长大隧道穿越大型活动断裂带的技术对策.ppt

东马场1号隧道 1.5km F4 华坪至丽江高速公路（华丽高速）南连大理、北接迪庆、东经华坪、西过保山，线路全长150.9km，是连接四川-云南的重要公路。其中东马场1号隧道位于程海东侧，隧道长度左线5098m，右线5205m，最大埋深613m。隧道开挖过程中大变形问题突出，为华丽高速公路项目的控制性工程之一。 泥岩、石英砂岩、泥质砂岩、泥质粉砂岩 灰岩、白云质灰岩 东马场1号隧道纵断面及施工进度图 东马场1号隧道于2017年1月10日进洞，截止2020年9月19日，开累掘进7726米，剩余2577米，其中左幅剩余1228米，右幅剩余1349米。目前4个洞口掌子面距离程海断层约550-650米。 初支单侧破坏 二衬单侧破坏 初支掉块剥落 二衬开裂破坏 仰拱隆起 钢拱架扭曲折叠 受活动断裂带、高地应力、软岩、净距小等因素的影响，大变形，尤其是非对称大变形成为东马场1号隧道面临的主要难题。仰拱累计最大隆起170cm；拱顶累计最大沉降156cm；周边收敛累计139cm，且变形仍在持续发展，尚未收敛。初支、二衬等支护结构破坏极为严重。 拟建的泸定至石棉高速公路（泸石高速）位于四川省甘孜州泸定县及雅安市石棉县境内，地处青藏高原东南缘的横断山脉，并位于大渡河中上游处。项目北接雅康高速，南连雅西高速。设计时速80公里，双向四车道，全线桥隧比89.8％，推荐线全长96.154公里。 泸石高速全线多处于典型的深切割的高山峡谷地貌高烈度地震区，隧道占比高达70%，地层条件差、地应力高且复杂；近距离平行或小角度穿越鲜水河断裂、滇东构造带等多条区域性活动大断裂带。 在近接多条大型活动断裂带的复杂地质条件下，平行于断裂带走向修建如此大规模的长大深埋隧道群在工程界尚属首次。泸石高速隧道建设与后期营运将面临近接活动断裂带与高地应力叠加作用下的隧线布设问题、施工安全性问题以及结构长期安全性问题。 川藏铁路从成都经雅安、康定、昌都、林芝到拉萨。线路依次经过四川盆地、川西高山峡谷区、川西高原山区、藏东南横断山区、藏南谷地区等地貌单元。其中雅安至林芝新建正线长度1008.45km，新建隧道72座计851.48km，占线路全长的84.43%。长度10-20km隧道19座、长度20-30km隧道10座、长度30km以上隧道6座。 雅鲁藏布江 易贡藏布江 怒江 澜沧江 金沙江 雅砻江 大渡河 穿越横断山脉 川藏铁路工程概述 第*页 竢实扬华，自强不息 沿线区域地震震中分布 川藏铁路所经区域地势跌宕起伏，跨越金沙江、澜沧江、怒江三江并流的横断山区，地处欧亚板块与印度板块碰撞隆升形成的青藏高原中东部，沿线山高谷深、地层岩性混杂多变，新构造运动剧烈，深大活动断裂广泛分布，内、外动力地质作用强烈，强震频繁，震级大、烈度高。 川藏线工程区域以板块缝合带、地壳拼接带等深大活动断裂为构造格架，与其它活动断裂带一起，构成了与川藏铁路关系最为密切的地质构造。板块缝合带断裂带主要包括澜沧江断裂带、雅鲁藏布江断裂带等；地壳拼接带断裂主要包括龙门山断裂、金沙江断裂、怒江断裂带；其他活动断裂带还包括鲜水河断裂、甘孜－玉树断裂、理塘断裂、巴塘断裂、玉龙希断裂、八宿断裂、嘉黎断裂和米林-鲁朗断裂，属于全新活动断裂。 全线通过4个一级构造单元，12个二级构造单元，以深大活动断裂为主控构造。雅安至林芝有11条活动断裂带。 川藏铁路 第*页 竢实扬华，自强不息 龙门山断裂带南段：主要耿达-陇东断裂、盐井-五龙断裂、大川-双石断裂组成，断裂指向涉及线路； 澜沧江断裂带：南北走向，最大突发垂直位错量约1m，水平约2～3m； 怒江断裂带：羊达-亚许支断裂左旋水平位错量约3～4m，怒江断裂带（南支）最大走滑位错量约3～4m； 鲜水河断裂带：全新世强烈活动大型走滑左旋断裂带，其支断裂色拉哈断裂可能最大位错量4m； 理塘断裂带：全新世强烈活动左旋走滑断裂，最大位错量约4.1m； 巴塘断裂带：全新世右旋走滑断裂，最大水平位错量2～2.5m； 金沙江断裂带：结构复杂的缝合带，由3条主断裂和多条支断裂组成； 边坝-洛隆断裂带：最大突发水平位错量约3～4m； 嘉黎断裂带：区域性长达断裂，最大右旋走滑位错量约5～6m； 米林断裂带：逆冲断层，垂直位错量约2～3m 活动断裂以一定速率持续不断地蠕滑，地震时更将产生强烈错动。活动断裂带不同的变形方向、变形量值对隧道结构的影响程度不同，相应的工程措施也各异，需要开展活动断裂带类别、几何形变方向、大小及影响范围的预测和判别。 第*页 竢实扬华，自强不息 02 活动断裂带形变几何关系预判 亟需解决的重大问题 第*页 竢实扬华，自强不息 02 隧道结构受荷及释能模式 考虑蠕滑作用的地震动响应研究 近、远场地震动特性 需要研究活动断裂错动对隧道的影响机制、穿越或临近断裂带隧道衬砌结构在断层