隧道為分離式隧道,洞室間距約35m。我合同段左線進(jìn)口樁號ZK211+780,出口樁號ZK214+255,左線隧道長2475m;右線進(jìn)口樁號YK211+815,出口樁號YK214+310,右線隧道長2495m;均屬特長隧道,最大埋深320m。左線Ⅳ、Ⅴ級圍巖及斷層占75.56%,右線Ⅳ、Ⅴ級圍巖及斷層占83.57%。
1.2工程地質(zhì)情況
。1)隧道工程地質(zhì)條件
隧址區(qū)除局部緩坡及溝谷處堆積有第四系全新統(tǒng)坡殘積層(Q4b+el)、第四系全新統(tǒng)上部沖洪積層(Q42al+pl)外,其余均為基巖裸露。鉆探揭露基巖為泥盆系(D)變砂巖夾灰?guī)r(擠壓褶皺帶)、寒武系(∈)灰?guī)r夾硅質(zhì)巖、新元古界耀嶺河組(Pt31yl)糜棱巖、侵入巖體(δ23)糜棱巖化閃長巖及斷層角礫、斷層泥。
。2)水文地質(zhì)條件
隧址區(qū)地下水按含水巖性可分為第四系松散層孔隙水及基巖裂隙水兩類。按埋藏條件可分為松散覆蓋層含基巖風(fēng)化層組合的淺層水及構(gòu)造裂隙深層水。
。3)、不良地質(zhì)現(xiàn)象
本區(qū)屬石泉饒峰—城口推覆構(gòu)造帶中段,具體位置跨屬該推覆帶的結(jié)晶基底疊覆帶(I區(qū)段)和蓋層強(qiáng)烈褶皺掩覆帶(II區(qū)段)。斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造都極發(fā)育,致使不同地層巖石的強(qiáng)烈變形改造。因此工程條件十分復(fù)雜。
1.3施工情況
明埡子隧道開挖、支護(hù)采用V級圍巖三臺階法施工。目前右洞上臺階開挖至YK213+710,中臺階挖至YK213+716,下臺階開挖至YK213+722;。一襯仰拱至YK213+723,二襯仰拱至YK213+734,二襯至YK213+780。累計已完成左線開挖622m,右線開挖600m,左線襯砌550m,右線襯砌522m。
2、涌水、塌方經(jīng)過
2009年10月1日明埡子隧道右洞掌子面開挖至YK213+710,23:30分在架立上臺階鋼拱時掌子面開始出現(xiàn)掉塊,噴漿班工人及時將掌子面封閉后,掌子面初支開始出現(xiàn)變形,左側(cè)拱腰位置開始出現(xiàn)大股流水,現(xiàn)場領(lǐng)工員馬上組織工人撤離。23:50分,掌子面開始塌方,并伴有大流量涌水,涌水快速向隧道后方推進(jìn)。塌方的石碴坡頂位置在YK213+725,塌方長度15米,坡腳位置在YK213+736,離掌子面26米。塌方將現(xiàn)場三臺噴漿機(jī)及小型機(jī)具全部掩埋。正在澆筑的YK213+743~752段襯砌停止灌注混凝土,人員全部安全撤離。
經(jīng)現(xiàn)場測量,至2009年10月5日15:00,總涌水量約2.85萬方,最大涌水流量約20m3/分鐘。洞內(nèi)最高水位達(dá)到Y(jié)K213+993處,最大水深6.4m,隧道被涌水淹沒長度283m。根據(jù)現(xiàn)場塌落長度初步估計塌方量在1000m3以上。
3、涌水、塌方原因分析
經(jīng)現(xiàn)場觀察,結(jié)合圍巖地質(zhì)情況,初步分析本次涌水塌方原因為隧道洞室處于斷層破碎帶,圍巖為強(qiáng)風(fēng)化的薄片狀泥化碳質(zhì)板巖,破碎程度嚴(yán)重,節(jié)理、層理和裂隙發(fā)育,屬富水地段,為構(gòu)造裂隙深層水,地層含水量大。隧道開挖后,圍巖及初期支護(hù)不能抵抗隧頂巨大水壓而發(fā)生變形,失穩(wěn)而發(fā)生坍塌。
4、涌水塌方處理方案
4.1涌水處理方案
10月2日3時開始用編織袋裝碴封堵ZK213+850=Y(jié)K213+897.14人行橫洞,防止涌水經(jīng)橫洞流入左洞。4時安裝好1臺7.5KW抽水機(jī)開始抽水,4:30再增加2臺5KW抽水機(jī)同時抽水, 15:30分再增加2臺7.5KW抽水機(jī),共5臺抽水機(jī)同時抽水。據(jù)現(xiàn)場水位觀測,5臺抽水機(jī)同時抽水后,現(xiàn)場水位基本不變,17:00左右又增加3臺15KW抽水機(jī),共8臺抽水機(jī)抽水,水位開始下降;最高峰時明埡子隧道右線洞內(nèi)共有13臺抽水機(jī)抽排積水,排水能力達(dá)到940m3/h,并有備用抽水機(jī)15臺。隨涌水后退不斷前移抽水機(jī),至10月5日15:00,水位退至YK213+740處,下降253cm,基本完成洞內(nèi)積水抽排。
排水管采用Ф150鋼管兩根,Ф200鋼管一根,并有一根Ф150鋼管備用;抽水機(jī)前移作業(yè)交替進(jìn)行,先利用已接長的備用管前移3~5臺抽水機(jī),再逐步移動其余抽水機(jī),盡量縮短停機(jī)和接管占用時間,提高抽水效率。
在靠塌方體坡腳YK213+740~+746段中心排水溝位置設(shè)置臨時積水坑,容積約8m3,配備兩臺7.5KW抽水機(jī)及時抽排洞內(nèi)滲流水,并準(zhǔn)備一臺15KW抽水機(jī)備用,排水管采用一根Ф150鋼管,并預(yù)留一根Ф200鋼管備用。