高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形专项方案.doc

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八台山隧道高地应力下硬岩岩爆与
软岩大变形专项方案
一、工程概况
1、概况
城口至万源快速公路通道工程采用二级公路标准，设计速度为60公里/小时；路基宽度为12米。
城口至万源快速公路通道CW10合同段位于四川万源堰塘乡布袋溪村，里程为K46+000～K48+640，全长2.640km。本合同段主要工程内容为八台山隧道主洞2480m/0.5座，避难通道2450m/0.5座，1-4*3m钢筋砼盖板涵一座，路基土石方5115m3。
八台山隧道主洞起止里程K43+205～K48+480，全长5275m,避难通道起止里程YK43+206～YK48+450，全长5244m。属特长隧道。其中主洞K46+000～K46+480段、避难通道起止里程YK46+000～YK48+450，位于CW10合同段内，是本合同段的控制性工程。
2、地形地貌
八台山隧道进口位于重庆市城口县双河乡干坝子河村、出口位于四川万源堰塘乡布袋溪村。
隧道穿越的八台山，受地质构造控制，山脊由东向西横亘，山脊两侧为面积较小的山湾。形成山丘、山脊与沟谷相间形态，以山丘为中心形成向四周发育的“爪”状山沟；隧道轴线地面最高点位于洞身段K44+610的山脊顶部，标高为1797.74m,一般地面标高740.0～1596.2m，最低点位于隧道进口的溪沟底部，标高731.50m左右，相对高差856.2m.隧道区地貌形态为构造剥蚀、溶蚀中山地貌单元区。
3、工程地质
八台山隧道地质复杂，裂隙倾角大，多为陡倾裂隙，节理面较平直，呈微张～张开状，宽1-50㎜不等，裂隙面附褐色铁质膜，局部为泥质充填。由洞口向洞身地质条件依次为:
（1）出口段位于一斜坡上，地表覆盖有第四系崩坡积块石土，基岩为三叠系下统嘉陵江组的盐溶角砾岩。角砾状结构、岩溶发育。
（2）本隧道洞身段主要为III～V级围岩，构成III级围岩的地层岩性以灰岩为主，呈中厚层状。跨度5米，跨度5～10米，可稳定数月，可发生局部块状位移及小～中塌方；构成IV级围岩的地层岩性以大冶组、栖霞组灰岩为主，呈薄～中厚层状。一般无自稳能力，数日～数月内可发生松动变形及小塌方，进而发展为中～大塌方，有明显的塑性流动变形和挤压破坏；构成V级围岩的地层岩性以页岩、炭质页岩、泥质粉砂岩为主，呈薄～中厚层状。岩体受地质构造及风化作用影响较重，裂隙较发育，呈碎、裂状，松散结构，易坍塌，围岩无自稳能力，跨度5米或更小时，可稳定数日。
（3）不良地质：
①岩溶
八台山隧道主洞K46+560～K47+990段、避难通道K46+560～K47+990段为富水地段且岩溶特别发育，极易发生突水、突泥情况。
②煤层、煤线与瓦斯
隧道穿越二叠系上统吴家坪组含煤地层，该区域煤层厚0.3～0.6m,但煤层变化大,不稳定,没有工业储量。八台山隧道主洞K43+840～K43+882、K44+354～K44+400、K45+300～K45+349、K45+752～K45+797段属于瓦斯隧道，避难通道YK43+851～YK43+892、YK44+365～YK44+411、YK45+319～YK45+369、YK45+770～YK45+812段属于瓦斯隧道，瓦斯防护等级二级。
③破碎地段
隧道在洞身深埋K47+150～K47+857段Ⅲ级围岩中考虑部分破碎带，避免塌方，确保施工安全。局部破碎地段采用动态设计、动态施工，应严格按照局部破碎带动态设计程序执行。
④高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形
深埋隧道高地应力下的硬岩岩爆与软岩大变形：八台山隧道最大深埋约为856m，隧道深埋段主要岩性为三叠系下统大冶组、二叠系上统吴家坪组、下统茅口组、二迭系上统长兴组灰岩、页岩、煤层。其中灰岩为较坚硬岩，炭质页岩、煤层为极软岩～软岩。本次勘察施工的所有钻孔，孔底岩心仍主要呈柱状、长柱状，未见高初始应力释放的饼状化岩芯，故证明隧道区地应力较低，但从隧址区周边在建和已建的隧道情况来看，软质岩大变形和高应力的情况可能存在，但不会很严重。因此可能存在岩爆与软质大变形情况的可能，施工时需加强监测。重点注意：主洞K43+950～K45+830段可能会发生岩爆，主洞K43+840～K43+882、K44+354～K44+400、K45+300～K45+349 、K45+752～K45+797段可能会发生大变形，避难通道与之对应段落也可能发生岩爆或者大变形。

⑤膏盐膏盐（石膏）：
八台山隧道在里程K46+563～K46+589、K46+954～K47+148段分布三叠系嘉陵江二段的膏盐（石膏）矿；K48+287～K46+480段分布三叠系嘉陵江二段的少量膏盐（石膏）矿。隧道走廊区分布的膏盐（石膏）矿主要为三叠系嘉陵江四段地层，在隧道里程K46+785处地面有揭露。膏盐（石膏）段地下水对砼具有