圆梁山隧道岩溶突水机理及防治对策研究.pdf

第27卷第2期岩土力学Vol.27No.2
2006年2月RockandSoilMechanicsFeb.2006

文章编号：1000－7598－(2006)02―0228―05

圆梁山隧道岩溶突水机理及防治对策研究

12,33
刘招伟，何满潮，王树仁

(1.北京交通大学土建学院，北京100044；2.中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京100083；
3.中国地质大学（北京）岩土工程与地热工程创新基地，北京100083)

摘要：采用现场调查、数值模拟与理论分析相结合的研究方法，对圆梁山隧道岩溶突水的机理及其防治技术进行了系统地
研究，揭示了隧道岩溶突水是受水压、岩溶充填物与隧道围岩塑性区范围等影响的渐进破坏过程，总结了隧道岩溶突水机理，
并针对圆梁山隧道揭示的溶洞情况，制定了岩溶突水的防治原则，实现了复杂岩溶条件下安全、高效的施工效果。
关键词：圆梁山隧道；岩溶突水；数值模拟；防治对策
中图分类号：TV554文献标识码：A

Studyonkarstwaterburstmechanismandpreventioncountermeasures
inYuanliangshantunnel

LIUZhao-wei1,HEMan-chao2,3,WANGShu-ren3
(1.CivilEngineeringDepartment,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China;2.GeotechnicalEngineeringInstitute,ChinaUniversityofMiningand
Technology,Beijing100083,China;3.InnovativeBaseofGeotechnicalandGesthermalEngineering,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Abstract:Bymeansofinvestigationontheengineeringgeologicalconditions,numericalmodeling,andtheoreticalanalysis,the
mechanismofthekarstwaterburstanditspreventioncountermeasuresinYuanliangshantunnelareresearchedsystematically.The
resultsshowthatthekarstwaterburstintunnelsisagraduallydevelopedprocess,whichisinfluencedbywaterpressure,different
fillingmaterialsandtheplasticzonesaroundthetunnel.Themechanismofthekarstwaterburstintunnelsissummarized;andin
lightofthekarstconditionsexposedinYuanliangshantunnel,theprinciplesforpreventingthekarstwaterburstareestablished.Thus,
constructionoftunnelsundercomplexkarstconditionswithsafetyandhighefficiencyhasbeenachieved.
Keywords:Yuanliangshantunnel;karstwaterburst;numericalsimulation;preventioncountermeasure

隧道岩溶突水一直被认为是世界性的难题。我
1引言
国境内岩溶分布广泛，约占国土面积的1/3，随着技
圆梁山隧道是渝怀铁路线上最长的隧道，全长术的进步和交通事业的加速发展，在岩溶地区修建
11.068km，为已建和在建铁路隧道中施工难度最大的隧道工程将会越来越多。尽管近年来国内外相关
的工程之一。该隧道穿越高压富水的毛坝向斜、桐研究取得了不少成果[2～5]，但针对圆梁山隧道工程而
麻岭背斜和冷水河浅埋段，地貌形态明显受地质构言，仍存在许多问题。因此，以圆梁山隧道为工程
造控制，岩层具带状展布特征(图1)。隧道穿越的可背景进行岩溶突水机理及防治对策的研究，不仅具
溶性灰岩地层总长约7100m，占隧道总长的64%。有重要的理论意义，而且具有重大的工程实用价值。
在隧道施工中，先后在桐麻岭背斜和毛坝向斜遇到
2隧道突水地质模式及突水机理
了5个深埋充填型溶洞，充填介质为粉细砂、粉质
黏性土和黏土等。预估正常涌水量为9.8×104m3