贵州公路隧道施工瓦斯突出结题报告2017

1、1 项目基本情况第页 共231页爱高速公路瓦斯按突出隧道施工奥关键参数与结暗构优化技术研蔼究结题报告伴贵州高速公路班集团有限公司爱贵州省交通建暗设工程质量监笆督局中南大学斑苏交科集团股靶份有限公司芭二一跋七跋年柏十一笆月目 录第页 共231页目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc498082330 1 项目基本情况 PAGEREF _Toc498082330 h 1 HYPERLINK l _Toc498082331 1.1 研究目的 PAGEREF _Toc498082331 h 1 HYPERLINK l _Toc498082332 1.2 研究内容及预期目

2、标 PAGEREF _Toc498082332 h 1 HYPERLINK l _Toc498082333 1.3 研究技术路线 PAGEREF _Toc498082333 h 2 HYPERLINK l _Toc498082334 1.4 项目执行情况 PAGEREF _Toc498082334 h 4 HYPERLINK l _Toc498082335 1.4.1 完成任务情况 PAGEREF _Toc498082335 h 4 HYPERLINK l _Toc498082336 1.4.2 课题完成情况 PAGEREF _Toc498082336 h 4 HYPERLINK l _Toc

3、498082337 1.4.3 技术保障措施 PAGEREF _Toc498082337 h 5 HYPERLINK l _Toc498082338 2 工程概况 PAGEREF _Toc498082338 h 6 HYPERLINK l _Toc498082339 2.1 大山隧道工程概况 PAGEREF _Toc498082339 h 6 HYPERLINK l _Toc498082340 2.1.1 地质条件 PAGEREF _Toc498082340 h 6 HYPERLINK l _Toc498082341 2.1.2 水文地质条件 PAGEREF _Toc498082341 h 8

4、 HYPERLINK l _Toc498082342 2.1.3 不良地质条件 PAGEREF _Toc498082342 h 10 HYPERLINK l _Toc498082343 2.2 城关箐隧道工程概况 PAGEREF _Toc498082343 h 11 HYPERLINK l _Toc498082344 2.2.1 地质条件 PAGEREF _Toc498082344 h 11 HYPERLINK l _Toc498082345 2.2.2 水文地质条件 PAGEREF _Toc498082345 h 12 HYPERLINK l _Toc498082346 2.2.3 不良地质

5、条件 PAGEREF _Toc498082346 h 13 HYPERLINK l _Toc498082347 2.3 水塘隧道工程概况 PAGEREF _Toc498082347 h 14 HYPERLINK l _Toc498082348 2.3.1 地质条件 PAGEREF _Toc498082348 h 15 HYPERLINK l _Toc498082349 2.3.2 水文地质条件 PAGEREF _Toc498082349 h 16 HYPERLINK l _Toc498082350 2.3.3 不良地质条件 PAGEREF _Toc498082350 h 16 HYPERLIN

6、K l _Toc498082351 3 煤系地层大变形支护参数与仰拱优化研究 PAGEREF _Toc498082351 h 18 HYPERLINK l _Toc498082352 3.1 煤系地层隧道大变形研究现状 PAGEREF _Toc498082352 h 18 HYPERLINK l _Toc498082353 3.2 煤系地层隧道围岩变形与支护受力现场测试 PAGEREF _Toc498082353 h 20 HYPERLINK l _Toc498082354 3.2.1 主要测试内容 PAGEREF _Toc498082354 h 20 HYPERLINK l _Toc4980

7、82355 3.2.2 监测方法 PAGEREF _Toc498082355 h 21 HYPERLINK l _Toc498082356 3.2.3 YK107+303断面现场监测的成果及其分析 PAGEREF _Toc498082356 h 27 HYPERLINK l _Toc498082357 3.2.4 YK107+374断面现场监测成果及分析 PAGEREF _Toc498082357 h 45 HYPERLINK l _Toc498082358 3.3 煤系地层控制隧道围岩大变形优化施工措施 PAGEREF _Toc498082358 h 57 HYPERLINK l _Toc4

8、98082359 3.3.1 施工工法对比 PAGEREF _Toc498082359 h 57 HYPERLINK l _Toc498082360 3.3.2 机械开挖与钻爆综合施工工艺流程 PAGEREF _Toc498082360 h 58 HYPERLINK l _Toc498082361 3.3.3 机械开挖与钻爆综合施工工法步骤 PAGEREF _Toc498082361 h 59 HYPERLINK l _Toc498082362 3.3.4 隧道仰拱曲率拓扑优化 PAGEREF _Toc498082362 h 61 HYPERLINK l _Toc498082363 3.3.5

9、 施工组织优化与管理 PAGEREF _Toc498082363 h 65 HYPERLINK l _Toc498082364 3.4 本章小结 PAGEREF _Toc498082364 h 66 HYPERLINK l _Toc498082365 4 瓦斯隧道不动火施工技术及动火管理制度研究 PAGEREF _Toc498082365 h 67 HYPERLINK l _Toc498082366 4.1 瓦斯隧道不动火新型支护结构设计 PAGEREF _Toc498082366 h 67 HYPERLINK l _Toc498082367 4.1.1 圆钢管混凝土支架强度及极限承载力计算

10、PAGEREF _Toc498082367 h 67 HYPERLINK l _Toc498082368 4.1.2 钢管混凝土支架支护数值模拟 PAGEREF _Toc498082368 h 69 HYPERLINK l _Toc498082369 4.1.3 各级围岩初期支护钢管混凝土支架设计 PAGEREF _Toc498082369 h 94 HYPERLINK l _Toc498082370 4.2 煤系地层软岩初支锚杆不动火施工技术研究 PAGEREF _Toc498082370 h 97 HYPERLINK l _Toc498082371 4.2.1 煤系地层软岩初支锚杆不动火施

11、工必要性分析 PAGEREF _Toc498082371 h 97 HYPERLINK l _Toc498082372 4.2.2 煤系地层软岩初支锚杆不动火工艺施工 PAGEREF _Toc498082372 h 98 HYPERLINK l _Toc498082373 4.2.3 煤系地层软岩初支锚杆不动火工艺施工效果 PAGEREF _Toc498082373 h 100 HYPERLINK l _Toc498082374 4.3 瓦斯隧道动火管理制度标准化研究 PAGEREF _Toc498082374 h 101 HYPERLINK l _Toc498082375 4.3.1 隧道动

12、火原因分析 PAGEREF _Toc498082375 h 101 HYPERLINK l _Toc498082376 4.3.2 瓦斯隧道常用对策及其存在的问题 PAGEREF _Toc498082376 h 102 HYPERLINK l _Toc498082377 4.3.3 隧道施工动火管理措施 PAGEREF _Toc498082377 h 103 HYPERLINK l _Toc498082378 4.4 本章小结 PAGEREF _Toc498082378 h 104 HYPERLINK l _Toc498082379 5 隧道过瓦斯突出煤层防突参数与安全施工技术研究 PAGER

13、EF _Toc498082379 h 105 HYPERLINK l _Toc498082380 5.1 瓦斯隧道抽、排放系统适用性分析 PAGEREF _Toc498082380 h 105 HYPERLINK l _Toc498082381 5.1.1 瓦斯隧道抽、排放系统特点 PAGEREF _Toc498082381 h 105 HYPERLINK l _Toc498082382 5.1.2 瓦斯隧道抽、排放系统适用范围 PAGEREF _Toc498082382 h 105 HYPERLINK l _Toc498082383 5.2 瓦斯隧道预留安全岩柱厚度合理阈值研究 PAGERE

14、F _Toc498082383 h 105 HYPERLINK l _Toc498082384 5.2.1 预留安全岩柱厚度理论分析 PAGEREF _Toc498082384 h 106 HYPERLINK l _Toc498082385 5.2.2 IV2围岩等级下不同施工方法安全岩柱厚度取值模拟 PAGEREF _Toc498082385 h 111 HYPERLINK l _Toc498082386 5.2.3 不同围岩等级下台阶法施工瓦斯隧道预留安全岩柱厚度取值模拟 PAGEREF _Toc498082386 h 120 HYPERLINK l _Toc498082387 5.2.4

15、 不同围岩等级下倾斜煤层台阶法施工安全岩柱厚度取值模拟 PAGEREF _Toc498082387 h 129 HYPERLINK l _Toc498082388 5.3 瓦斯隧道过突出煤层安全揭煤与防突施工技术研究 PAGEREF _Toc498082388 h 133 HYPERLINK l _Toc498082389 5.3.1 煤与瓦斯突出预测技术总结 PAGEREF _Toc498082389 h 133 HYPERLINK l _Toc498082390 5.3.2 煤与瓦斯突出防治措施总结 PAGEREF _Toc498082390 h 141 HYPERLINK l _Toc4

16、98082391 5.4 本章小结 PAGEREF _Toc498082391 h 145 HYPERLINK l _Toc498082392 6 煤系软岩地层隧道安全施工监控量测指标与技术标准 PAGEREF _Toc498082392 h 147 HYPERLINK l _Toc498082393 6.1 隧道施工监测项目 PAGEREF _Toc498082393 h 147 HYPERLINK l _Toc498082394 6.1.1洞内围岩与支护状态观察 PAGEREF _Toc498082394 h 147 HYPERLINK l _Toc498082395 6.1.2隧道初期支

17、护周边位移及拱顶下沉监测 PAGEREF _Toc498082395 h 148 HYPERLINK l _Toc498082396 6.1.3隧道浅埋段地表沉降监测 PAGEREF _Toc498082396 h 152 HYPERLINK l _Toc498082397 6.1.4 围岩变形特征分析 PAGEREF _Toc498082397 h 154 HYPERLINK l _Toc498082398 6.2隧道安全施工瓦斯监控技术 PAGEREF _Toc498082398 h 158 HYPERLINK l _Toc498082399 6.2.1 瓦斯自动监控系统 PAGEREF

18、_Toc498082399 h 158 HYPERLINK l _Toc498082400 6.2.2 施工安全瓦斯浓度的确定 PAGEREF _Toc498082400 h 161 HYPERLINK l _Toc498082401 6.2.3 水塘隧道瓦斯监控结果 PAGEREF _Toc498082401 h 163 HYPERLINK l _Toc498082402 6.3 通风主导型施工组织管理 PAGEREF _Toc498082402 h 167 HYPERLINK l _Toc498082403 6.3.1 通风系统设计与管理影响因素 PAGEREF _Toc498082403

19、 h 167 HYPERLINK l _Toc498082404 6.3.2 通风主导型施工组织管理流程 PAGEREF _Toc498082404 h 175 HYPERLINK l _Toc498082405 6.3.3 瓦斯工区测风管理 PAGEREF _Toc498082405 h 180 HYPERLINK l _Toc498082406 6.3.4 其它主要管理措施 PAGEREF _Toc498082406 h 183 HYPERLINK l _Toc498082407 6.4 通风系统 PAGEREF _Toc498082407 h 188 HYPERLINK l _Toc49

20、8082408 6.4.1 隧道掘进施工风量计算 PAGEREF _Toc498082408 h 188 HYPERLINK l _Toc498082409 6.4.2 通风设施与设备选型 PAGEREF _Toc498082409 h 191 HYPERLINK l _Toc498082410 6.4.3 通风检测类仪器、设备配置 PAGEREF _Toc498082410 h 193 HYPERLINK l _Toc498082411 6.4.4 施工通风措施 PAGEREF _Toc498082411 h 194 HYPERLINK l _Toc498082412 6.5 本章小结 PA

21、GEREF _Toc498082412 h 195 HYPERLINK l _Toc498082413 7 隧道排水系统地下水结晶堵管机理及防治技术研究 PAGEREF _Toc498082413 h 197 HYPERLINK l _Toc498082414 7.1 隧道病害情况 PAGEREF _Toc498082414 h 197 HYPERLINK l _Toc498082415 7.1.1 隧道施工期出现的工程问题 PAGEREF _Toc498082415 h 197 HYPERLINK l _Toc498082416 7.1.2 隧道运营期出现的工程问题 PAGEREF _Toc

22、498082416 h 197 HYPERLINK l _Toc498082417 7.1.3 隧道病害现状 PAGEREF _Toc498082417 h 198 HYPERLINK l _Toc498082418 7.2 水塘隧道病害原因分析 PAGEREF _Toc498082418 h 199 HYPERLINK l _Toc498082419 7.2.1 排水管堵塞对隧道衬砌结构的影响 PAGEREF _Toc498082419 h 200 HYPERLINK l _Toc498082420 7.2.2 排水管堵塞对围岩的影响 PAGEREF _Toc498082420 h 201

23、HYPERLINK l _Toc498082421 7.3 隧道病害处整治措施 PAGEREF _Toc498082421 h 202 HYPERLINK l _Toc498082422 7.3.1 左右幅隧道病害整治 PAGEREF _Toc498082422 h 202 HYPERLINK l _Toc498082423 7.3.2 横向通道病害整治 PAGEREF _Toc498082423 h 209 HYPERLINK l _Toc498082424 7.4 排水系统堵管导致隧道结构破坏研究 PAGEREF _Toc498082424 h 210 HYPERLINK l _Toc49

24、8082425 7.4.1 排水管堵塞导致隧道结构破坏模拟 PAGEREF _Toc498082425 h 210 HYPERLINK l _Toc498082426 7.4.2 计算分析 PAGEREF _Toc498082426 h 211 HYPERLINK l _Toc498082427 7.4.3 隧道遇水软化特性分析 PAGEREF _Toc498082427 h 218 HYPERLINK l _Toc498082428 7.5 隧道排水系统堵管问题的防治措施及建议 PAGEREF _Toc498082428 h 223 HYPERLINK l _Toc498082429 7.5

25、.1 优化隧道排水管结构 PAGEREF _Toc498082429 h 223 HYPERLINK l _Toc498082430 7.5.2 隧道排水系统内结晶的清除 PAGEREF _Toc498082430 h 224 HYPERLINK l _Toc498082431 7.5.3 排水盲管的施工与设计 PAGEREF _Toc498082431 h 226 HYPERLINK l _Toc498082432 7.5.4 新型排水管道检测与疏通技术 PAGEREF _Toc498082432 h 226 HYPERLINK l _Toc498082433 7.6 本章小结 PAGERE

26、F _Toc498082433 h 227 HYPERLINK l _Toc498082434 8 成果创新 PAGEREF _Toc498082434 h 228 HYPERLINK l _Toc498082435 9 社会经济效益及成果推广前景 PAGEREF _Toc498082435 h 229 HYPERLINK l _Toc498082436 9.1 社会经济效益 PAGEREF _Toc498082436 h 229 HYPERLINK l _Toc498082437 9.2 成果推广及其应用前景 PAGEREF _Toc498082437 h 229 HYPERLINK l _

27、Toc498082438 10 项目自评情况 PAGEREF _Toc498082438 h 230 HYPERLINK l _Toc498082439 11 存在问题与下一步工作计划 PAGEREF _Toc498082439 h 2311 项目基本情况袄1癌 袄项目基本情况耙1.1矮 哀研究目的搬针对目前瓦斯氨突出隧道设计碍和施工中面临安的安全控制技版术难题，亟待俺依托典型瓦斯扒突出隧道工程巴，开展针对性巴技术研究，提安出瓦斯突出隧白道瓦斯防治等胺技术标准，预捌期目标将直接把解决隧道建设般中的相关技术八难题，保障工案程建设的安全艾、快速、质量昂，同时可为类跋似高速公路瓦版斯隧道建设和邦瓦斯

28、隧道设计拌和施工技术指斑南的完善和修岸订提供技术支坝撑和基础数据稗，预期将收到罢良好的安全、扳经济、环境与鞍社会效益。巴1.蔼2 班研究内容及预败期目标澳研究内容如下瓣：暗（1）隧道过岸瓦斯突出煤层埃安全施工技术稗研究瓣1）瓦斯抽、坝排放系统适应岸性及技术经济扒指标研究；案2）瓦斯突出懊影响机制与突熬出判定指标合办理阈值研究；瓣3）瓦斯突出叭隧道安全揭煤拔与防突施工技半术研究。坝（2）煤系地傲层大变形支护澳参数与仰拱优搬化研究哎1）软岩隧道稗支护结构刚度八对围岩大变形隘影响机理研究暗；班2）基于煤系蔼地层松散压力碍瓦斯隧道结构柏设计优化研究耙；哀3）煤系软岩熬隧道仰拱结构靶优化设计与施鞍工控制

29、技术；氨4）支护结构阿大变形的时间鞍与空间效应及拔现场试验研究哎。八（3）瓦斯隧坝道不动火施工瓣技术及动火管办理制度研究俺1）初期支护半结构环向与纵懊向连接工艺标板准化研究；背2）煤系地层扳软岩初支锚杆肮不动火施工技坝术研究；隘3）特殊情况胺下瓦斯隧道动碍火管理制度标白准化研究。氨（4）瓦斯隧吧道安全施工监吧控量测技术研跋究班1）煤系软岩扒地层隧道施工拔监控量测指标板与技术标准；颁2）适应于煤瓣系软岩隧道不颁同工法预留变爱形量指标研究碍；斑3）基于隧道佰施工监控量测瓣数据的信息反吧馈技术研究。耙（5）瓦斯隧摆道防排水与防芭排瓦斯技术研俺究翱1）外水压力矮及煤系围岩软盎化对隧道受力爸性状安全影响

30、霸；笆2）煤系地层搬地下水化学特肮征及隧道防排颁水优化技术研唉究；扒3）瓦斯隧道伴防瓦斯渗透设哀计与施工技术懊研究。翱通过开展本项凹目研究，本课扳题计划达到的柏预期目标主要唉有：白（1）提出瓦翱斯突出隧道抽颁排放技术指标澳与技术标准；皑（2）提出瓦翱斯突出隧道安蔼全过煤层支护袄结构优化设计啊参数及安全施靶工方法；拔（3）提出采百空区超前探测澳预报及涌水量鞍预测方法；爱（4）提出瓦般斯隧道不动火办新型支护结构巴设计方法；叭（5）发表核坝心期刊以上论吧文8篇，培养捌硕士/博士2哀-3名；颁（6）申请实傲用新型或发明罢专利1-2项凹；板（7）申请1埃项省部级施工半工法；哀（8）将现有拌指南升级为地邦

31、方规范或国家挨级标准。暗1.3斑 岸研究技术路线版本项目依托贵败州在建盘兴高笆速公路瓦斯突按出隧道工程，八通过对文献查敖阅、现场调研吧、理论分析、佰室内外试验、唉工艺性试验等把方法对目前瓦氨斯突出隧道面捌临的设计和施办工技术问题进行系统研究，蔼具体技术路线败如图1-1所背示：扳课题技术路线版图隘（1）查阅相埃关文献，了解挨国内外研究现敖状。颁通过查阅国内柏外相关文献，斑进一步掌握瓦肮斯突出隧道设坝计和施工中亟巴待解决的技术俺难题，总体规哎划课题研究方八案，论证课题皑研究可行性，捌编制研究大纲爱。绊（2）现场实懊地调研阿对依托工程及俺贵州省与其它笆省份典型瓦斯耙突出隧道进行叭调查研究，掌跋握目前

32、瓦斯突盎出隧道设计和白施工技术水平跋及技术需求，佰选择典型依托胺工程，结合施爱工进度，提前拔开展理论分析扒研究工作。安（3）制定试懊验方案，开展芭室内和现场试氨验研究颁通过理论分析跋及室内与现场氨试验研究瓦斯癌抽、排放系统吧适应性及相关翱技术经济指标艾的合理性，确半定合理揭煤防板突技术指标，八总结瓦斯突出绊隧道安全揭煤巴与防突施工技绊术。肮（4）瓦斯隧翱道围岩大变形斑支护参数与仰皑拱优化设计及袄施工技术跋选择典型试验哀段，开展煤系敖地层掌子面地艾质调绘，取样俺进行室内试验百，通过试验和绊理论研究分析啊软岩隧道支护版结构纵向刚度扮对围岩大变形扒影响机理及大凹变形时间和空板间效应分析，奥提出隧道结

33、构疤设计优化和安啊全控制技术。八综合安全施工伴和支护结构安靶全，分析煤系扮软岩地层隧道颁施工监控量测吧指标与监控频澳率，总结基于肮隧道施工监控唉量测数据的信罢息反馈技术。安（5）瓦斯隧罢道不动火施工啊技术及动火管蔼理制度研究哎针对瓦斯隧道笆动火施工存在伴的安全风险，熬研发初期支护班结构环向与纵伴向连接工艺标坝准化及初支锚澳杆不动火施工懊技术。阿（6）瓦斯隧岸道防排水与防霸排瓦斯技术研癌究摆针对地下水与半瓦斯的共生共熬存特性，通过办理论分析和室半内试验，开展懊外水压力及煤靶系围岩软化对懊隧道受力性状斑安全影响，采安集典型地段水吧样进行地下水熬化学特征分析俺，提出瓦斯隧敖道防排水与防白排瓦斯技术，

34、邦确定基于涌水熬量的优化排水把系统。癌（7）瓦斯隧白道安全风险管半理及应急救援版管理研究氨调研总结目前澳瓦斯突出隧道肮安全风险管理拌与安全施工管扳理方面存在不熬足和漏洞，提拔出瓦斯突出隧背道突发事件的哎应急救援管理吧要求，形成相瓣关应急救援管巴理体系。癌1.4 八项目执行情况氨1摆.胺4斑.1稗 完成任务情拌况艾围绕研究任务绊，本课题开展懊了大量的研究熬工作，昂其中主要包括鞍以下五个方面爸工作：盎稗煤系地层大变袄形支护参数与矮仰拱优化研究隘哎瓦斯隧道不动扳火施工技术及吧动火管理制度凹研究傲矮隧道过瓦斯突搬出煤层防突参按数与安全施工案技术研究傲安煤系软岩地层艾隧道安全施工蔼监控量测指标扮与技术标

35、准皑办隧道排水系统埃地下水结晶堵暗管机理及防治绊技术研究八以上研究内容吧较好的涵盖了白研究任务所需俺完成的工作内把容，反映了经疤各方共同努力白后完成的既有鞍成果，而各项摆相关研究内容扮的具体情况在伴后续章节予以邦详加介绍和深霸入研究。捌1百.哎4爱.阿2 版课题蔼完成情况半本课题把以盘兴高速大熬山隧道、城关白箐隧道和水塘白隧道为主要依澳托工程皑，课题组紧跟扮盘兴高速公路啊主体工程施工埃进度，根据本艾课题爱要求哀及课题研究计班划，截止目前搬，跋主要进行了以扒下几个方面的八研究：把（笆1疤）通过阿现场测试的方坝法皑获得了煤系地皑层下隧道围岩翱和支护结构变爱形数据，提出巴了一种机械开扒挖与钻爆综合盎

36、施工的开挖技氨术，通过数值斑建模及分析，翱总结了施工的敖分区、施工循埃环进尺及工序跋衔接等翱关键摆施工要点，并伴成功应用于水鞍塘隧道施工中柏，保证了隧道把施工的进度、质量及安全凹；罢（2）班针对瓦斯隧道艾的突出特点，叭提出了一种不奥动火新型支护哀结构，通过数白值建模及分析案，提出了在多颁种围岩情况下版支护结构的设摆计参数，在此百基础上，按研究奥了叭瓦斯隧道在初澳期支护工序等板各工序施工过哎程中的不动火靶施工工艺技术凹。疤（3）通过对绊现有隧道瓦斯板抽排放系统的靶总结及大量的佰数值分析，提昂出了瓦斯隧道蔼预留安全岩柱巴厚度的合理阈靶值，有效地应隘用于瓦斯突出唉隧道安全揭煤邦与防治施工当百中，般针

37、对突出危险吧性煤层采取一定的技术措施笆，使一定范围蔼内的煤与瓦斯邦先行释放其能稗量，进而达到爸消除或减小突安出的目的。柏（6）爸通过班查阅拜相关文献啊及规范傲资料，瓣结合大山隧道吧变形和水塘隧瓣道现场瓦斯监败测数据，在围皑岩特征分析以般及施工安全瓦爸斯浓度的确定翱，总结板了败煤系软岩地层扮隧道安全施工艾监控量测指标白与技术标准，阿并提出了通风柏系统设计方案版，此方案为众摆多规范、指南把的施工通风措把施和设计提供叭参考。叭（7）本论文案依托水塘隧道霸工程，采用数傲值模拟和室内敖试验等手段，碍分析了隧道排隘水管中地下水白结晶规律以及柏隧道排水系统半堵塞对隧道结巴构的影响，为稗隧道排水管堵皑塞问题提

38、出合绊理的解决建议蔼。拌1氨.昂4昂.皑3 技术巴保障艾措施挨为保证项目保敖质保量、按期爸顺利完成，在研究中采取了俺以下技术措施案。佰（白1叭）成立专门科百研条件保证部碍，负责科研人扳员工作条件及昂相关设备的采翱购，这样既有靶利于科研资金哎的合理利用，拔又有利于相关爱设备、条件及挨时到位，避免扳由于研究条件板问题，影响研叭究进度和研究矮质量；碍（3）本课题吧各阶段经费严稗格按经费管理隘办法合理使用巴，主要经费用澳于开展室内试摆验、现场试验捌和理论研究、敖学术成果的整八理和发表、参肮加学术会议和白课题组学术研疤讨、与课题相罢关差旅费、大跋量室内和现场扮试验测试元件斑和仪器购置费板及人员补助等爸。

39、现场课题组俺花费了大量人叭力、物力对现凹场试验段进行捌监测和监控，罢按课题实施大澳纲要求开展研岸究过程，试验奥经费投入比重安相对较大，收胺支总体基本平盎衡；白（4）加强调百研、学习和实凹践，了解国内鞍外相关研究动挨态，实现理论版和实践的结合耙，使项目的研矮究成果既真正翱具有实际应用罢价值，能尽快吧应用于生产实耙践，又能具有袄较高理论水平吧；吧（5）加强学扳术交流，通过背发表论文、举鞍行学术会议、熬和同行进行技搬术交流等方式碍，一方面宣传吧所取得的研究俺成果，另一方懊面也了解掌握把反馈意见，便佰于及时发现问翱题，调整研究凹思路和方法；颁（6）采用合背适的理论、先隘进的试验方法绊和计算分析手拌段，

40、采用多种岸方法综合分析百，从不同角度背认识问题；蔼（7）重视试霸验数据的可靠白性和真实性、挨理论分析的严芭密性，以及计吧算分析手段的蔼正确性，认真敖务实地开展科哎研工作；胺（盎8跋）积极为生产般实践服务，把哎所取得的成果翱及时应用于生斑产实践中，解罢决工程实际问鞍题。2 工程概况2 工程概况凹2.1 大山罢隧道工程概况扳大山隧道从斜半坡下部穿越山澳体，进出口位哎于大山镇司家扳寨村龙蟒滩坡暗下部，出口位霸于忠义乡毛草八坪村田家冲左白岸斜坡中下部巴，隧道穿越山柏体地属高原中扮山区。隧址区半为构造剥蚀单矮面山地貌，山埃体较为雄浑，盎北部为单面山啊呈东西走向，暗与地层走向基碍本一致；南部捌地形相对陡峻

41、芭。隧址区地形斑坡度进口段总半体坡度相对较扒缓，一般5熬8，出口段昂总体坡度较陡叭，一般在38柏46之间笆，最大相对高袄差约120m肮。隧址高程在稗17859爱1799.0坝7m之间，最坝大相对高差约拔20m。隧址爸区植被发育以肮灌木为主间夹按乔木松树及柏靶树。笆2.1.1 傲地质条件昂根据区域地质叭资料、野外地按质调查并结合哎物探成果，隧址区地层为从百上至下为：第拜四系残坡积层哀（Q胺4百el+dl吧）、第四系崩八塌堆积层(Q凹4案coll）、第四系全懊新统坡洪积层扮(Q氨4吧dl+pl傲）、三叠系下皑统飞仙关组（芭T败1扮f）及二叠系哀上统龙潭组(艾P班2搬l）地层。现版分述如下：碍（1）

42、第四系靶残坡积层(Q奥4隘el+dl按）：角砾粉质办粘土，棕红色鞍、灰黄色，稍氨湿、可塑，局澳部含254案0%左右的粉绊砂岩角砾，厚挨25m，主绊要分布于区内啊缓坡段、山脊埃平台及坡脚。埃（2）第四系碍崩塌堆积层(皑Q哎4班col俺）：碎石土，百棕红色、灰黄昂色、稍湿，结袄构松散，碎石癌含量55%，拜厚28m，般主要分布于B般01、B02拜、B03、B盎04崩塌堆积隘区。按（3）第四系坝坡洪积层碍坡洪积层(Q疤4袄dl+pll唉）分为两个亚艾层：瓣角砾土：挨灰、灰黑、灰蔼褐，含淤泥质翱，湿饱和，叭松散，角砾含摆量在50凹坝60%之间，把砾经一般0.半5拔爸1.5cm之奥间，局部含碎案石，最大砾

43、经罢在7cm以上八，角砾、碎石把成分主要为砂扒岩、粉砂岩等版，充填物为粉笆质粘土等，由暗于地下水的作跋用，粉质粘土碍含量较多的部皑位呈软塑软疤可塑状，主要艾分布于进口缓半坡地带。搬碎石土：成分办以粉砂岩碎石罢夹砂、角砾组胺成，粉粘粒充白填，棕红色、般灰黄色，结构爱松散，碎石含坝量50%，厚拜38m，主八要分布于区内胺冲沟沟内，主办要分布于洞身把段及出口段。把（4）三叠系敖下统飞仙关组斑（T把1奥f）：滨海、艾浅海相碎屑岩扳，主要由紫红柏色色、黄绿色癌、灰绿色泥质挨粉砂岩、粉砂坝质泥岩、细砂敖岩、砂岩组成摆。其下段厚度绊12115袄0m，一般1百35m从下至熬上岩性中细、袄粗、细的变化鞍规律。下

44、部5巴0m左右为灰拔绿色粉砂质泥瓣岩及绿色泥质隘粉砂岩，夹泥敖质灰岩薄层、碍条带及透镜体拔，含少量植物班碎屑；中部4背0m左右以绿伴色粉砂岩及细袄砂岩为主，局佰部夹泥质粉砂捌岩、含黄铜矿叭细晶及球状钙伴质结核；上部板45m左右以绊绿紫及紫绿色跋泥质粉砂岩为跋主，夹粉砂岩霸及粉砂质泥岩罢。中、下部分蔼界处见不稳定邦的鲕粒状灰岩爱或生物屑灰岩霸，厚度1.0氨m左右。全段扳含腕足类舌形伴贝及瓣鳃类动班物化石，其上艾段厚度110拔170m，拔一般140m安。以紫红色粉佰砂质泥岩、紫叭色粉砂岩及泥巴质粉砂岩为主芭，局部夹细砂肮岩。富含蠕虫熬状方解石，顶鞍、底部含瓣鳃哎类动物化石。案（5）二叠系柏下统龙潭

45、组颁(P2l）：矮一套以陆相为隘主的海陆交替拌相含煤沉积，巴主要由灰色、扮棕红色色粘土氨岩、页岩、砂暗质页岩、细砂捌岩、粉砂岩及拔煤层岩组成，傲厚度234按299m，平捌均265m含板煤2035爸层，一般25凹层左右，可采啊及局部可采1碍1层。本组厚爸度约165爱480m，岩叭层产状140岸145罢11。爱（6）地质构氨造1）褶皱绊隧址区位于盘按南背斜南翼中埃部，区域上属氨于上扬子板块拌黔南坳陷六盘半水断坳，黔西巴南涡轮构造盘伴县褶断带的主昂干褶皱，为单扳斜构造。其地拔层总体走向北疤西西，倾向南碍南西，倾角1霸0左右。2）断层啊隧址区共发育熬3条断层，其八中大山隧道隧阿址区左侧距轴吧线1020

46、m半顺初发育1条霸北北东偏南胺方正断层（F蔼15隘），距轴线1敖50800m发育1条北芭东南西向正扮断层，西侧约搬52383懊m顺轴线发育版1条北东南捌西向正断层（百F班16拌），傲隧道区受地质碍构造作用强烈白，断层发育，暗岩体节理裂隙胺发育，对隧道版围岩稳定性不跋利，但断层并稗未直接穿越隧柏道。翱现分述如下：办F办15扒断层位于小河拔边煤矿西部边氨界、烂泥箐煤靶矿东部边界，暗介于两煤矿之跋间。断层总体昂走向北北东，皑倾向近东，倾吧角6070白。断层上盘澳地层为二叠系把上统上段和飞阿仙关组地层，爸断层下盘地层矮为二叠系上统啊下段地层，局绊部出露飞仙关瓣组下段地层。半该断层向北向奥南延伸出井田癌

47、外，落差80唉100m，懊断层破碎带宽搬约2550办m之间，最宽昂处为隧道进口颁段。碍F扒16爱断层位于烂泥跋箐煤矿西部边板界，发育于大靶山隧道东侧，凹其起始端距离唉大山隧道进口岸约560m白，终端距大山岸隧道仅150埃m。断层总体盎走向北东南唉西，倾向南东昂，近125耙150，倾把角6080背。断层上盘爱地层为二叠系袄上统上段和飞唉仙关组下段地八层，断层下盘芭地层为二叠系柏上统下段地层敖。北抵断层F懊15爸，总长约16稗00m，盘间扒落差510哎m左右，断层傲破碎带宽约1斑1.5m，艾破碎带多以断俺层角砾为主，斑间夹碎石。拌F摆17耙断层位于大山昂隧道西侧，断版层总体走向北跋东南西，倾埃向南

48、东近12鞍5，倾角7隘080。挨断层上盘及下板盘地层均为二傲叠系上统下段艾地层。该断层按总长约230稗0m，盘间落般差2030疤m左右，断层耙破碎带宽约3佰5m，破碎安带多以断层角搬砾为主，间夹白碎石。笆2.1.2 蔼水文地质条件（1）地表水按隧址区山高坡拌陡，且表土多把为含角砾粉质半粘土，大气降蔼水迅速转为地爸表径流。地表哎径流通过沟谷案排泄，沟谷带吧多为含角砾碎胺石土，透水性八较好，同时受拔断层影响，洞扮身段裂隙较为霸发育，地表俺易沿裂隙下渗搬补给地下水。奥隧址区地表水矮丰水期在6-暗10月，其流扮量占全年径流盎量75%，而哀11月至次年耙5月七个月的班径流量，仅占白全年径流量的扮25%，

49、最大扮丰水月为7月翱，最枯月为3爸-4月，地表百河流属雨源型傲河流，其枯、矮洪流量变幅显般示了山区河流阿暴涨暴落的特百点，雨季河水柏猛涨、枯季水班位剧降，甚至懊近于干涸。隧版址区内无大的颁河流，仅大山摆隧道洞身段卧岸落沟和楚皮林拔沟见小溪流。艾据2013年拌10月5日调安查测流，卧落般沟水流量约5版L/s，楚皮扮林沟约12皑L/s，据访案问和洪水痕迹叭推测，洞身丰唉水期卧落沟流量达203暗0L/S以上办，隧道出口田跋家冲汛期流量袄约510L熬/S。综上所背述，隧道区冲笆沟细沟等横向稗沟较发育，枯拔季多为干沟，唉多均属雨水型懊，具山区易涨奥易落山溪水特斑点，枯、丰期摆流量变化大。（2）地下水八隧

50、址区地下水皑受岩性、构造疤和地形地貌等绊因素控制，地下水的补给又吧与降雨等密切奥相关。按地下靶水的赋存条件哀可分为松散堆办积层孔隙水、碍碎屑岩风化裂俺隙水两大类。鞍除煤窑采空区矮可能发生涌突把水外，其余隧岸道段隧道开挖矮时地下水大多哎以线状滴水、芭细股状渗水为背主，局部可能阿会发生涌突水败现象。只要采靶取有效的排水般措施，地下水办对洞室开挖影扒响不大。昂（3）隧道涌熬水量评价搬本隧道左右侧鞍均为低洼沟谷斑，高程低于隧隘道高程，不存挨在补给边界，袄基本无补给条绊件，主要考虑凹隧道两侧进水扮。按地下径流皑模数法计算的鞍隧道地下水径懊流量为耙783.16瓣m翱3哀/d安；按降水入渗敖系数法计算的埃隧

51、道地下水径败流量为懊920.50阿m半3罢/d佰；按水动力学袄法计算的隧道般地下水径流量挨804.12肮m佰3癌/d。隧道分颁段正常涌水量摆预测见隘表2败-拜1氨。笆本次选取地下袄水径流模数法办计算结果作为吧全隧道正常涌安水量的推荐值佰，即隧道设计版枯水期涌水量巴为敖783.16懊m皑3邦/d颁，隧道设计平啊水期涌水量(罢通过勘查区多案年平均降雨量拔的枯、平、丰扳雨量分配，平翱水期降雨量约矮为枯水期的3癌倍）为234阿9.48爱m翱3爱/d，按隧道设计丰水氨期涌水量(通袄过勘查区多年佰平均降雨量的靶枯、平、丰雨隘量分配，丰水柏期降雨量约为案枯水期的4倍癌）为3132颁.64坝m搬3瓣/d。罢经

52、计算分析，埃隧道开挖时地扒下水大多以渗笆滴水、线状及隘小股出水为主按，局部可能有拜淋雨状、大股把状流水，如揭昂露大的裂隙，岸且其存在在小般煤窑采空区（背如K36+3吧96480凹，K36+813860搬）发生较大的罢涌突水危害的唉可能性，故穿阿越采空区时需俺采取有效的排拔水措施，保证爱洞室开挖安全坝。另须注意的扮是破碎岩带当班有股状或淋雨百状地下水流出埃，因岩体破碎佰岩体强度降低白而对隧道围岩班稳定的不利影癌响。叭大山隧道分段斑正常涌水量预澳测表里程K35+967K36+199K36+199K36+380K36+380K36+493K36+493K36+795K36+795K37+163合计构

53、造部位及岩性泥质砂岩夹泥岩及煤层砂质泥岩夹泥质砂岩砂质泥岩夹泥质砂岩及煤层砂质泥岩夹泥质砂岩砂质泥岩夹泥质砂岩及煤层隧道通过段长度L（km）0.2320.1810.1130.3020.3671.195补给宽度(m）17001700170017001700地下径流模数法Q=86.4FM均衡面积F(km2）0.3540.1810.1130.3020.29地下水径流模数M(l/s.km2）7.317.317.317.317.31小计水量（m3/d）223.58114.3271.37190.74183.16783.16降水入渗法Q=1000FX/365均衡面积F(km2）0.3540.1810.113

54、0.3020.29降雨入渗系数0.30.150.150.150.15多年平均降雨量X(mm）1405.21405.21405.21405.21405.2小计水量（m3/d）408.86104.5265.26174.40167.47920.50水动力学法Q=L.K.H2/2R水位标高(m）1786.91791.761794.461798.141802.71渗透系数k(m/d）0.350.20.20.20.2含水层厚度H(m）1530505015影响半径R(m）394.18317.6317.60317.60317.60小计水量（m3/d）23.17102.29177.71474.9526.0804

55、.12疏干水量Q=.R.S.V含水层疏干半径R(m）394.18317.60317.60317.60317.60给水度0.0150.0070.0070.0070.007掘进速度v(m/d）22222水位降深S(m）1530505015小计水量（m3/d）177.38133.39222.32222.3266.70822.11盎2.1.3 不良地质条件哀（1）地质灾百害版受煤层乱采掘盎影响，隧道K蔼36+900疤左右后山斜坡笆顺崖发育崩塌拜3处，其中偏把左320m崩肮塌系由1#、柏12#两矿采凹掘所诱发，危绊岩带长约75稗m，高约40罢50m，厚案约46m，笆规模约1.7盎万方，崩落方澳向30，目

56、芭前约1.22皑万方已经崩落罢堆积于斜坡中暗部原公路内侧胺，该崩塌距隧班道轴线较远，板无影响，危害霸性小；偏左5按0m崩塌系由扮2#、3#两白矿采掘所诱发耙，危岩带长约半70m，高约凹4045m板，厚约35哀m，规模约1叭.26万方，艾崩落方向10扒，与隧道轴败线方向几近平奥行，目前约1肮.0万方已经蔼崩落堆积于斜扳坡中部原公路柏内侧，该崩塌按距离隧道近，芭但其距进口距啊离约220m笆，且公路上方颁及下方斜坡较哎平缓，缓坡带搬长约65m，扒调查表明该崩芭塌崩落块径约半0.30.百5m，经计算哀其最远崩落距矮离约140m啊，亦即最远崩搬落距离在现公板路附近，故而绊该崩塌对线路扳有一定影响，版危害

57、性较小，奥危险性中等；啊偏右70m崩办塌系由4#班11#8处煤绊窑采掘所诱发案，危岩带长约吧248m，高敖约4045昂m，厚约3扳5m，规模约拌3.96万方袄，崩落方向3搬0，与隧道败轴线方向小角翱度相较，目前案约3.0万方把已经崩落堆积百于斜坡中部原靶公路内侧，该唉崩塌距进口距拜离约240m癌，且公路上方耙及下方斜坡较版平缓，缓坡带艾长约65m，扳调查表明该崩熬塌崩落块径约啊0.30.叭5m，经计算班其最远崩落距巴离约160m肮，亦即最远崩百落至公路内侧瓣，故而该崩塌巴对线路有一定哀影响，但影响八小，危害性较哎小，危险性中摆等。洞身段K蔼36+600瓣偏左发育崩塌搬1处，此崩塌伴系因断层F1

58、癌6自其后缘通昂过所致，系表哀层崩滑，崩塌八危岩带长约6芭0m，高约4矮050m，吧厚约24m把，规模约0.傲81万方，崩岸落方向260笆，目前约0斑.3万方崩落背堆积于斜坡中哀下部，该崩塌捌距线路轴线3颁50m，且在白卧落沟的偏东傲侧，故其对线懊路无影响，危爱害性小。综上俺，受采煤及断瓣层影响，隧址安区地质灾害较扒为发育，但规盎模较小，同时鞍离线路较远，笆对线路危害性班小，危险性中氨等，建议对其蔼于公路内侧采版取必要工程如靶拦石墙等进行疤防护。啊（2）隧道含坝煤地层败大山隧道主要白穿过的煤系地搬层为二叠系上扮统龙潭组，分哎布于洞身K3矮6+000袄K37+06捌0段。二叠系瓣上统龙潭组为版灰

59、色、黄褐色按粘土岩、页岩罢、砂质页岩、坝细砂岩、粉砂奥岩及煤层组成芭，其含煤层约败2035层皑，一般25层佰左右，煤层总蔼厚度21.2哀141.3昂7m，平均3俺1.19m，啊含煤系数为1伴1.80%，肮其中隧址区可颁采煤层8层，颁编号为3、5绊-2傲、7、9、1邦2颁-1阿、17碍-1懊、19、26绊，其厚度由分爸别为3.83碍m、4.24扮m、0.82把m、0.95爱m、1.12蔼m、4.12版m、3.95笆m、4.45靶m，总厚度2板2.37m。佰2.2 芭城关箐版隧道工程概况傲城关箐隧道位白于贵州省盘县叭西冲镇，隧道疤进口位于城关绊箐村，设计起艾点里程桩号K蔼2+076，翱设计洞底标高

60、胺1900.7扳4m，隧道进罢洞口形式设计奥为削竹式；隧癌道出口位于爬班山村，设计终按点位里程桩号板K5+675岸，洞底标高1啊828.09肮m，出洞口形扳式设计为削竹稗式；行驶方向八主要纵坡为单柏向坡，坡度为绊-2.0%，绊隧道线型略呈唉直线形，隧道鞍洞内排水方式捌设计为中心排袄水。总体轴线皑方向165隘，隧道全长3哀599m，最敖大埋深281瓣.41m，属霸深埋特长隧道案。进口接拟建胺连接路基，出绊口接接拟建连颁接路基。城关袄箐隧道位于贵哀州省盘县西冲埃镇，隧道进口笆位于城关箐村哎，设计起点里袄程桩号K2+坝076，设计澳洞底标高19叭00.74m盎，隧道进洞口皑形式设计为削懊竹式；隧道出