第七届工程地质大会论文21.doc

第七届全国工程地质大会征文 渝怀铁路圆梁山隧道桐麻岭背斜东翼岩溶 涌水突泥灾害与整治方案比选( 蒋良文1,2 易勇进1,2 杨 翔1,2 陶伟明1,2 （1.铁道第二勘察设计院，成都 610031；2.渝怀铁路圆梁山隧道动态设计组，重庆酉阳 409800） 摘 要：圆梁山隧道是在建铁路重庆至怀化线的关键性控制工程，隧道全长11.068km，最大埋深约780m。隧道施工穿越桐麻岭背斜东翼时，遇到了水平循环带岩溶强烈发育地段，该地段岩溶十分发育，且连通性好；加之数次强降雨，DK361+764、DK360+873等段多次突发大规模的涌水突泥砂、块石灾害，造成部分施工机具掩埋损毁，施工掘进严重受阻，蒙受巨大的经济损失，初步分析认为涌水突泥与地下暗河或岩溶泉群的主管道网络发生较为密切的联系，可以直接接受大气降水补给。为了确保隧道施工和运营安全，针对背斜东翼段岩溶发育情况、涌水突泥特征及其降雨影响程度，进行了泄水洞排水、平导排水、封堵和堵排结合四个整治方案比选，最终采用了泄水洞方案； 2003年5～9月雨季，背斜地区多次普降（特）大暴雨，DK361+764、DK360+873等地段又再二三地突发大规模的涌突水（泥、砂、块石），都通过兴修的泄水洞排泄掉了，隧道及其衬砌结构安然无恙，表明采用泄水洞方案整治背斜东翼段的岩溶涌水突泥灾害是正确的选择。 关键词：岩溶 水平循环带 涌水突泥 灾害 整治方案 桐麻岭背斜 圆梁山隧道 1.隧道地质地貌概况 圆梁山深埋特长隧道是在建铁路重庆至怀化线的关键性控制工程，隧道全长11.068km，隧道进口位于细沙河东岸的瞻家坝，进口里程DK351+ 465、路肩设计标高549.16 m；出口位于属麻旺河源头的炭厂河西岸，出口里程DK362+533、路肩设计标高503.74 m。隧道为预留复线条件、平导超前施工的单线人字坡隧道，人字坡顶里程DK355+820、路肩设计标高560.52 m。隧道最大埋深约780m，对应里程DK353+035、路肩设计标高552.16 m。隧道位于川东鄂西褶皱山地与贵州高原的接壤带，地处武陵山脉腹地，穿越乌江与沅江水系分水岭毛坝～圆梁山地区，为中、低山深切河谷地貌，地形条件十分困难，相对高差500~800余米，地貌形态明显受构造和岩性控制，具条带状展布特征。地质构造异常复杂，属川黔湘鄂褶皱带之秀山穹褶束与黔江凹褶束接合部，为燕山期形成的北东35°左右的盖层褶皱带，后期遭受了喜山期北东18°左右的褶皱改造。褶皱带南段呈北北东向，向北渐变为北东～北东东向，因而总体形貌呈向北西凸出的弧形（图1）。 隧道穿越的主要地质构造为毛坝向斜和桐麻岭背斜及其伴生或次生断裂等构造；其中DK357+665~DK362+533为寒武系（∈）、奥陶系（O）以碳酸盐岩沉积建造为主构成的桐麻岭背斜地段，岩性主要为灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩夹薄层泥、页岩、泥灰岩。桐麻岭背斜轴部通过青山、艮山、腴地坡等，长60Km，平面形态略呈“S”形延伸，存在三个高点，可分为南、中、北等三段。隧道穿越背斜地段属桐麻岭背斜北段，南由老鸹山进入，其高点位于腴地坡稍北，呈短轴背斜，沿轴向南、北两端逐渐倾伏，向北于大竹园伸出本区；区内长11.7Km，轴线为N20～30°E，两翼倾向东缓(40～50°)、西陡(50～80°)，轴面东倾，轴部紧密。短轴背斜南段老鸹山至大洞山轴部被断层破坏。背斜核部出露最老的地层为寒武系中统高台组（∈2g），两翼依次为寒武系中统高台组（∈2g）、平井组（∈2p）上统毛田组（∈3m）、耿家店组（∈3g）和奥陶系（O）碳酸盐岩为主的地层（图2）；背斜地段发育分布F1、F2、F01等三条顺地层走向发育的纵向压性断层；受多期构造演化的强烈影响，其核部呈M型的复式背斜，顺层裂隙与横向裂隙强烈发育。背斜轴部成山（NNE向延伸），两翼成谷，岩溶地貌十分发育，具有明显的台地特征，即标高1100～1150m，950～1050m，700～800m三级台地。标高1100～1150m台地有几十厘米厚的残积层及形态不完整的古老洼地；标高980～1050m台地两翼均有保存，东翼分布于徐家～杨家盖一线，表现为小型的槽谷、洼地、峰丛或缓坡等，缓坡地带也保存有数十厘米厚的残积粘土，西翼分布于三潭村等，表现为缓坡、小型的槽谷和洼地等；标高700～800m台地在东西两翼均有规模较大的溶蚀槽谷和峰丛地貌，槽谷内发育串珠状洼地，洼地长轴方向与背斜轴部延伸方向一致，因此，背斜地段存在利于岩溶和岩溶水发育的条件。在施工期间，圆梁山隧道桐麻岭背斜东翼即隧道出口段DK361＋764、DK360＋873地段多次发生大规模涌水突泥砂灾害。 图2 圆梁山隧道桐麻岭背斜地质剖面示意图（比例1:10000） 2.