(一)地理位置及地貌特征
本隧道位于浙江省臨海市境內(nèi),里程DK129+519~DK131+771。隧道位于構(gòu)造剝蝕低山區(qū),海拔為25~250m,相對高差約20~230m,最大埋深170m;自然坡度20~35°,局部可達40~60°。隧道進出口端均有基巖裸露,殘坡積層層厚多小于1.0m,地形等高線與洞軸向均大角度相交,微具偏壓。DK129+930~DK130+140段距隧道左線0~35m為賢居水庫,庫底標高約為38.0m。
(二)設計情況
1、燕居嶺隧道進口里程DK129+519,左線路肩設計標高17.03m;隧道出口里程DK131+771,左線路肩設計標高14.07m;隧道全長2252m。其中,Ⅱ級圍巖1083m,Ⅲ級圍巖846m,Ⅳ級圍巖283m,Ⅴ級圍巖40m。
2、隧道進口段位于左偏曲線上,左線曲線半徑R=5000m,右線曲線半徑R=5000m,隧道出口段位于左偏曲線上,左線曲線半徑R=6000m,右線曲線半徑R=6004.6m。隧道DK130+077.81~DK131+624.36段位于直線上。
3、隧道內(nèi)由進口向出口DK129+519~DK130+200段為3‰上坡、DK130+200~DK131+771段為4‰下坡,坡長分別為681m及1571m。DK130+119.5~+280.5段設置圓曲線型豎曲線,豎曲線半徑為20000m。
4、隧道內(nèi)軌頂面標高=路肩設計標高+0.90m,隧道內(nèi)軌頂面至道床高度為0.766m。
5、全隧道地段除明洞、斜切洞門段,其他均采用復合式襯砌。
(三)工程地質(zhì)
1.地質(zhì)構(gòu)造
表層為第四系殘坡積粉質(zhì)黏土夾碎石,下伏侏羅系上統(tǒng)c-2亞段玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r,熔結(jié)凝灰?guī)r,弱~微風化。
DK130+110~150段為斷層破碎帶及影響帶,寬約30m,與線路大角度相交,屬東西向構(gòu)造體系,力學性質(zhì)為壓性,表現(xiàn)為節(jié)理密集,產(chǎn)狀193°∠88°。
2.水文地質(zhì)條件:
地下水主要為基巖裂隙水,水量貧乏,受季節(jié)性降雨影響;在隧道與水庫相鄰段,地下水較發(fā)育,施工期預測最大涌水量為0.53~9.5m3 /d·m,對于滲入地下的水應采取防滲措施。
3.地震烈度:測區(qū)地震動峰值加速度小于0.05g。
工程施工的重難點
隧道進口DK129+955~DK130+150段,所處山體水文地質(zhì)復雜,緊鄰賢居水庫,水庫底距離拱頂最小距離12.4m,施工期預測最大涌水量為0.53~9.5m3/d·m,鐵路在DK130+110~+150段從水庫正下方穿越斷層破碎帶。水庫長280m,寬140m,枯水期(05年11月測)最大水深14.5m,估算最小庫容35萬方,影響范圍DK129+900~DK130+200。確保地方居民生產(chǎn)和生活用水需要,并安全穩(wěn)妥的通過斷層破碎帶,避免地下水大量流失給當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成惡劣影響是本隧道施工的重點和難點。
總體施工方案
1、根據(jù)地質(zhì)資料分析,DK129+955~DK130+150段緊鄰賢居水庫,并穿過斷層破碎帶等不良地質(zhì)地段;根據(jù)超前水平鉆探、TSP203超前地質(zhì)預報、地質(zhì)雷達等手段進行施工地質(zhì)超前預報。具體成果如下:
。1)DK129+939~DK129+950(11m):該段為Ⅲ級偏弱圍巖。
該段圍巖探測后未發(fā)現(xiàn)大型不良地質(zhì)構(gòu)造,但中、小型節(jié)理較發(fā)育,屬于構(gòu)造節(jié)理帶,節(jié)理密度1.55條/m,節(jié)理面光滑平整,局部充填黃褐色軟泥,有一定的張開度,局部有明顯錯動,節(jié)理為壓性結(jié)構(gòu)面,節(jié)理面上可見壓性擦痕,沿節(jié)理面有地下水滲出,節(jié)理的優(yōu)選產(chǎn)狀為15071、25858。
該段圍巖以流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r為主,圍巖呈灰白色~肉紅色,呈碎裂塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu),巖石完整性不好,孔隙度高、裂隙率較大,巖體完整性不好,巖質(zhì)堅硬,含水量小,自穩(wěn)性一般,遇水不崩解,風化程度中等。P波平均波速3150m/s,巖石飽和單軸抗壓強度大于15MPa-25MPa。
。2)DK129+950~DK130+060 (110m):該段為Ⅳ級偏弱圍巖。
該段圍巖探測后未發(fā)現(xiàn)大型地質(zhì)構(gòu)造面,但該段圍巖中、小型節(jié)理較發(fā)育,屬于構(gòu)造節(jié)理帶,節(jié)理密度2.55條/m,節(jié)理面光滑平整,局部充填黃褐色軟泥,有一定的張開度,局部有明顯錯動,節(jié)理為壓性結(jié)構(gòu)面,節(jié)理面上可見壓性擦痕,沿節(jié)理面有地下水滲出,節(jié)理的優(yōu)選產(chǎn)狀為15170、25159。
該段隧道圍巖中的結(jié)構(gòu)面為壓性結(jié)構(gòu)面,一般不會有地下水滲出,但由于該段隧道圍巖埋深很淺,其上部為一個水庫,隧道頂距離水庫最近處僅有12.4m,風化程度較深,其間各種裂隙相當發(fā)育,為地下水的流動運移提供了通道。再加上圍巖中的地下水受到上面水庫的影響,具有一定的壓力,隨著掘進可能在個別地方地下水滲出量會逐漸增大,即已形成透水、突水事故。同時對于裂隙發(fā)育地段要防止掉快和塌方事故的發(fā)生。
該段隧道圍巖以流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r為主,圍巖呈灰白色~肉紅色,呈碎裂散體鑲嵌結(jié)構(gòu),巖石完整性不好,孔隙度高、裂隙率大,巖體完整性不好,巖質(zhì)堅硬,含水量小,自穩(wěn)性一般,遇水不崩解,風化程度中等。P波平均波速2250m/s,巖石飽和單軸抗壓強度大于10MPa-20MPa。
。3)DK130+060~DK130+150 待下一次超前地質(zhì)預報探測。
2、鐵路隧道右側(cè)60m為甬臺溫高速公路燕居嶺隧道,通過調(diào)查了解該隧道施工情況,該隧道距離賢居水庫水平最小距離74m,高度與鐵路隧道基本等高,施工時水庫蓄水流失殆凈,給地方生產(chǎn)生活和生態(tài)環(huán)境造成極大影響。
3、根據(jù)超前地質(zhì)預報結(jié)果,并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況,擬采用采用注漿堵水的方法封堵裂隙、隔離水源、堵塞水點,以減少洞內(nèi)涌水量、降低圍巖滲透系數(shù)、控制地下水的流失。DK129+955~DK130+150段采用加固圈5m超前預注漿,共8循環(huán),每一循環(huán)注漿長度為30m,開挖25m,保留5m止?jié){巖盤,第一環(huán)設置1m厚C20混凝土止?jié){墻,其他采用30cm厚C25噴射混凝土封閉;第1~6環(huán)注漿填充率按5%計,第7、8環(huán)注漿填充率按30%計;注漿材料選用水泥-水玻璃雙液漿。開挖后,針對局部出現(xiàn)滲漏水的部位采取徑向注漿,和超前帷幕注漿形成良好的止水體系,為后期運營提供安全保障。
DK130+110~DK130+150段采用φ89超前長管棚作為超前支護措施,保證開挖安全,按照CRD法開挖,洞身初期支護用I20a工字鋼鋼架加強。
DK129+955~DK130+110段采用超前小導管作為超前支護措施,保證開挖安全,按照三臺階臨時仰拱法開挖,洞身初期支護用I18工字鋼鋼架加強;遵循“短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則安全穩(wěn)妥地完成開挖支護作業(yè)。
環(huán)向采用φ50mm塑料排水盲溝、縱向采用φ80mm塑料排水盲溝,初期支護和二次襯砌間拱墻背后設置EVA塑料防水板和土工布,二次襯砌環(huán)向施工縫設置緩膨型遇水膨脹止水帶、縱向施工縫設置緩膨型遇水膨脹止水條,二次襯砌采用內(nèi)摻HEA防水劑的防水混凝土以達到《地下工程防水技術規(guī)范》規(guī)定的一級防水標準,保證襯砌不滲水、表面無濕漬。