泥巴山超長深埋隧道巖爆形成條件及危險(xiǎn)性預(yù)測研究.pdf

1、泥巴山隧道長度達(dá)10007m，埋深為1701m，地質(zhì)環(huán)境極為復(fù)雜，位于深切割高中山區(qū)，相對高差達(dá)2100m，區(qū)域上位于川西“Y”字形構(gòu)造帶的東南側(cè)，構(gòu)造活動(dòng)較為強(qiáng)烈，斷層構(gòu)造復(fù)雜，具有高地應(yīng)力條件。隧道圍巖堅(jiān)硬而性脆，具有產(chǎn)生巖爆的特性。隧道開挖圍巖應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致應(yīng)力集中進(jìn)一步增大。因此，隧道圍巖具備產(chǎn)生巖爆的內(nèi)外條件，巖爆是該隧道潛在的主要工程災(zāi)害之一。 對泥巴山隧址區(qū)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件、巖體結(jié)構(gòu)及工程特性、隧址區(qū)地應(yīng)力場、

2、巖石物理力學(xué)特性、圍巖應(yīng)力特征進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上對圍巖巖爆特征及危險(xiǎn)性進(jìn)行了預(yù)測，得到的結(jié)論如下： (1)隧址區(qū)斷層在背斜東翼斷層傾向以西傾為主，而在背斜西翼斷層傾向則以東傾為主，反映了斷層與褶皺在成因上具有密切的聯(lián)系和區(qū)域構(gòu)造格局的控制作用。隧址區(qū)受過至少四期不同方位的強(qiáng)度較大的地質(zhì)構(gòu)造作用，巖層褶皺變形和斷裂發(fā)育，現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力量值較大，符合巖爆產(chǎn)生的高地應(yīng)力環(huán)境條件，利于巖爆發(fā)育。 (2)隧址區(qū)巖體較完整～極破碎

3、，其巖體結(jié)構(gòu)劃分為塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，散體狀結(jié)構(gòu)及松散結(jié)構(gòu)，除破碎帶巖石較軟弱外，其余部位巖石均較堅(jiān)硬，完整流紋巖的單軸抗壓強(qiáng)度平均值達(dá)98.2MPa，其值隨埋深增加有變大的趨勢。說明泥巴山隧道圍巖滿足巖爆產(chǎn)生的巖性條件，但巖體結(jié)構(gòu)會(huì)影響巖爆發(fā)生的烈度。 (3)數(shù)值計(jì)算表明：中間主應(yīng)力接近垂直，最大和最小主應(yīng)力接近水平，最大主應(yīng)力方向?yàn)镹500～600 W，埋深較大的隧道段的最大主應(yīng)力為20MPa～55MPa，中間

4、主應(yīng)力為10Mpa～35MPa，最小主應(yīng)力為0～15MPa，屬于高地應(yīng)力環(huán)境，隧道開挖時(shí)引起的圍巖應(yīng)力集中會(huì)較大，因此，具備了會(huì)產(chǎn)生巖爆的應(yīng)力條件，可能會(huì)發(fā)生巖爆。 (4)圍巖應(yīng)力理論計(jì)算結(jié)果并結(jié)合隧道圍巖質(zhì)量級別分布進(jìn)行的巖爆預(yù)測分析結(jié)果顯示，泥巴山隧道可能產(chǎn)生巖爆的洞段長度約占整個(gè)洞長的51％，其中弱巖爆洞段長度約占28％，中等程度巖爆的洞段長度約占5％，強(qiáng)烈?guī)r爆的洞段長度約占18％。因斷層的存在及巖體結(jié)構(gòu)的差異可能產(chǎn)生巖爆