高家湾隧道瓦斯防治技术方案-精选.doc

高家湾隧道瓦斯防治技术方案1高家湾隧道瓦斯防治技术方案高家湾隧道瓦斯防治技术方案1 .隧道基本情况隧道基本情况1.1 工程概况工程概况桃巴高速公路 LJ7 合同段高家湾瓦斯隧道位于四川省南江县桥亭乡境内，横穿南江河谷右侧山体，为傍山越岭隧道，进口端位于南江县桥亭乡谭家坝村，出口端位于桥亭乡中坝村进出口均无公路通向隧址区，交通条件极差，经过便道施工改进后，道路已基本满足施工生产和应对突发事故抢险救援的需要高家湾特长隧道全长 8399m，其中左洞长 4190m（ ZK75+914~ZK80+104） ，右洞长 4209m （K75+906~K80+115）由于该隧道穿过煤系地层，设计为瓦斯双线隧道，该隧道工程地质详细勘察钻孔由四川煤田地质一三七总公司实施，总共布设钻孔 4 个，未对吴家坪、凉山组煤系地层做进一步详细勘察和化验分析，同时也未对本隧道的瓦斯设防级别及管理段落作具体要求，需要在本次方案论证会议中予以明确隧道由进、出口两端左、右洞双向掘进施工，主要工序采用普通钻爆法开挖、无轨运输系统，锚喷支护及全断面二次衬砌在左、右洞之间共布置有 5 个车行横洞和 6 个人行横洞，其位置如表 1 所示，以便设计通风系统。

表 1 横洞布置表横洞名称所处右洞里程所处左洞里程 1#人行横洞K76+255ZK76+265 1#车行横洞K76+605ZK76+631 2#人行横洞K76+955ZK76+957 2#车行横洞K77+260ZK77+278 3#人行横洞K77+655ZK77+656 3#车行横洞K78+005ZK78+023 4#人行横洞K78+385ZK78+386 4#车行横洞K78+760ZK78+778高家湾隧道瓦斯防治技术方案25#人行横洞K79+055ZK79+056 5#车行横洞K79+405ZK79+423 6#人行横洞K79+755ZK79+7561.2 地形地貌地形地貌隧址区位于四川盆地东北部大巴山区，为中、高山构造剥蚀及岩溶侵蚀地貌区区内地形地貌受地层岩性和地质构造控制，地形起伏较大，多成高山、峡谷形态区内山坡陡峭，局部碳酸盐岩段呈现悬崖陡壁地貌景观，沟谷多成 “V” 字型，谷底陡窄，沟床坡降大勘察区内山脊最高约1274m，沟谷最低约 525m，相对高差约 749m隧址区纵向自然斜坡坡角一般20°～40°，局部为高 30～50m 的悬崖、陡壁；横坡一般 30°～60°斜坡上松、柏、杂树等灌、乔木等类植物茂密，基岩露头多出露于悬崖、陡壁及陡坎一带，在谷地、缓坡一带垦有水田、旱地，居民多沿南江河河谷两岸分布，山体上部人烟稀少。

隧道进口处于谭家坝南江河谷（竹叶潭段）右侧谷坡下部，该坡为反向坡，进口段斜坡自然坡度一般 24～50°，平均 38°坡体覆盖松柏林及灌木杂草，局部段基岩出露出口位于何家沟附近的南江河谷谷坡下部斜坡带，洞口上方为坡度较陡，出口段斜坡坡度 35°左右，下部坡度较缓，约 20°出口斜坡体植被主要为少量草丛、灌木，基岩大部分出露，斜坡下部缓坡带被垦为旱地1.3 地层岩性地层岩性隧址区出露的地层有第四系全新统（Q4）松散堆积层、三叠系下统（T） 、二叠系（P） ，志留系（S）地层，其中二叠系上统（P2）吴家坪组（P2w）和二叠系下统（P1）为煤系地层现由新至老将各层分述如下：高家湾隧道瓦斯防治技术方案31.3.1 崩坡积层（崩坡积层（Q4c+dl））块石土：色杂，以灰、黄灰色为主，松散～稍密，稍湿，主要粒径组成：>200mm 约占 50～65%，200～20mm 约占 15～25%，余为角砾及粉、粘粒充填，石质成份为泥灰岩、灰岩、盐溶角砾岩、砂岩及泥（页）岩，呈棱角状，部分呈强风化状，结构极不均，局部碎石、角砾及粉粘粒富集，透水性较好，一般厚 2～6m，主要分布于悬崖脚、陡坡及局部沟谷地带碎石土：灰、黄红色，松散～稍密，干燥～稍湿，主要粒径组成为： >200mm约占 10～20%，200～20mm 约占 50～60%，20～2mm 约占 10～15%，余为粉粘粒充填，石质成分为强风化的灰岩及盐溶角砾岩等，呈棱角状及次棱角状，厚度变化较大，据初勘钻孔 AK79740L10 及 ZK80+100L5 揭露厚约 8～12.10m。

该层主要分布于隧道出口缓斜坡地带，部分表层被垦为旱地1.3.2 坡残积层（坡残积层（Q4dl+el））粉质粘土，以褐黄色为主，可塑～硬塑状，湿土可搓成 2～3mm 的土条，干强度中等，韧性中等；土质不均匀，局部约含 25～30%的角砾及碎石，成份多为粉砂质泥（页）岩、灰岩等主要分布于隧址区平缓斜坡地带表层，厚度一般约 0～2m1.3.3 冲洪积层（冲洪积层（Q Q4 4al+plal+pl））漂石土：杂色，松散～稍密，潮湿～饱和；一般粒径组成：＞200mm 约占 50～60%，200～20mm 约占 20～30%，20～2mm 约占 10～15%，余为砂粒及少量粉粘粒充填石质成分主要为中风化的灰岩、花岗岩、闪长岩等，呈圆～次圆状，级配一般该层厚约5～12m，主要沿南江河河床分布高家湾隧道瓦斯防治技术方案41.3.4 三叠系下统（三叠系下统（T T））嘉陵江组（T1j）：岩性为灰色中-厚层状灰岩及岩溶角砾岩为主，夹少量泥灰岩等岩溶角砾岩为钙质胶结或泥质胶结，属易软化岩，且该层深部多夹有石膏层；受构造影响，该地层多被挤压破碎区内地表该地层中可见大量溶蚀孔洞、竖直溶隙及少量小型溶洞等，部分由泥质及原岩碎石等充填。

该层厚约 532～587m，整合于铜街子组（T1t）之上，分布于洞身K79+616（ZK79+629）～隧道出口一带铜街子组（T1t）：岩性红灰、紫红、灰色薄～中厚层状钙质泥岩、泥灰岩与灰岩不等厚互层，并夹少量薄层泥岩、钙质胶结的砾岩，层间结合一般据 AK79100L15 及地面调查，区内该段岩溶不发育；受构造影响，该组岩石多处被挤压破碎，并拌随有隐伏的小型断裂破碎带（破碎带宽约 2～5m） 该层厚约 200m，整合于飞仙关组（T1f）之上，主要分布于洞身K79+361～K79+616（ZK79+353～ZK79+629）段飞仙关组（T1f）：根据岩性组合分为四段：第一段（T1f1）为灰、紫灰色薄～中厚层状灰岩夹少量钙质泥岩及泥岩、泥灰岩，厚约 142m；第二段（T1f2）为紫红、红灰色钙质泥岩夹泥灰岩及少量薄层灰岩，厚约 364m；第三段（T1f3）为中～厚层状灰岩夹鲕状灰岩，厚约 60m；第四段（T1f4）为紫红、红灰色钙质泥岩与泥灰岩不等厚互层，局部夹少量薄层灰岩，厚约152m区内该组岩石岩溶不发育，仅在 T1f1、T1f3灰岩地层中发育有少量竖直溶隙该组平行不整合于二叠系之上，区内总厚约 600～660 米，分布于洞身 K78+705～K79+361（ZK78+700～ZK79+353）段。

高家湾隧道瓦斯防治技术方案51.3.5 二叠系上统（二叠系上统（P2））吴家坪组及大隆组（P2d＋w）：吴家坪组为区域含煤地层，以含燧石灰岩为主，夹灰岩；底部（P2w1）为薄层状泥岩、泥灰岩夹炭质泥岩、薄煤层或煤线，厚约 2～5m，其中煤层厚约 0.20m，区内地表未出露大隆组为灰岩、硅质岩、含燧石灰岩，厚度及岩相变化较大区内该组岩溶发育程度弱，地表主要发育有溶隙、溶沟及石芽等，据钻孔 AK77600L15 揭露，该层小型溶洞及溶孔等发育，使得岩体完整性差该地层平行不整合于茅口组（P1m）之上，总厚约 200～240 米，分布于洞身K78+231～K78+705（ZK78+284～ZK78+700）段1.3.6 二叠系下统（二叠系下统（P1））茅口组及栖霞组（P1m＋q）：茅口组为厚层状灰岩，下部夹少量砂质泥岩；其下栖霞组为厚层状灰岩夹有沥青质条带，并夹薄层泥岩，岩层层间结合较好该组地表溶蚀现象明显，主要表现为溶蚀孔洞、溶隙、溶沟及石芽等该组整合于梁山组（P1l）之上区内该层厚度约 229 米，分布于洞身K77+780～K78+231（ZK77+808～ZK78+284）段梁山组（P1l）：为区域含煤地层，岩性为黄灰、黄褐薄层状泥岩、泥质粉砂岩，夹炭质泥岩、薄煤层或煤线，煤层厚度约 0.20m；岩层层间结合差，遇水易产生层间剥离现象。

该组平行不整合于志留系之上，厚度不均匀，约 0～30 米，隧址区地表未出露高家湾隧道瓦斯防治技术方案61.3.7 志留系中下统（志留系中下统（S S1+21+2））新滩组及罗惹坪群（S1x+S2l）：岩性主要为黄灰、黄褐、绿灰色薄状砂质页岩、页岩夹粉砂岩、粉砂质泥岩，岩石层间结合差～较差，失水易开裂、易产生层间剥离现象，遇水易软化该层厚约 793～998 米，分布于隧道进口～K77+780（ZK77+808）段1.4 地质构造地质构造隧址区位于扬子准地台北缘，构造线方向近东西向，隧道依次穿越向斜－背斜－向斜－背斜（即 S6~S9） ，均为斜歪褶皱，并发育断层 1 条，且局部可能发育隐伏的小型断层（破碎带宽度约 2～5m） ，区内地质构造复杂1.4.1褶皱褶皱S6 向斜：该向斜轴部与拟建隧道交于 K76+986（ZK76+979） ，隧道穿越段发育于 S2l 地层中，岩性为砂质页岩、页岩夹粉砂岩或粉砂质泥岩等，为储水构造区内段向斜枢纽呈弧形，总体近 E-W 走向，延伸长度约 2.5Km，轴面倾向 N；其北翼岩层产状 201～239°∠16～21°，南翼岩层产状310～320°∠16～37°；轴部岩层较宽缓，据初勘钻孔 AK76455L15 揭露，钻孔 RQD 值一般达 79～91%，岩体较完整。

故，S6 向斜轴部岩体较完整，仅局部可能存在有小型挤压破碎带S7 背斜：该背斜轴部与拟建隧道交于 K77+452（ZK77+447） ，隧道穿越段发育于 S2l 地层中区内段背斜枢纽顺直，呈 NNE-SSW 走向，延伸长度约3Km，轴面倾向 N其 NE 翼岩性主要为砂质页岩夹粉砂岩等，岩层产状310～320°∠16～37°；SW 翼岩性为高家湾隧道瓦斯防治技术方案7灰岩、含燧石灰岩，夹少量薄层泥岩及页岩等，岩层一般产状 168～190°∠34～46°；靠 S8 向斜部位岩层近直立，且局部可能有隐伏的小型挤压破碎带（宽度约 1～3m） ；该背斜轴部宽缓，岩体较破碎S8 向斜：该向斜轴部与拟建隧道交于 K79+297（ZK79+295） ，发育于铜街子组地层中，岩性主要为钙质泥岩与灰岩不等厚互层，局部夹薄层灰岩及灰质砾岩等，为储水构造区内段该向斜枢纽顺直，呈近 E-W 走向，延伸长度约 3.5Km，轴面倾向 S；两翼岩层产状变化较大（即 K79+060 或 ZK79+050以南） ，轴部附近一带挤压挠曲发育，其 N 翼岩层产状一般为 170～185°∠53～77°；S 翼岩层产状一般为 348～14°∠60～88°；两翼近轴部岩层多直立，局部有岩层倒转现象，且可能发育有隐伏的小型挤压破碎带（宽度约 1～3m） 。

S9 背斜：该背斜轴部与拟建隧道交于 K80+060（ZK80+059） ，发育于嘉陵江组地层中，岩性主要为盐溶角砾岩及灰岩该向斜枢纽顺直，呈 E-W 走向，延伸长度约 4Km，轴面倾向 N；两翼岩层产状较稳定，其 N 翼岩层产状一般为 325～350°∠16～36°，S 翼岩层产状一般为 149～170°∠40°1.4.2断层断层F10 断层：为正断层，与拟建隧道交于 K79+854（ZK79+846） ，位于 S8向斜与 S9 背斜之间；处于 T1j 地层中，岩性为盐溶角砾岩及灰岩夹少量泥灰岩该断层近 E-W 走向，倾向 S，倾角约 75°，断层带地表可见宽度约2～4m，延伸长度约 4Km，断距不详该断层下盘岩体破碎，主要表现为强烈的挤压揉皱现象，影响宽度约 62.58m，与 S8 向斜 S 翼形成了较强烈的挤压变形带，且局部岩体呈倒转现象；高家湾隧道瓦斯防治技术方案8上盘岩体影响较小，岩层产状一般为 325～350°∠16～36°；断层。