砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分級研究

摘要：砂化白云巖隧洞施工過程中，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤其是富水砂化白云巖隧洞施工安全風(fēng)險高，嚴(yán)重影響了工期和投資。為了研究砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險與地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)在聯(lián)系，以滇中引水工程玉溪段為例，采用統(tǒng)計分析法對砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害案例進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明：砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害類型有塌方、涌突水及涌水涌砂3類；地質(zhì)災(zāi)害影響因素主要為斷層或擠壓帶、外水壓力以及單位洞長集水面積等；依據(jù)孕災(zāi)地質(zhì)條件，可將砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級劃分為極高、高、中等及一般4級。研究成果可為砂化白云巖隧洞選擇施工處理措施以及布置隧洞線方案提供技術(shù)支撐，為砂化白云巖隧洞勘察設(shè)計、施工、管理提供參考。

關(guān) 鍵 詞：砂化白云巖隧洞； 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險； 分級標(biāo)準(zhǔn)； 孕災(zāi)地質(zhì)條件； 施工處理措施； 滇中引水工程

中圖法分類號： TV554；P694 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2025.03.017

0 引 言

砂化白云巖是指原生沉積的白云巖在多期次構(gòu)造應(yīng)力、溶蝕、風(fēng)化等內(nèi)外動力地質(zhì)作用下，造成巖體空隙增加、結(jié)構(gòu)劣化、強度降低的特殊地質(zhì)現(xiàn)象。劇烈砂化白云巖通常呈砂土狀，為孔隙介質(zhì)，其礦物成分仍以白云石為主；強烈砂化白云巖結(jié)構(gòu)面間距一般小于5 cm，為裂隙介質(zhì)。砂化白云巖具有巖體破碎、力學(xué)強度低、富含地下水等特點。砂化白云巖隧洞施工過程中，經(jīng)常發(fā)生塌方、涌突水、突水涌砂等地質(zhì)災(zāi)害［1-5］，如：玉蒙鐵路秀山隧道［6-7］、成昆鐵路復(fù)線吉新隧道［8］、滇中引水工程松林隧洞［9-10］、小撲隧洞、扯那苴隧洞等，施工過程中均發(fā)生了大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害，造成施工進(jìn)度慢，施工安全風(fēng)險高，處理難度大以及工程投資增加。

目前，學(xué)者們在砂化白云巖隧洞成災(zāi)條件以及施工風(fēng)險評價方面均取得了一定的研究成果。在成災(zāi)條件方面，董家興等［11］對砂化白云巖隧洞致災(zāi)構(gòu)造、孕災(zāi)模式以及破壞類型進(jìn)行了研究；張延杰等［12］分析了突水涌砂成災(zāi)條件；梁駑堂等［13］研究了泥質(zhì)白云巖受水浸泡后的強度變化規(guī)律；郭建強等［14］研究了泥質(zhì)白云巖物理力學(xué)特性變化規(guī)律。在隧洞施工風(fēng)險評價方面，常用的方法有模糊綜合評價法、層次分析法等［15-18］。毛永強等［19］研究了隧道穿越富水破碎帶的涌水突泥等級劃分標(biāo)準(zhǔn)；吳劍疆等［20］研究了項目不同階段風(fēng)險評估方法；程光偉等［21］基于基本地質(zhì)條件分析了項目的各項地質(zhì)風(fēng)險。在隧洞風(fēng)險評價中，模糊綜合評價法和層次分析法的評價結(jié)果可靠性受人為因素影響較大，且不同施工單位的施工水平也存在差異，造成風(fēng)險評價的難度加大、可靠性降低。

本文根據(jù)砂化白云巖隧洞地質(zhì)因素對隧洞施工影響程度、誘發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題程度以及可能誘發(fā)的災(zāi)害規(guī)模等，建立了砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)，并在不考慮施工措施的情況下，建立了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級與砂化白云巖隧洞孕災(zāi)地質(zhì)條件的對應(yīng)關(guān)系，提出了不同地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級的針對性處理措施，以為砂化白云巖隧洞勘察設(shè)計、施工、管理提供參考依據(jù)。

1 砂化白云巖隧洞施工地質(zhì)災(zāi)害分析

以滇中引水工程玉溪段砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計資料為依據(jù)進(jìn)行分析，詳見圖1。玉溪段砂化白云巖隧洞段累計長度16.39 km，其中：Ⅲ類圍巖占比6.3%，Ⅳ類圍巖占比31.0%，Ⅴ類圍巖占比62.7%。砂化白云巖隧洞內(nèi)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害68次，災(zāi)害頻次平均4.15次/km，災(zāi)害類型有塌方、涌突水、涌水涌砂3類，其中，塌方18次、涌水涌砂14次、涌突水36次；單次最大涌砂量2 950 m3，最大涌水量57 000 m3/d，地質(zhì)災(zāi)害洞段最長處理時間7個月。

1.1 地質(zhì)災(zāi)害類型

（1） 塌方。塌方洞段埋深主要分布在130 m以下，以劇烈砂化和強烈砂化白云巖為主，總體地下水壓力較低，塌方規(guī)模主要在50 m3以下，個別劇烈砂化白云巖洞段發(fā)生大于100 m3的塌方。

（2） 涌突水。涌突水洞段埋深主要分布在100 m以上，砂化白云巖隧洞內(nèi)3種地質(zhì)災(zāi)害類型中以涌突水災(zāi)害次數(shù)最多，主要發(fā)生在強烈砂化和弱砂化白云巖洞段的破碎帶內(nèi)，地下水壓力中等—高，涌突水量差異很大，最大涌突水量57 000 m3/d，涌突水量總體與地下水壓力呈正相關(guān)，地下水壓力越大，涌突水量越大。

（3） 涌水涌砂。涌水涌砂洞段埋深主要分布在100 m以上，總體與斷層或擠壓帶關(guān)系密切，14次涌水涌砂地質(zhì)災(zāi)害均與斷層或擠壓帶相關(guān)。以劇烈砂化白云巖為主，強烈砂化和弱砂化洞段斷層或擠壓帶分布區(qū)域也有發(fā)生，地下水壓力中等—高，單次涌砂量一般100～2 950 m3，總體劇烈砂化白云巖洞段涌水涌砂規(guī)模大，強烈砂化和弱砂化白云巖洞段涌水涌砂規(guī)模相對較小。

1.2 砂化等級與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)性

砂化白云巖隧洞不同砂化等級的地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模與外水壓力關(guān)系詳見圖2。在本研究統(tǒng)計的68次地質(zhì)災(zāi)害中，劇烈砂化洞段15次，強烈砂化洞段42次，弱砂化洞段11次，地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在劇烈、強烈砂化白云巖洞段。劇烈砂化白云巖洞段地質(zhì)災(zāi)害類型有塌方和涌水涌砂；強烈砂化白云巖洞段地質(zhì)災(zāi)害類型有塌方、涌水涌砂和涌突水；弱砂化白云巖洞段地質(zhì)災(zāi)害類型以涌突水為主，個別洞段出現(xiàn)塌方和涌水涌砂。

1.3 地質(zhì)災(zāi)害影響因素

1.3.1 斷層或擠壓帶

砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害總體與斷層或擠壓帶關(guān)系密切，本次研究統(tǒng)計的68次地質(zhì)災(zāi)害中，有30次與斷層或擠壓帶相關(guān)，在規(guī)模較大的22次地質(zhì)災(zāi)害中，有15次地質(zhì)災(zāi)害與斷層或擠壓帶相關(guān)，尤其是14次涌水涌砂地質(zhì)災(zāi)害均與斷層或擠壓帶相關(guān)。而且，斷層規(guī)模、性質(zhì)、活動性等因素的不同，對地質(zhì)災(zāi)害的影響亦有所差異。

（1） 斷層規(guī)模。區(qū)域性深大斷裂及其附近洞段往往發(fā)生大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害；中小型斷層或擠壓帶由于影響范圍小，往往僅沿斷層或擠壓帶發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害；當(dāng)斷層或擠壓帶寬度為0.3～1.0 m時，常常沿著斷層或擠壓帶沖刷掏蝕形成條帶狀凹槽；當(dāng)斷層或擠壓帶寬度小于0.3 m時，地質(zhì)災(zāi)害少見。

（2） 斷層性質(zhì)。逆斷層物質(zhì)成份以劇烈砂化白云巖及斷層泥為主，正斷層和平移斷層物質(zhì)成份以強烈砂化白云巖及碎裂巖、角礫巖為主，總體逆斷層的性狀比正斷層和平移斷層更差，因此，在其他地質(zhì)條件類似的環(huán)境下，逆斷層的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻次及規(guī)模均大于正斷層和平移斷層。

（3） 斷層活動性。活動斷裂易受大地構(gòu)造力作用而產(chǎn)生錯動［22-23］，受其長期活動的影響，活動斷裂比非活動斷裂的工程地質(zhì)特性更差，影響帶范圍更廣。以滇中引水工程玉溪段老尖山隧洞為例，隧洞后段穿越晚更新世活動斷裂（玉川斷裂）洞段圍巖呈砂狀，斷裂兩側(cè)的影響帶范圍大于200 m，以劇烈砂化夾強烈砂化白云巖為主，開挖揭露了多條次級斷層，隧洞圍巖穩(wěn)定性極差，施工過程中出現(xiàn)了多次塌方災(zāi)害。

1.3.2 外水壓力

由圖2可知，外水壓力大小往往影響著地質(zhì)災(zāi)害類型和規(guī)模，外水壓力小的情況下，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻次和規(guī)模均較小；外水壓力較大的情況下，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻次和規(guī)模亦較大。劇烈砂化白云巖洞段當(dāng)外水壓力小于0.1 MPa時，地質(zhì)災(zāi)害主要為塌方，規(guī)模一般小于50 m3；當(dāng)外水壓力大于0.1 MPa時，地質(zhì)災(zāi)害主要為涌水涌砂，規(guī)模一般大于100 m3。強烈砂化白云巖洞段當(dāng)外水壓力小于0.5 MPa時，地質(zhì)災(zāi)害以塌方為主，規(guī)模一般小于50 m3；當(dāng)外水壓力大于0.5 MPa時，地質(zhì)災(zāi)害以涌突水為主，涌水涌砂次之，尤其是當(dāng)外水壓力大于0.8 MPa時，隧洞內(nèi)出現(xiàn)特大型涌突水。弱砂化白云巖洞段當(dāng)外水壓力小于0.5 MPa時，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻次少、且規(guī)模小；當(dāng)外水壓力為0.5～1.0 MPa時，地質(zhì)災(zāi)害以中小型涌突水為主。

1.3.3 單位洞長地表集水面積

單位洞長地表集水面積是指隧洞穿越巖溶水系統(tǒng)時，可以獲得的最大地表集水面積除以巖溶水系統(tǒng)內(nèi)的隧洞段長度，單位為km2/m。扯那苴隧洞前段砂化白云巖洞段地表集水面積約2.2 km2，大塘子隧洞砂化白云巖洞段地表集水面積約3.5 km2，單位洞長集水面積0.001 km2/m，隧洞開挖過程中以干燥、滲滴水為主，局部涌突水災(zāi)害洞段涌水量（20～50） m3·d-1·m-1。小撲隧洞、螺峰山隧洞出口砂化白云巖洞段開挖過程中滲水量一般為（5～20） m3·d-1·m-1，以線狀流水為主，其中，小撲隧洞王家灣-段七段地表集水面積約19 km2，螺峰山隧洞出口地表集水面積約1.8 km2，單位洞長地表集水面積0.004 km2/m，涌突水災(zāi)害洞段涌水量（20～1 000） m3·d-1·m-1，局部出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象；小撲隧洞堰塘段地表集水面積約6.9 km2，單位洞長地表集水面積0.006 km2/m，涌突水災(zāi)害洞段涌水量一般為（345～2 160） m3·d-1·m-1，局部出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象。扯那苴隧洞后段砂化白云巖洞段地表集水面積約35.5 km2，單位洞長地表集水面積0.013 km2/m，隧洞開挖過程中涌突水、涌水涌砂地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，且地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模大，最大涌砂量2 890 m3，最大涌水量達(dá)57 000 m3·d-1·m-1，總涌水量超過2 000萬m3。

2 砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分級

2.1 隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)砂化白云巖隧洞地質(zhì)因素對施工影響程度、對環(huán)境影響程度及可能誘發(fā)的災(zāi)害規(guī)模等，將砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級劃分為4個等級：極高、高、中等、一般，詳見表1。

2.2 砂化白云巖隧洞孕災(zāi)地質(zhì)條件

根據(jù)砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害類型和地質(zhì)災(zāi)害影響因素分析，不同砂化等級白云巖、斷層或擠壓帶是地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)來源，地下水是地質(zhì)災(zāi)害的動力條件，在水巖耦合作用下，砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)，因此，地質(zhì)條件是砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的基礎(chǔ)條件。根據(jù)砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)，在不考慮施工條件、人為因素的情況下，建立了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級與孕災(zāi)地質(zhì)條件的對應(yīng)表，如表2所列。

從表1～2可知：① 隧洞穿越區(qū)域大型斷層、外水壓力大于0.3 MPa的劇烈砂化洞段或外水壓力大于0.8 MPa的強烈砂化洞段，可能誘發(fā)特大型涌砂或塌方災(zāi)害，當(dāng)單位洞長地表集水面積大于0.01 km2/m時，表明地下水補給豐富，可能誘發(fā)特大型涌突水災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險極高。② 隧洞穿越小斷層或擠壓帶、干燥的劇烈砂化洞段或外水壓力不大于0.1 MPa的強烈砂化洞段或外水壓力不大于0.5 MPa的弱—微砂化洞段，局部有小型涌砂或塌方，當(dāng)單位洞長地表集水面積不大于0.001 km2/m時，表明地下水補給很小，地下水狀態(tài)為線狀流水、滲滴水或干燥，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險一般。③ 介于上述兩種情況之間時，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險為高—中等。砂化白云巖隧洞設(shè)計、施工過程中，可根據(jù)孕災(zāi)地質(zhì)條件研判隧洞的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級，采取針對性的應(yīng)對措施。

3 工程應(yīng)用

3.1 施工處理措施

3.1.1 超前地質(zhì)預(yù)報

砂化白云巖隧洞掘進(jìn)施工應(yīng)遵循“逢挖必探”的原則，超前地質(zhì)預(yù)報主要針對掌子面前方構(gòu)造發(fā)育情況、砂化等級情況以及地下水賦存、活動條件進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)地質(zhì)條件分析其可能的影響程度，預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級。

3.1.2 不同風(fēng)險等級洞段施工處理措施

（1） Ⅰ級風(fēng)險洞段：采用高壓超前預(yù)固結(jié)灌漿，超前大管棚+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐進(jìn)行初期支護(hù)，必要時，可考慮地表鉆孔（井）降水結(jié)合洞內(nèi)泄水孔的降水措施，降低施工地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級，劇烈砂化白云巖洞段應(yīng)進(jìn)行底板硬化。

（2） Ⅱ級風(fēng)險洞段：采用超前大管棚+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐進(jìn)行初期支護(hù)，設(shè)置排水孔，劇烈砂化白云巖洞段應(yīng)進(jìn)行底板硬化。

（3） Ⅲ級風(fēng)險洞段：超前小導(dǎo)管+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐進(jìn)行初期支護(hù)，設(shè)置排水孔，劇烈砂化白云巖洞段應(yīng)進(jìn)行底板硬化。

（4） Ⅳ級風(fēng)險洞段：超前錨桿+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐進(jìn)行初期支護(hù)，根據(jù)需要設(shè)置排水孔，劇烈砂化白云巖洞段應(yīng)進(jìn)行底板硬化。

3.2 關(guān)鍵隧洞段改線論證

扯那苴隧洞穿越砂化白云巖地層，1號支洞下游工作面多次發(fā)生大規(guī)模涌水涌砂，20個月僅掘進(jìn)40 m；隧洞出口工作面多次發(fā)生特大型涌突水，最大涌水量達(dá)5.7萬m3/d，總涌水量超2 000萬m3，22個月僅掘進(jìn)67 m。隧洞施工進(jìn)展緩慢，處理難度大。工程投資高，施工安全風(fēng)險高，是滇中引水工程全線的“卡脖子”工程之一。

3.2.1 扯那苴隧洞地質(zhì)概況

隧址區(qū)地層巖性主要有Zbdn薄層狀白云巖，Zbd上部為厚約100～120 m的中厚層狀長石石英砂巖、頁巖，下部為薄層狀白云巖。白云巖以強烈砂化為主，局部為劇烈砂化，長石石英砂巖、頁巖以強—弱風(fēng)化為主。隧洞東側(cè)為小江斷裂（全新世活動斷裂），西側(cè)為普渡河斷裂（晚更新世活動斷裂），北側(cè)緊鄰玉川斷裂（晚更新世活動斷裂），南側(cè)緊鄰玉通斷裂，隧洞直接穿越區(qū)域性斷裂（FⅥ-88），沿線次級斷裂發(fā)育。隧洞前段及末端穿越Zbdn白云巖洞段多位于地下水位以上，隧洞中后段穿越Zbd下部白云巖洞段地下水豐富，外水壓力0.7～0.9 MPa，具有承壓性。

3.2.2 巖溶水文地質(zhì)單元精細(xì)化劃分

扯那苴隧洞巖溶水文地質(zhì)單元分區(qū)詳見圖3和表3，隧址區(qū)及其周邊為矣文巖溶水系統(tǒng)（Ⅲ-3）和星云湖南岸巖溶水系統(tǒng)（Ⅱ-4），根據(jù)隧址區(qū)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地形地質(zhì)條件，可將隧址區(qū)及其周邊區(qū)域進(jìn)一步精細(xì)化劃分為6個巖溶水子系統(tǒng)。

3.2.3 原方案隧洞主要地質(zhì)問題

隧洞剩余未開挖洞段長約2 537.5 m，均在Zbd下部的白云巖內(nèi)，以強烈砂化為主，夾劇烈砂化和弱砂化，圍巖透水性強，隧洞本區(qū)千斤坡巖溶水系統(tǒng)的地表集水面積為13.0 km2，年補給量約515萬m3，遠(yuǎn)小于隧洞實際涌水量，需要消耗地下水靜儲量，并襲奪唐磨德巖溶水系統(tǒng)、白龍?zhí)稁r溶水系統(tǒng)的地下水，地表集水面積大。根據(jù)鉆探、物探成果分析，劇烈—強烈砂化白云巖、斷層帶、破碎帶與富水帶等疊加的洞段長度約760 m，地下水豐富、外水壓力0.7～0.9 MPa，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級為Ⅰ級，其余洞段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級為Ⅱ級，隧洞開挖極易發(fā)生涌水涌砂和涌突水等地質(zhì)災(zāi)害，施工處理難度大、施工安全風(fēng)險高，且存在地下水環(huán)境影響問題。

3.2.4 改線方案擬定及地質(zhì)評價

隧洞西側(cè)為小官山巖溶水系統(tǒng)，受區(qū)域性斷裂（FⅥ-88）和Zbd上部厚約100～120 m的長石石英砂巖、頁巖阻隔，小官山巖溶水系統(tǒng)內(nèi)地下水直接向九溪盆地排泄，總體地下水位低。改線方案擬定的思路是依托Zbd上部的長石石英砂巖、頁巖作為隔水層，避讓地下水豐富、外水壓力高的千斤坡巖溶水系統(tǒng)，隧洞從地下水位低的小官山巖溶水系統(tǒng)穿越，可以大幅度降低隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級。因此，擬定的改線方案隧洞兩端均退回至Zbd上部的長石石英砂巖、頁巖地層內(nèi)，將洞線向西側(cè)偏移150～200 m，如圖4所示。隧洞改線段主要穿越地層為Zbd上部長石石英砂巖、頁巖及Zbdn白云巖，白云巖為強烈砂化，長石石英砂巖、頁巖以弱風(fēng)化為主，隧洞穿越小官山巖溶水系統(tǒng)，地下水位低，隧洞穿越FⅥ-88斷裂洞段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級為Ⅰ級，長約50 m，其余洞段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級以Ⅲ、Ⅳ級為主，局部穿越中型斷層洞段地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級為Ⅱ級，因此，改線方案隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級比原方案大幅度降低。

3.2.5 開挖驗證

改線后隧洞開挖過程中，穿越FⅥ-88斷裂洞段提前采取超前固結(jié)灌漿、強支護(hù)等措施，其余洞段以滲水、滴水為主，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級主要為Ⅳ級，安全、快速完成了改線段的開挖施工，比計劃工期提前158 d順利貫通，實踐證明改線方案是成功的。

4 結(jié) 論

（1） 砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害類型有塌方、涌突水、涌水涌砂3類，砂化等級與地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)，地質(zhì)災(zāi)害影響因素主要為斷層或擠壓帶、外水壓力以及單位洞長集水面積等。

（2） 根據(jù)砂化白云巖隧洞地質(zhì)因素對施工影響程度、對環(huán)境影響程度以及可能誘發(fā)的災(zāi)害規(guī)模等，建立了砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)，將砂化白云巖隧洞地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級劃分為極高、高、中等、一般4個等級。

（3） 在不考慮施工措施的情況下，建立了風(fēng)險等級與孕災(zāi)地質(zhì)條件的對應(yīng)表，砂化白云巖隧洞設(shè)計、施工過程中，可根據(jù)孕災(zāi)地質(zhì)條件研判隧洞的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級。

（4） Ⅰ級風(fēng)險洞段采用高壓超前預(yù)固結(jié)灌漿+超前大管棚+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐，必要時采取降水措施，Ⅱ級風(fēng)險洞段采用超前大管棚+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐+排水孔，Ⅲ級風(fēng)險洞段采用超前小導(dǎo)管+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐+排水孔，Ⅳ級風(fēng)險洞段采用超前錨桿+掛網(wǎng)+系統(tǒng)錨桿+系統(tǒng)鋼支撐+排水孔。

（5） 在特定的地質(zhì)條件下，可考慮將隧洞線調(diào)整為從地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等級較低的區(qū)域穿越，從而實現(xiàn)安全、快速施工。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 董家興，龔欣月，米健，等.砂化白云巖隧洞圍巖分類方法SHF構(gòu)建及應(yīng)用［J］.地球科學(xué)，2024，49（8）：2813-2825.

［2］ 王志杰，杜逸文，姜逸帆，等.砂化白云巖地層隧道掌子面失穩(wěn)機(jī)制研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2021，40（增2）：3118-3126.

［3］ JIANG Y F，ZHOU P，ZHOU F C，et al.Failure analysis and control measures for tunnel faces in water-rich sandy dolomite formations［J］.Engineering Failure Analysis，2022，138（6）：106350.

［4］ ZHOU P，JIANG Y F，ZHOU F C，et al.Disaster mechanism of tunnel face with large section in sand dolomite stratum［J］.Engineering Failure Analysis，2022，131：105905.

［5］ SCHNEIDER A，LAVDAS N.Albula tunnel Ⅱ：concept for tunneling in karst-like cellular dolomite［C］∥World Tunnel Congress（WTC2013） and 39th General Assembly of the International Tunneling and Underground Space Association（ITA），2013：1027-1034.

［6］ 陸記霞，劉向陽.玉蒙鐵路秀山隧道涌水涌砂地段施工技術(shù)［J］.隧道建設(shè)，2009，29（3）：339-341.

［7］ 李東.秀山隧道水文地質(zhì)特征分析研究［J］.鐵道工程學(xué)報，2014（4）：29-35.

［8］ 姜逸帆.富水砂化白云巖地層隧道掌子面突水涌砂機(jī)制及處治對策研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2022.

［9］ 張正全.砂化白云巖突泥涌砂高風(fēng)險隧道管束注漿質(zhì)量控制［J］.路基工程，2022 （3）：218-221.

［10］劉新有，胡開富，張文濤，等.滇中引水工程白云巖砂化隧洞涌水突泥處理研究［J］.人民長江，2022，53（9）：102-108.

［11］董家興，楊吉，周倫順，等.砂化白云巖隧洞圍巖致災(zāi)構(gòu)造分類、孕災(zāi)及破壞模式研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2024，43（5）：1064-1079.

［12］張延杰，董家興，周志強，等.近斷層砂化白云巖隧洞突水涌砂演化過程及防突巖盤安全厚度研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2024，43（3）：639-652.

［13］梁駑堂.貴州地區(qū)軟質(zhì)巖石地基（泥巖、泥質(zhì)白云巖）承載特性研究［D］.貴陽：貴州大學(xué)，2007.

［14］郭建強，黃質(zhì)宏.不同試驗條件下泥質(zhì)白云巖物理力學(xué)特性試驗研究［J］.貴州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，33（3）：110-114.

［15］毛邦燕，許模，蔣良文.隧道巖溶突水突泥危險性評價初探［J］.中國巖溶，2010，29（2）：183-183.

［16］許振浩，李術(shù)才，李利平，等.基于層次分析法的巖溶隧道突水突泥風(fēng)險評估［J］.巖土力學(xué)，2011，32（6）：1757-1766.

［17］翁其能，吳秉其，向帥，等.隧道涌水突泥風(fēng)險評價模型研究［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，31（5）：944-947，965.

［18］楊卓，馬超.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的巖溶隧道突涌水風(fēng)險預(yù)測［J］.隧道建設(shè)，2016，36（11）：1337-1342.

［19］毛永強，張子平，袁青，等.隧道穿越富水破碎帶涌水突泥風(fēng)險評估模型研究［J］.人民長江，2022，53（12）：88-95.

［20］吳劍疆，羅立哲.深埋輸水隧洞施工風(fēng)險評價［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2021（11）：122-127.

［21］程光偉，杜瀟翔.巴基斯坦某水電站引水隧洞地質(zhì)風(fēng)險分析與應(yīng)對研究［J］.水電站設(shè)計，2017，33（4）：57-76.

［22］米健，沐紅元.曲江倒虹吸跨活動斷裂抗錯斷設(shè)防參數(shù)研究［J］.人民長江，2021，52（5）：108-113.

［23］胡向陽，胡中平.西藏扎拉水電站工程關(guān)鍵技術(shù)綜述［J］.水利水電快報，2024，45（6）：1-7.

（編輯：劉 媛）

Study on risk classification of geological hazards in sandy dolomite tunnel

MI Jian1，TANG Jun2，DAI Chongrui3，DONG Jiaxing4，XU Zhengbo5

（1.Yunnan Institute of Water ＆ Hydropower Engineering Investigation，Design and Research，Kunming 650021，China； 2.Central Yunnan Water Diversion Construction Administration Bureau，Kunming 650000，China； 3.China Railway ERJU 1st Engineering Co.，Ltd.，Guiyang 550002，China； 4.Faculty of Electric Power Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China； 5.China Railway Tunnel Stock Co.，Ltd.，Zhengzhou 450003，China）

Abstract：

Geological disasters occur frequently in construction of sandy dolomite tunnels，in particular，the construction safety risk of water-rich sandy dolomite tunnels is high，which seriously restricted construction period and increased investment.In order to study the internal relationship between geological disaster risk and geological environment of sandy dolomite tunnels，taking Yuxi section of the Central Yunnan Water Diversion Project as an example，the geological disaster cases of sandy dolomite tunnels were deeply studied by statistical analysis method.The results showed that there were three types of geological disasters in the sandy dolomite tunnel，including collapse，water inrush and water and sand gushing；the main influencing factors of geological disasters were fault or compression zone，external water pressure and catchment area per unit length of the cave；according to the geological conditions of the disaster，the geological disaster risk level of the sandy dolomite tunnel was divided into four levels，extremely high，high，medium and general.The research results can provide technical support for selection of construction treatment measures and the arrangement of tunnel line schemes for sandy dolomite tunnels，and provide reference for the investigation，design，construction and management of sandy dolomite tunnels.

Key words：

sandy dolomite tunnel； geological disaster risk； grading standard； disaster-pregnant geological environment； construction treatment measures； Central Yunnan Water Diversion Project

收稿日期：2024-07-24 ；接受日期：2024-10-10

基金項目：云南省重大科技專項計劃項目（202002AF080003）

作者簡介：米 健，男，正高級工程師，碩士，主要從事工程地質(zhì)與水文地質(zhì)工作。E-mail：mijian2000@126.com

通信作者：唐 俊，男，高級工程師，主要從事水利水電工程建設(shè)管理工作。E-mail：85619355@qq.com