【正文】 高家灣隧道瓦斯防治技術(shù)方案高家灣隧道瓦斯防治技術(shù)方案1 .隧道基本情況 工程概況桃巴高速公路LJ7合同段高家灣瓦斯隧道位于四川省南江縣橋亭鄉(xiāng)境內(nèi)，橫穿南江河谷右側(cè)山體，為傍山越嶺隧道，進(jìn)口端位于南江縣橋亭鄉(xiāng)譚家壩村，出口端位于橋亭鄉(xiāng)中壩村。進(jìn)出口均無(wú)公路通向隧址區(qū)，交通條件極差，經(jīng)過(guò)便道施工改進(jìn)后，道路已基本滿足施工生產(chǎn)和應(yīng)對(duì)突發(fā)事故搶險(xiǎn)救援的需要。高家灣特長(zhǎng)隧道全長(zhǎng)8399m，其中左洞長(zhǎng)4190m（ ZK75+914~ZK80+104），右洞長(zhǎng)4209m （K75+906~K80+115）由于該隧道穿過(guò)煤系地層，設(shè)計(jì)為瓦斯雙線隧道，該隧道工程地質(zhì)詳細(xì)勘察鉆孔由四川煤田地質(zhì)一三七總公司實(shí)施，總共布設(shè)鉆孔4個(gè)，未對(duì)吳家坪、涼山組煤系地層做進(jìn)一步詳細(xì)勘察和化驗(yàn)分析，同時(shí)也未對(duì)本隧道的瓦斯設(shè)防級(jí)別及管理段落作具體要求，需要在本次方案論證會(huì)議中予以明確。隧道由進(jìn)、出口兩端左、右洞雙向掘進(jìn)施工，主要工序采用普通鉆爆法開(kāi)挖、無(wú)軌運(yùn)輸系統(tǒng)，錨噴支護(hù)及全斷面二次襯砌。在左、右洞之間共布置有5個(gè)車行橫洞和6個(gè)人行橫洞，其位置如表1所示，以便設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)。表1 橫洞布置表橫洞名稱所處右洞里程所處左洞里程1人行橫洞K76+255ZK76+2651車行橫洞K76+605ZK76+6312人行橫洞K76+955ZK76+9572車行橫洞K77+260ZK77+2783人行橫洞K77+655ZK77+6563車行橫洞K78+005ZK78+0234人行橫洞K78+385ZK78+3864車行橫洞K78+760ZK78+7785人行橫洞K79+055ZK79+0565車行橫洞K79+405ZK79+4236人行橫洞K79+755ZK79+756隧址區(qū)位于四川盆地東北部大巴山區(qū)，為中、高山構(gòu)造剝蝕及巖溶侵蝕地貌區(qū)。區(qū)內(nèi)地形地貌受地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造控制，地形起伏較大，多成高山、峽谷形態(tài)。區(qū)內(nèi)山坡陡峭，局部碳酸鹽巖段呈現(xiàn)懸崖陡壁地貌景觀，溝谷多成 “V” 字型，谷底陡窄，溝床坡降大?？辈靺^(qū)內(nèi)山脊最高約1274m，溝谷最低約525m，相對(duì)高差約749m。隧址區(qū)縱向自然斜坡坡角一般20176。～40176。，局部為高30～50m的懸崖、陡壁；橫坡一般30176?！?0176。斜坡上松、柏、雜樹(shù)等灌、喬木等類植物茂密，基巖露頭多出露于懸崖、陡壁及陡坎一帶，在谷地、緩坡一帶墾有水田、旱地，居民多沿南江河河谷兩岸分布，山體上部人煙稀少。隧道進(jìn)口處于譚家壩南江河谷（竹葉潭段）右側(cè)谷坡下部，該坡為反向坡，進(jìn)口段斜坡自然坡度一般24～50176。，平均38176。坡體覆蓋松柏林及灌木雜草，局部段基巖出露。出口位于何家溝附近的南江河谷谷坡下部斜坡帶，洞口上方為坡度較陡，出口段斜坡坡度35176。左右，下部坡度較緩，約20176。出口斜坡體植被主要為少量草叢、灌木，基巖大部分出露，斜坡下部緩坡帶被墾為旱地。 地層巖性隧址區(qū)出露的地層有第四系全新統(tǒng)（Q4）松散堆積層、三疊系下統(tǒng)（T）、二疊系（P），志留系（S）地層，其中二疊系上統(tǒng)（P2）吳家坪組（P2w）和二疊系下統(tǒng)（P1）為煤系地層?，F(xiàn)由新至老將各層分述如下：（Q4c+dl）塊石土：色雜，以灰、黃灰色為主，松散～稍密，稍濕，主要粒徑組成：200mm約占50～65%，200～20mm約占15～25%，余為角礫及粉、粘粒充填，石質(zhì)成份為泥灰?guī)r、灰?guī)r、鹽溶角礫巖、砂巖及泥（頁(yè)）巖，呈棱角狀，部分呈強(qiáng)風(fēng)化狀，結(jié)構(gòu)極不均，局部碎石、角礫及粉粘粒富集，透水性較好，一般厚2～6m，主要分布于懸崖腳、陡坡及局部溝谷地帶。碎石土：灰、黃紅色，松散～稍密，干燥～稍濕，主要粒徑組成為：200mm約占10～20%，200～20mm約占50～60%，20～2mm約占10～15%，余為粉粘粒充填，石質(zhì)成分為強(qiáng)風(fēng)化的灰?guī)r及鹽溶角礫巖等，呈棱角狀及次棱角狀，厚度變化較大，據(jù)初勘鉆孔AK79740L10及ZK80+100L5揭露厚約8～。該層主要分布于隧道出口緩斜坡地帶，部分表層被墾為旱地。（Q4dl+el）粉質(zhì)粘土，以褐黃色為主，可塑～硬塑狀，濕土可搓成2～3mm的土條，干強(qiáng)度中等，韌性中等；土質(zhì)不均勻，局部約含25～30%的角礫及碎石，成份多為粉砂質(zhì)泥（頁(yè)）巖、灰?guī)r等。主要分布于隧址區(qū)平緩斜坡地帶表層，厚度一般約0～2m。（Q4al+pl）漂石土：雜色，松散～稍密，潮濕～飽和；一般粒徑組成：＞200mm約占50～60%，200～20mm約占20～30%，20～2mm約占10～15%，余為砂粒及少量粉粘粒充填。石質(zhì)成分主要為中風(fēng)化的灰?guī)r、花崗巖、閃長(zhǎng)巖等，呈圓～次圓狀，級(jí)配一般。該層厚約5～12m，主要沿南江河河床分布。（T）嘉陵江組（T1j）：巖性為灰色中厚層狀灰?guī)r及巖溶角礫巖為主，夾少量泥灰?guī)r等。巖溶角礫巖為鈣質(zhì)膠結(jié)或泥質(zhì)膠結(jié)，屬易軟化巖，且該層深部多夾有石膏層；受構(gòu)造影響，該地層多被擠壓破碎。區(qū)內(nèi)地表該地層中可見(jiàn)大量溶蝕孔洞、豎直溶隙及少量小型溶洞等，部分由泥質(zhì)及原巖碎石等充填。該層厚約532～587m，整合于銅街子組（T1t）之上，分布于洞身K79+616（ZK79+629）～隧道出口一帶。銅街子組（T1t）：巖性紅灰、紫紅、灰色薄～中厚層狀鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r與灰?guī)r不等厚互層，并夾少量薄層泥巖、鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖，層間結(jié)合一般。據(jù)AK79100L15及地面調(diào)查，區(qū)內(nèi)該段巖溶不發(fā)育；受構(gòu)造影響，該組巖石多處被擠壓破碎，并拌隨有隱伏的小型斷裂破碎帶（破碎帶寬約2～5m）。該層厚約200m，整合于飛仙關(guān)組（T1f）之上，主要分布于洞身K79+361～K79+616（ZK79+353～ZK79+629）段。飛仙關(guān)組（T1f）：根據(jù)巖性組合分為四段：第一段（T1f1）為灰、紫灰色薄～中厚層狀灰?guī)r夾少量鈣質(zhì)泥巖及泥巖、泥灰?guī)r，厚約142m；第二段（T1f2）為紫紅、紅灰色鈣質(zhì)泥巖夾泥灰?guī)r及少量薄層灰?guī)r，厚約364m；第三段（T1f3）為中～厚層狀灰?guī)r夾鮞狀灰?guī)r，厚約60m；第四段（T1f4）為紫紅、紅灰色鈣質(zhì)泥巖與泥灰?guī)r不等厚互層，局部夾少量薄層灰?guī)r，厚約152m。區(qū)內(nèi)該組巖石巖溶不發(fā)育，僅在T1fT1f3灰?guī)r地層中發(fā)育有少量豎直溶隙。該組平行不整合于二疊系之上，區(qū)內(nèi)總厚約600～660米，分布于洞身K78+705～K79+361（ZK78+700～ZK79+353）段。（P2）吳家坪組及大隆組（P2d＋w）：吳家坪組為區(qū)域含煤地層，以含燧石灰?guī)r為主，夾灰?guī)r；底部（P2w1）為薄層狀泥巖、泥灰?guī)r夾炭質(zhì)泥巖、薄煤層或煤線，厚約2～5m，區(qū)內(nèi)地表未出露。大隆組為灰?guī)r、硅質(zhì)巖、含燧石灰?guī)r，厚度及巖相變化較大。區(qū)內(nèi)該組巖溶發(fā)育程度弱，地表主要發(fā)育有溶隙、溶溝及石芽等，據(jù)鉆孔AK77600L15揭露，該層小型溶洞及溶孔等發(fā)育，使得巖體完整性差。該地層平行不整合于茅口組（P1m）之上，總厚約200～240米，分布于洞身K78+231～K78+705（ZK78+284～ZK78+700）段。（P1）茅口組及棲霞組（P1m＋q）：茅口組為厚層狀灰?guī)r，下部夾少量砂質(zhì)泥巖；其下棲霞組為厚層狀灰?guī)r夾有瀝青質(zhì)條帶，并夾薄層泥巖，巖層層間結(jié)合較好。該組地表溶蝕現(xiàn)象明顯，主要表現(xiàn)為溶蝕孔洞、溶隙、溶溝及石芽等。該組整合于梁山組（P1l）之上。區(qū)內(nèi)該層厚度約229米，分布于洞身K77+780～K78+231（ZK77+808～ZK78+284）段。梁山組（P1l）：為區(qū)域含煤地層，巖性為黃灰、黃褐薄層狀泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾炭質(zhì)泥巖、薄煤層或煤線，；巖層層間結(jié)合差，遇水易產(chǎn)生層間剝離現(xiàn)象。該組平行不整合于志留系之上，厚度不均勻，約0～30米，隧址區(qū)地表未出露。 志留系中下統(tǒng)（S1+2）新灘組及羅惹坪群（S1x+S2l）：巖性主要為黃灰、黃褐、綠灰色薄狀砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖夾粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，巖石層間結(jié)合差～較差，失水易開(kāi)裂、易產(chǎn)生層間剝離現(xiàn)象，遇水易軟化。該層厚約793～998米，分布于隧道進(jìn)口～K77+780（ZK77+808）段。 地質(zhì)構(gòu)造隧址區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)北緣，構(gòu)造線方向近東西向，隧道依次穿越向斜－背斜－向斜－背斜（即S6~S9），均為斜歪褶皺，并發(fā)育斷層1條，且局部可能發(fā)育隱伏的小型斷層（破碎帶寬度約2～5m），區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。S6向斜：該向斜軸部與擬建隧道交于K76+986（ZK76+979），隧道穿越段發(fā)育于S2l地層中，巖性為砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖夾粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖等，為儲(chǔ)水構(gòu)造。區(qū)內(nèi)段向斜樞紐呈弧形，總體近EW走向，軸面傾向N；其北翼巖層產(chǎn)狀201～239176。∠16～21176。，南翼巖層產(chǎn)狀310～320176?！?6～37176。；軸部巖層較寬緩，據(jù)初勘鉆孔AK76455L15揭露，鉆孔R(shí)QD值一般達(dá)79～91%，巖體較完整。故，S6向斜軸部巖體較完整，僅局部可能存在有小型擠壓破碎帶。S7背斜：該背斜軸部與擬建隧道交于K77+452（ZK77+447），隧道穿越段發(fā)育于S2l地層中。區(qū)內(nèi)段背斜樞紐順直，呈NNESSW走向，延伸長(zhǎng)度約3Km，軸面傾向N。其NE翼巖性主要為砂質(zhì)頁(yè)巖夾粉砂巖等，巖層產(chǎn)狀310～320176?！?6～37176。；SW翼巖性為灰?guī)r、含燧石灰?guī)r，夾少量薄層泥巖及頁(yè)巖等，巖層一般產(chǎn)狀168～190176?！?4～46176。；靠S8向斜部位巖層近直立，且局部可能有隱伏的小型擠壓破碎帶（寬度約1～3m）；該背斜軸部寬緩，巖體較破碎。S8向斜：該向斜軸部與擬建隧道交于K79+297（ZK79+295），發(fā)育于銅街子組地層中，巖性主要為鈣質(zhì)泥巖與灰?guī)r不等厚互層，局部夾薄層灰?guī)r及灰質(zhì)礫巖等，為儲(chǔ)水構(gòu)造。區(qū)內(nèi)段該向斜樞紐順直，呈近EW走向，軸面傾向S；兩翼巖層產(chǎn)狀變化較大（即K79+060或ZK79+050以南），軸部附近一帶擠壓撓曲發(fā)育，其N翼巖層產(chǎn)狀一般為170～185176?！?3～77176。；S翼巖層產(chǎn)狀一般為348～14176。∠60～88176。；兩翼近軸部巖層多直立，局部有巖層倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，且可能發(fā)育有隱伏的小型擠壓破碎帶（寬度約1～3m）。S9背斜：該背斜軸部與擬建隧道交于K80+060（ZK80+059），發(fā)育于嘉陵江組地層中，巖性主要為鹽溶角礫巖及灰?guī)r。該向斜樞紐順直，呈EW走向，延伸長(zhǎng)度約4Km，軸面傾向N；兩翼巖層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，其N翼巖層產(chǎn)狀一般為325～350176?！?6～36176。，S翼巖層產(chǎn)狀一般為149～170176。∠40176。 斷層F10斷層：為正斷層，與擬建隧道交于K79+854（ZK79+846），位于S8向斜與S9背斜之間；處于T1j地層中，巖性為鹽溶角礫巖及灰?guī)r夾少量泥灰?guī)r。該斷層近EW走向，傾向S，傾角約75176。，斷層帶地表可見(jiàn)寬度約2～4m，延伸長(zhǎng)度約4Km，斷距不詳。該斷層下盤(pán)巖體破碎，主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的擠壓揉皺現(xiàn)象，與S8向斜S翼形成了較強(qiáng)烈的擠壓變形帶，且局部巖體呈倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象；上盤(pán)巖體影響較小，巖層產(chǎn)狀一般為325～350176?！?6～36176。；斷層帶巖體極破碎，透水性強(qiáng)，局部具泥化現(xiàn)象。由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖性變化大，在K79+060（ZK79+050）至出口段巖層產(chǎn)狀變化極大，結(jié)合初勘鉆孔AK79100L10揭露情況，在K79+060（ZK79+050）至出口段局部可能發(fā)育有隱伏的小型斷裂破碎帶。隧道區(qū)內(nèi)巖體裂隙發(fā)育，現(xiàn)分段敘述如下： ① 進(jìn)口段(K75+906~K76+100、ZK75＋914～ZK76＋084)主