴錨工藝流程作為危險洞段噴錨工藝的調(diào)整重點(diǎn)。調(diào)整流程如下：初噴→短錨桿(錨釘)→掛鋼筋網(wǎng)→噴護(hù)→系統(tǒng)錨桿。通過工序流程規(guī)范化有效保證了施工安全和施工質(zhì)量。

4.2 泄洪洞斷層破碎帶、巖脈突泥涌水風(fēng)險部位防治方法

在地下水發(fā)育，圍巖軟弱、破碎地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道施工時，應(yīng)采取有效的超前地質(zhì)探測預(yù)報措施，提前預(yù)知前方圍巖地質(zhì)情況，根據(jù)所測地質(zhì)情況預(yù)測判斷是否具有突泥涌水可能，防止災(zāi)害事故發(fā)生。若超前探測有突泥涌水可能，現(xiàn)場應(yīng)采取果斷施工技術(shù)措施，同時上報監(jiān)理方、設(shè)計方，采取相應(yīng)的支護(hù)或處理措施，防止突泥涌水的不良地質(zhì)狀況發(fā)生。

確定地下洞室突泥涌水地質(zhì)災(zāi)害的可能性方法或手段一般有超前鉆勘探孔或采用地震法超前預(yù)報等。目前最常用的就是采用超前鉆勘探孔方法。超前探孔是利用掌子面的拋空結(jié)合鉆機(jī)的超前水平探孔，了解前方地質(zhì)情況的一種手段，確定需進(jìn)行鉆探孔前應(yīng)先由設(shè)計人員對掌子面進(jìn)行地質(zhì)素描，而后確定孔數(shù)、孔位、孔向等參數(shù)，最后根據(jù)參數(shù)選擇合適的鉆機(jī)按要求鉆孔，形成鉆孔記錄后經(jīng)地質(zhì)分析，確定開挖支護(hù)參數(shù)及防護(hù)方案，確保洞室施工安全。

5 結(jié)語

1) 建立正確的地下洞室地質(zhì)災(zāi)害分類體系，這將有助于建立綜合的減災(zāi)防災(zāi)管理體系，對有針對性災(zāi)害防治措施的制定具有指導(dǎo)意義。

2) 超大斷面地下洞室地質(zhì)災(zāi)害的影響因素可歸納為隔水層巖層巖性及其組合特征、含水條件、水頭壓力及地應(yīng)力等。

3) 分別就泄洪洞軟巖洞段和特殊洞段圍巖地質(zhì)風(fēng)險和泄洪洞斷層破碎帶、巖脈突泥涌水風(fēng)險部位提出防治措施。對于軟巖洞段和特殊洞段圍巖地質(zhì)風(fēng)險，可采取合適的開挖程序和開挖方法，為避免塌方采取相應(yīng)的有效支護(hù)方式及危險洞段噴錨工藝程序優(yōu)化；對于泄洪洞斷層破碎帶、巖脈突泥涌水風(fēng)險部位，可采取超前探測方式進(jìn)行預(yù)防。