苗德海,馬 濤,王 偉,李鳴沖

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

1 概述

宜萬(wàn)鐵路東起湖北省宜昌市,西至重慶市萬(wàn)州區(qū),是鐵路進(jìn)、出川渝地區(qū)的東通道之一,也是滬漢蓉快速鐵路通道的重要組成部分,線路全長(zhǎng) 377km,為國(guó)家Ⅰ級(jí)干線電氣化鐵路,宜昌東至涼霧段為雙線,長(zhǎng) 288 km,設(shè)計(jì)時(shí)速 160km,滿足開(kāi)行雙層集裝箱貨運(yùn)條件;涼霧至萬(wàn)州段為單線,長(zhǎng) 89km,設(shè)計(jì)時(shí)速 120km。宜萬(wàn)鐵路平面見(jiàn)圖1。

線路位于云貴高原的東北麓,主要行經(jīng)在長(zhǎng)江與清江的分水嶺地帶,主要不良地質(zhì)有巖溶、巖溶水、順層、滑坡、崩塌、巖堆、斷層破碎帶、瓦斯、高地應(yīng)力等;其地形、地質(zhì)條件之復(fù)雜集西南山區(qū)鐵路之大成,建設(shè)條件之艱、難、險(xiǎn)居我國(guó)鐵路歷史之最,被多位院士和專家稱為世界級(jí)難題。全線共分布 159座隧道,總長(zhǎng)338.771km,左線隧線比高達(dá) 60%。隧道工程于 2003年底開(kāi)工,至 2009年 12月 10齊岳山隧道貫通,歷時(shí) 6年之久。8座Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道的貫通,標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)成功攻克了巖溶隧道工程修建的世界級(jí)難題。宜萬(wàn)鐵路隧道按長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

圖1 宜萬(wàn)鐵路平面

表1 宜萬(wàn)鐵路隧道統(tǒng)計(jì)

2 主要設(shè)計(jì)原則

2.1 建筑限界及內(nèi)輪廓

宜昌至涼霧段隧道:根據(jù)《時(shí)速 160km新建鐵路線橋隧站設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》、《新建客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》、《鐵路雙層集裝箱運(yùn)輸裝載限界》等要求擬定隧道建筑限界及襯砌內(nèi)輪廓,單線隧道內(nèi)軌以上凈空面積為 44.97m2,雙線隧道內(nèi)軌以上凈空面積不小于 78.4m2,雙線車站、三線車站及四線雙連拱車站隧道內(nèi)輪廓,根據(jù)上述建筑限界和站場(chǎng)股道平面布置及車站內(nèi)附屬設(shè)施安裝要求等重新擬定。

涼霧至萬(wàn)州段隧道:采用“隧限—2A”建筑限界及內(nèi)輪廓(圖2)。

2.2 襯砌結(jié)構(gòu)

全線暗挖隧道采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),明挖隧道采用整體式襯砌結(jié)構(gòu),高地應(yīng)力軟巖大變形地段采用雙層初期支護(hù)的加強(qiáng)型支護(hù)結(jié)構(gòu)(圖3),地下水發(fā)育地段考慮水壓的影響采用抗水壓襯砌結(jié)構(gòu)(圖4)。

圖2 隧道建筑限界及內(nèi)輪廓(160km/h)(單位:cm)

圖3 高地應(yīng)力軟巖大變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)(單位:cm)

圖4 抗水壓襯砌結(jié)構(gòu)(單位:cm)

2.3 軌道結(jié)構(gòu)形式及類型

隧道工程約占線路長(zhǎng)度的 60%,為減少道床維護(hù)工作量,降低運(yùn)營(yíng)維修費(fèi)用,在宜昌至涼霧段 3km以上的隧道及齊岳山隧道內(nèi)設(shè)置Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道(CRTSⅠ),長(zhǎng)約 200km,其余隧道采用有砟軌道。

2.4 防排水

隧道工程防排水遵照“防、排、堵、截結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則,對(duì)位于垂直循環(huán)帶內(nèi)的隧道,當(dāng)遭遇溶隙、管道、溶洞時(shí),盡量維系原有的排水通道;對(duì)處于水平循環(huán)帶內(nèi)的隧道,當(dāng)遭遇管道、溶洞、暗河時(shí),宜考慮排水降壓的措施,降低施工風(fēng)險(xiǎn),確保施工安全,隧道結(jié)構(gòu)承受部分水壓力的作用;對(duì)于隧道穿越斷層破碎帶、不同巖性的接觸帶時(shí),當(dāng)采取排水方案造成介質(zhì)大量流失、地層破壞,影響水文環(huán)境時(shí),宜考慮“以堵為主、限量排放”的原則,隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮水壓力影響。

2.5 輔助坑道

宜萬(wàn)鐵路巖溶、巖溶水發(fā)育,輔助坑道的選擇不僅需要考慮施工期限、地形、地質(zhì)等條件,更要考慮排水、防災(zāi)救援等方面的要求,長(zhǎng)大隧道應(yīng)優(yōu)先選擇平行導(dǎo)坑、橫洞,慎重選擇斜井,避免設(shè)置豎井,全線共設(shè)置42座輔助坑道,其中平行導(dǎo)坑 7座—63026m、橫洞17座—5834m、斜井 10座—5139m、排水洞 8座—19395m,累計(jì)長(zhǎng)度93394m。

2.6 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)、照明、消防救援等

在長(zhǎng)度大于 8km的堡鎮(zhèn)、野三關(guān)、大支坪和齊岳山 4座隧道內(nèi)設(shè)置運(yùn)營(yíng)通風(fēng),采用射流風(fēng)機(jī)縱向式通風(fēng),風(fēng)機(jī)集中堆放式布置于洞口端。

長(zhǎng)度大于 3km的隧道設(shè)置冷光源固定式照明設(shè)備,長(zhǎng)度大于 5km的隧道設(shè)置應(yīng)急照明設(shè)備,其余隧道按有關(guān)規(guī)定配備照明電源接引條件。

在長(zhǎng)度大于 5km的隧道,在洞口附近設(shè)置消火栓,隧道內(nèi)有電氣設(shè)備處設(shè)置消防裝置;橫通道內(nèi)設(shè)置防火門和報(bào)警電話,橫通道和貫通平導(dǎo)內(nèi)設(shè)置應(yīng)急照明和通訊設(shè)施。

3 隧道工程特點(diǎn)

3.1 地形困難,隧道眾多

宜萬(wàn)鐵路沿線山高坡陡、河谷深切、地形困難,共設(shè)置 159座隧道,長(zhǎng) 338.771km,左線隧線比高達(dá)60%,受技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及車站設(shè)置影響,全線設(shè)置了大量的車站、橋隧相連、燕尾式隧道;其中車站隧道 8座(圖5),橋隧相連隧道 13座(圖6),燕尾式隧道 16座。

圖5 車站隧道

圖6 橋隧相連隧道

3.2 巖溶、巖溶水發(fā)育巖溶類型多

宜萬(wàn)鐵路隧道工程揭露的巖溶類型主要有暗河、溶洞、管道、裂隙等,其中穿越復(fù)雜暗河系統(tǒng) 20余條,遭遇大型高壓富水溶洞 30余處、大型充填半充填溶洞100多處、富水巖溶管道寬張裂隙 100余處。典型巖溶類型如表2所示。

3.3 工程難度大、施工風(fēng)險(xiǎn)高

宜萬(wàn)鐵路沿線巖溶、巖溶水極為發(fā)育,暗河系統(tǒng)密布,多座隧道穿越溶洞、暗河及斷層,白云山、八字嶺、野三關(guān)、大支坪、馬鹿箐、齊岳山等隧道在暗河下部通過(guò),云霧山、齊岳山、別巖槽等隧道穿越多條區(qū)域大斷裂,由于目前的超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)手段只能宏觀預(yù)測(cè),難以準(zhǔn)確判釋,工程難度巨大,施工風(fēng)險(xiǎn)極高。

表2 典型巖溶類型

五爪觀隧道五爪觀暗河:位于車溪風(fēng)景區(qū)上游,長(zhǎng)度大于 1km,暗河下游為五爪觀電站,隧道直接穿越巖溶暗河大廳,大廳橫向?qū)?120m,縱向長(zhǎng) 71m,洞內(nèi)巖堆高聳,發(fā)育有石筍、鐘乳石等巖溶景觀,大廳內(nèi)堆積物達(dá)數(shù)十萬(wàn)方,實(shí)測(cè)暗河最大流量13500m3/h,五爪觀隧道遭遇的暗河大廳見(jiàn)圖7。采用“歸槽引流、抬升暗河、注漿加固”的處理方案,歷時(shí) 2年建設(shè),才順利通過(guò)該暗河大廳。

圖7 五爪觀隧道遭遇的暗河大廳

云霧山隧道“+617”富水溶洞群:該溶洞群在Ⅰ、Ⅱ線均有發(fā)育,溶洞相互連通,縱向長(zhǎng)度 20～60m,水壓達(dá) 0.84MPa。超前鉆孔探測(cè)過(guò)程中鉆孔曾發(fā)生突水、涌砂,水量約 800m3/h,噴射距離達(dá) 20m,造成Ⅰ線淹井1035m,Ⅱ線淹井 657m,涌砂1350m3,僅抽水及清淤就花費(fèi)了近 2個(gè)月時(shí)間。如圖8所示。

圖8 云霧山隧道“+617”溶洞充填物

齊岳山隧道平導(dǎo) PDK363+537巖溶裂隙:平導(dǎo)PDK363+537掌子面開(kāi)挖 6h后,掌子面右軟弱夾層(厚 25cm左右)位置發(fā)生涌水,涌水量3500m3/h,涌水開(kāi)始階段是渾水,后逐漸變清。由于涌水量大、速度快,淹沒(méi)平導(dǎo) 1347m,正洞 816m。涌水后,歷經(jīng)近 3月的全力抽排,方恢復(fù)正常施工。如圖9所示。

3.4 自主創(chuàng)新成果顯著、科技含量高

在鐵道部有關(guān)部門的指導(dǎo)和支持下,根據(jù)隧道工程的實(shí)際需要,開(kāi)展了大量科研攻關(guān)工作,自主創(chuàng)新成果顯著。

針對(duì)大型高壓富水?dāng)鄬印⒋笮透凰涮钊芏吹炔涣嫉刭|(zhì)情況,提出了“排水減壓、注漿加固”注漿新理念,系統(tǒng)掌握了不同巖溶類型、不同水文地質(zhì)條件下注漿技術(shù);確定了不同水壓力條件下合理的隧道襯砌斷面形式、支護(hù)結(jié)構(gòu)體系及施工方法,全面攻克了隧道穿越高壓富水?dāng)鄬?、高壓富水充填溶洞設(shè)計(jì)、施工的世界級(jí)難題。

圖9 齊岳山隧道PDK363+537巖溶裂隙涌水

針對(duì)隧道穿越大型溶洞的形態(tài)及充填性質(zhì)等,系統(tǒng)研究了隧道襯砌結(jié)構(gòu)、隧底基礎(chǔ)類型及施工方法等,創(chuàng)新地提出了雙層框架結(jié)構(gòu)、非對(duì)稱拱形結(jié)構(gòu)等,掌握了隧道穿越大型溶洞的關(guān)鍵技術(shù),填補(bǔ)了隧道修建技術(shù)的多項(xiàng)空白。

系統(tǒng)分析了高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖大變形產(chǎn)生的機(jī)理,制定了“合理變形、剛?cè)岵?jì)、多重支護(hù)、加強(qiáng)襯砌”的設(shè)計(jì)原則,創(chuàng)新地提出了適用于高地應(yīng)力軟巖大變形隧道斷面形式、支護(hù)參數(shù)及施工方法。

4 設(shè)計(jì)對(duì)策

4.1 風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

根據(jù)隧道穿越的地層巖性、巖溶發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造、富水程度等指標(biāo)將巖溶隧道劃分為Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)、Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)、一般風(fēng)險(xiǎn) 3類,進(jìn)行分級(jí)管理,其中八字嶺、野三關(guān)、大支坪、云霧山、馬鹿箐、金子山、齊岳山、別巖槽 8座隧道為Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道,高陽(yáng)寨、魯竹壩 2號(hào)、龍麟宮等 26座隧道為Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道,其余為一般隧道。巖溶隧道風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 巖溶隧道風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

4.2 超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是隧道施工地質(zhì)工作最主要的工作內(nèi)容,應(yīng)作為一道工序納入施工組織設(shè)計(jì)中。其工作分為:(1)既有資料收集;(2)地質(zhì)素描;(3)洞內(nèi)外水文調(diào)查;(4)監(jiān)測(cè)測(cè)試;(5)超前地質(zhì)預(yù)測(cè);(6)綜合分析判斷。根據(jù)勘察成果,分析隧道區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景、巖性、構(gòu)造及區(qū)域水文情況,按照每段可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)類型,劃分超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等級(jí)(A+、A、B、C),并確定其超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)項(xiàng)目及數(shù)量。

4.3 排水減壓

宜萬(wàn)鐵路沿線巖溶水異常發(fā)育,8座Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道均位于水平循環(huán)帶,地下水位高,壓力大,威脅施工安全。針對(duì)馬鹿箐隧道“+978”溶洞、云霧山隧道“+617”溶洞群 、大支坪隧道 “+990”溶洞、野三關(guān)隧道“+602”溶洞等高壓富水溶洞,創(chuàng)新性地采用了逼近溶洞鉆孔排水降低溶洞水壓,排水洞接通溶洞的排水減壓新方法,消除了高壓富水溶洞的施工風(fēng)險(xiǎn),保障了后續(xù)施工及結(jié)構(gòu)安全。

4.4 注漿

隧道穿越充填型溶洞或大型區(qū)域斷層時(shí),由于溶洞充填物或斷層介質(zhì)工程力學(xué)條件差,特別是在高壓水的作用下極易塌方變形,甚至突水、突泥。為保證施工安全,必須對(duì)溶洞充填物、斷層介質(zhì)進(jìn)行注漿加固,但在高壓水條件下注漿難度呈數(shù)倍增加,宜萬(wàn)鐵路在傳統(tǒng)注漿理論基礎(chǔ)上,提出了“排水減壓、注漿加固”注漿新理念,攻克了高壓富水條件下注漿技術(shù)難題。高壓富水條件下注漿方案見(jiàn)表4。

4.5 特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)溶洞規(guī)模、形態(tài)、充填及地下水情況,創(chuàng)新采用了雙層框架結(jié)構(gòu)(圖10)、不對(duì)稱拱形結(jié)構(gòu)、偏壓斜墻結(jié)構(gòu)、雙耳墻型結(jié)構(gòu)等特殊結(jié)構(gòu)及樁基承臺(tái)、樁基托梁、拱橋、板梁、復(fù)合地基等隧底結(jié)構(gòu)(圖11)。

表4 高壓富水條件下注漿方案

圖10 雙層框架結(jié)構(gòu)

圖11 復(fù)合地基隧底結(jié)構(gòu)

4.6 防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)包括聲光報(bào)警、應(yīng)急通信、電視監(jiān)控、逃生通道、疏散標(biāo)志、應(yīng)急照明及供電系統(tǒng)、逃生裝備等[2]。Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道施工時(shí)應(yīng)配置聲光報(bào)警、應(yīng)急通信、電視監(jiān)控及應(yīng)急照明供電系統(tǒng),同時(shí)在正洞及輔助坑道內(nèi)設(shè)置逃生通道及疏散標(biāo)志,掌子面配備逃生裝備,以利于發(fā)生突發(fā)事件時(shí)隧道內(nèi)人員安全、迅速撤離。

4.7 安全性監(jiān)測(cè)

宜萬(wàn)鐵路隧道地質(zhì)條件復(fù)雜,采取了多種新型特殊結(jié)構(gòu),為及時(shí)掌握隧道結(jié)構(gòu)工作狀態(tài),對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全性狀況做出評(píng)估,為隧道的施工處理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供依據(jù),對(duì)復(fù)雜隧道工點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀況進(jìn)行了安全性監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水壓力監(jiān)測(cè)、注漿加固圈穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、圍巖與初期支護(hù)接觸壓力監(jiān)測(cè)、初期支護(hù)內(nèi)力監(jiān)測(cè)、初期支護(hù)與二次襯砌接觸壓力監(jiān)測(cè)、二次襯砌內(nèi)力監(jiān)測(cè)、注漿加固圈滲水量監(jiān)測(cè)、隧道基底沉降監(jiān)測(cè)等。根據(jù)隧道的不同特點(diǎn),選擇相應(yīng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,所有監(jiān)測(cè)信息采用自動(dòng)化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)分析自動(dòng)化[3]。

5 重點(diǎn)隧道介紹

5.1 堡鎮(zhèn)隧道

堡鎮(zhèn)隧道長(zhǎng)11595m,通過(guò)志留系下統(tǒng)的粉砂質(zhì)、砂質(zhì)頁(yè)巖,局部為炭質(zhì)頁(yè)巖,埋深 630m,洞身最大水平主應(yīng)力為 16MPa,屬極高應(yīng)力區(qū),極易產(chǎn)生大變形。綜合考慮高應(yīng)力條件下隧道施工安全和進(jìn)度、兩端接線條件、運(yùn)營(yíng)期間的救援與逃生、工程投資等因素,經(jīng)過(guò)“雙線隧道 +平導(dǎo)”、“兩條單線隧道”、“單線隧道 +平導(dǎo)(后擴(kuò)挖成單線隧道)”的方案比較,確定了“單線隧道 +平導(dǎo)(后擴(kuò)挖成單線隧道)”的設(shè)計(jì)方案。

隧道穿越富水炭質(zhì)頁(yè)巖段受褶皺影響強(qiáng)烈,裂隙極為發(fā)育,圍巖呈餅狀,噴錨支護(hù)最大水平收斂值為99cm,最大拱頂下沉值為 52cm,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)定、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法,系統(tǒng)開(kāi)展了軟弱圍巖大變形機(jī)理、極限位移管理標(biāo)準(zhǔn)、合理支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性綜合評(píng)價(jià)等研究,確定了“合理變形、剛?cè)岵?jì)”的設(shè)計(jì)原則,制定了“超前預(yù)加固、超短臺(tái)階開(kāi)挖、雙層支護(hù)、加強(qiáng)襯砌”總體設(shè)計(jì)方案,為隧道的順利貫通提供了技術(shù)保障。

5.2 野三關(guān)隧道

野三關(guān)隧道長(zhǎng)13833m,為全線最長(zhǎng)隧道,最大埋深684m,縱坡為人字坡,進(jìn)口段為燕尾式連拱、小間距隧道,其余段為 2條單線隧道,線間距 30m。隧道穿越灰?guī)r地層 8.77km,占隧道的63%,區(qū)內(nèi)發(fā)育 6條巖溶管道流和 12條斷層,巖溶水極其發(fā)育,為Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道,全線控制性工程。野三關(guān)隧道地質(zhì)平面見(jiàn)圖12。

圖12 野三關(guān)隧道地質(zhì)平面

“+602”高壓富水充填溶洞發(fā)育在兩阻水層間的茅口、棲霞組灰?guī)r中,縱向長(zhǎng) 37m,橫向?qū)挻笥?50m,高大于 100m,通過(guò)斷裂、裂隙連通位于隧道拱頂以上220m的 3號(hào)暗河,溶洞內(nèi)充填灰?guī)r塊石、砂卵石、淤泥及水,塊石最大粒徑達(dá) 2m,最大涌水量 30萬(wàn) m3/h,歷經(jīng) 2年的艱苦探索,采用釋能降壓、注漿加固、超前支護(hù)、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的處理方案成功通過(guò)。野三關(guān)隧道 AA地質(zhì)剖面見(jiàn)圖13。

圖13 野三關(guān)隧道A-A地質(zhì)剖面

經(jīng)過(guò)參建各方近 5年的共同努力,成功穿越了 2處大型暗河、12條斷層,戰(zhàn)勝了 30多次突水突泥,特別是“+602”大型高壓富水充填溶洞及 F18大型壓扭性斷層處理過(guò)程歷經(jīng)艱辛,為復(fù)雜巖溶隧道的修建積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

5.3 齊岳山隧道

齊岳山隧道全長(zhǎng)10528m,最大埋深 670m,為單面下坡,除出口 704m為雙線車站隧道外,其余地段為單線,在隧道左側(cè) 30m處設(shè)置長(zhǎng)10581m的貫通平行導(dǎo)坑。隧道進(jìn)口段穿越齊岳山背斜構(gòu)造,主要為碳酸鹽巖,長(zhǎng)約 4.8km,發(fā)育 2條暗河系統(tǒng),巖溶、巖溶水極發(fā)育;出口段穿越箭竹溪向斜構(gòu)造,主要為碎屑巖地層,節(jié)理裂隙發(fā)育,局部地段富含高壓裂隙水;中部為得勝場(chǎng)槽谷段,為碳酸鹽和碎屑巖接觸部位,發(fā)育 F9、F10、F11斷層,并在隧道上方 220m處發(fā)育德勝場(chǎng)大型暗河系統(tǒng),水量達(dá) 40萬(wàn) m3/d,為Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道,全線控制性工程。齊岳山隧道F11高壓富水?dāng)鄬佣喂こ痰刭|(zhì)縱斷面見(jiàn)圖14。

圖14 齊岳山隧道 F11高壓富水?dāng)鄬佣喂こ痰刭|(zhì)縱斷面

位于隧道中部的 F11高壓富水區(qū)域斷層,規(guī)模宏大,沿隧道長(zhǎng)約 240余 m,由灰?guī)r、構(gòu)造角礫巖、斷層泥等組成,巖體破碎,膠結(jié)差,現(xiàn)場(chǎng)超前地質(zhì)探孔單孔涌水量達(dá) 790m3/h,實(shí)測(cè)水壓達(dá) 2.5MPa,受位于隧道頂部 220m的得勝場(chǎng)暗河影響,斷層段施工極可能發(fā)生大規(guī)模突水突泥,處理難度極大,施工風(fēng)險(xiǎn)極高;在總結(jié)國(guó)內(nèi)外類似工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,我院聯(lián)合科研院所開(kāi)展科技攻關(guān),進(jìn)行了凍結(jié)法、全斷面注漿法的方案比選研究,開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)放水試驗(yàn)、注漿試驗(yàn),在系統(tǒng)總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果和深入分析工程水文地質(zhì)情況下,制定了“排水減壓、注漿加固、超前支護(hù)、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)”等綜合處理方案,實(shí)現(xiàn)了隧道穿越高壓富水?dāng)鄬拥陌踩┕ぁ?/p>

該隧道修建歷時(shí) 6年之久,建設(shè)過(guò)程中遭遇大小溶洞 200余處,穿越了 3條暗河、15條斷層,建設(shè)期間發(fā)生大規(guī)模突水突泥10余次,淹沒(méi)隧道3次,歷盡艱辛,特別是成功穿越 F11區(qū)域大斷裂,實(shí)現(xiàn)了高壓富水復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道修建技術(shù)的突破。

6 結(jié)語(yǔ)

宜萬(wàn)鐵路是我國(guó)在鄂西、川東復(fù)雜山區(qū)修建的一條干線鐵路,隧道穿越地區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)模、多樣性、突水突泥的風(fēng)險(xiǎn)程度及工程處理難度為國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn),工程之艱巨、施工風(fēng)險(xiǎn)之高、環(huán)境壓力之突出居我國(guó)鐵路歷史之最,參建各方連續(xù) 6年艱苦奮斗,依靠科技創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步,成功穿越了 20余條暗河、30余處高壓富水大斷裂、100余處大型溶洞,戰(zhàn)勝了 80余次突水突泥,創(chuàng)造了艱險(xiǎn)山區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)隧道修建的奇跡,取得的眾多科技創(chuàng)新成果可為我國(guó)巖溶地區(qū)隧道工程的修建提供有益的參考和借鑒。

[1] 苗德海.宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道災(zāi)害及防治對(duì)策[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2000(7):96-98.

[2] 鐵道第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜巖溶隧道施工防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[Z].武漢:2006.

[3] 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜巖溶隧道結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測(cè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)[Z].武漢:2009.