福仁山隧道工程地質(zhì)研究論文
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客運專(zhuān)線(xiàn)按國鐵Ⅰ級、雙線(xiàn)建設，設計時(shí)速250公里每小時(shí)，功能以客運為主，從西安出發(fā)，穿越秦嶺經(jīng)陜西漢中、翻越米倉山進(jìn)入四川境內，經(jīng)四川廣元至江油與綿成樂(lè )客運專(zhuān)線(xiàn)相接直抵成都，預計線(xiàn)路通車(chē)后，將大大縮短西安到成都的直線(xiàn)距離。從西安到漢中僅需1小時(shí)、到成都需3小時(shí)。該項目由西安至四川江油段和成綿樂(lè )城際鐵路兩段組成，全長(cháng)660公里，項目投資估算總額約為688億元。西成客專(zhuān)陜西段全長(cháng)342.9公里，建設工期5年。中國水電十四局負責西成鐵路西安至江油段（陜西境內）站前工程XCZQ-5標段，正線(xiàn)全長(cháng)31.81Km。該標段主要包括：羅曲隧道進(jìn)出口路基工程94.7m，隧道工程4座（包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、羅曲隧道、范家咀隧道）總長(cháng)度30.47Km，橋梁3座（金水河特大橋、酉水河大橋、金龍河大橋）總長(cháng)度1.2457Km。福仁山隧道地處秦嶺南麓低中山區，隧道范圍平均海拔1200m，最高海拔為1634.1m，洞身地表起伏較大，地表自然坡度為30°~40°，分布有眾多基巖“V”形侵蝕谷，多為南北展布，隧道區域山高坡陡，基巖裸露，溝壑縱橫，地形復雜，植被茂密。隧道起訖里程為DK159+625.95~DK172+725.5。進(jìn)口位于金水河牛角壩，出口位于酉水河宋家堰，最大埋深929m，最小埋深46m，洞身均位于直線(xiàn)以上，隧道以3‰上坡進(jìn)洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。進(jìn)口位于金水河右岸坡地上，隧道中含有一座斜井，為本標段重點(diǎn)控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速鐵路設計規范》（TB10621—2009）中規定的限界尺寸，隧道內采用“通隧（2008）0201”中的襯砌內輪廓，軌面有效面積為92m2，隧道內線(xiàn)間距為4.6m.曲線(xiàn)上隧道襯砌內輪廓不加寬，施工針對圍巖情況采取短進(jìn)尺、分部開(kāi)挖和初期支護，二次襯砌及時(shí)跟進(jìn)，以確保施工安全。
2沿線(xiàn)氣候條件
本區域為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，特點(diǎn)是溫暖濕潤，四季分明，降水量多集中在夏秋季節，常有暴雨災害，年平均氣溫15.2℃，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-5.9℃，年平均降水量785.5mm，年平均蒸發(fā)量1160.5mm，最大積雪厚度4cm。
3工程地質(zhì)特征
3.1地層巖性
隧道通過(guò)的地層主要有第四系全新統（Q4），志留系下統（S1），元古界中上統（Pt2-3）及太古界（Ar）的構造巖類(lèi)。（1）第四系全新統（Q4）主要包括：膨脹土（Q4d19）、卵石土（Q4d17）、碎石土（Q4d17、p17）、塊石土（Q4d18），多為灰黃色，粒徑小于或等于2-60mm的約占10％，大于60-100mm的約占25％，大于200mm的`約占55％。（2）志留系下統（S1）：片巖夾大理巖（S1Sc+Mb），大理巖（S1Mb）、片巖（S1Sc）、主要為灰黃青灰色變晶結構，片狀塊狀構造。（3）元古界中上統（Pt2-3）：變粒巖夾大理巖（Pt2-3Gr+Mb），大理巖夾片麻巖（Pt2-3Mb+Mb）。多為灰褐色，淺灰色，風(fēng)化厚度約為1-10mm。（4）太古界（Ar）：片麻巖夾大理巖（Pt2-3Gr+Mb），灰褐色，淺灰色粒狀變晶結構，塊狀結構，風(fēng)化厚度2-8mm。（5）構造巖類(lèi)主要包括：碎裂巖，多為青灰色、灰褐色，寬度約20-65m，工程地質(zhì)較差。
3.2地質(zhì)構造
福仁山隧道位于商丹斷裂帶和勉略-巴山弧形斷裂構造帶夾持的南秦嶺構造帶，相當于秦嶺造山帶的蜂腰部位，隧道主體位于佛坪窟窿的南半部，歷經(jīng)多次地質(zhì)構造活動(dòng)的影響，其內部組成與構造變形十分復雜。目前已經(jīng)發(fā)現的主要斷層包括：f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2，其中f66為逆斷層，產(chǎn)狀N65°-N80°W（65°-N75°），破碎帶寬約為10-30m，斷層帶物質(zhì)成分為碎裂巖，局部夾斷層角礫巖，斷裂帶內部巖體較為破碎，隧道洞身通過(guò)地段為DK159+856~DK159+878.4。f67為逆斷層，產(chǎn)狀N60°-N80°W（50°-N65°），斷裂帶寬30~40m，內部成分為斷層角礫，洞身通過(guò)地段為DK160+281~DK160+318。另外，隧道段還發(fā)育兩處背斜及一處向斜，背斜核部洞身中心里程為DK165+543~DK169+062，巖體破碎，節理發(fā)育，向斜核部未穿過(guò)洞身，富水，巖體破碎，節理發(fā)育，由于隧道區各地質(zhì)體的發(fā)育時(shí)代，構造運動(dòng)強烈，區域性大斷裂貫穿東西，發(fā)育數條低序次斷裂，巖石節理裂隙較發(fā)育，分布較多節理密節帶，巖體較破碎-較完整。
3.3不良地質(zhì)及特殊巖土
�。�1）隧道范圍內不良地質(zhì)為隧道進(jìn)口處左側分布的大理巖巖溶，巖溶現象主要發(fā)育在隧道進(jìn)口左側金水河右岸的大理巖中，以溶洞形式發(fā)育，溶洞直徑約1-3m，可見(jiàn)延伸深度大于10m，不完全填充，充填物為角礫及雜砂土。
�。�2）隧道范圍內的特殊巖土為膨脹土，具弱-中等膨脹性。
4工程設計情況
針對福仁山隧道地層巖性多樣、地質(zhì)構造復雜、不良地質(zhì)現象多發(fā)的工程地質(zhì)特點(diǎn)，施工單位在詳細的實(shí)地勘察和室內研究的基礎上，制定了較為科學(xué)合理的設計方案：（1）洞口工程采用斜切式洞門(mén)，并設置明洞段，出口采用倒斜切式洞口邊仰坡設置截水天溝，邊坡采用錨網(wǎng)噴支護。
�。�2）洞身工程隧道內部采用“通隧（2008）0201”中的襯砌內輪廓，軌面有效面積為92m2，隧道采用復合式襯砌，初期支護采用噴錨支護設置噴混凝土，錨桿，鋼筋網(wǎng)，鋼架，二次襯砌等，各襯砌類(lèi)型預留變形量，特殊地形地質(zhì)地段對支護措施采用管棚，小導管等措施進(jìn)行了加強。
參考文獻：
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