岩鹰鞍隧道排水支洞的设置数值模拟研究

赵志辉

(中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西 西安 710016)

1 工程概况

正在修建的岩鹰鞍隧道是新建怀邵衡铁路怀化至邵阳段的重点难点控制工程，起讫里程为DK84+526～DK89+828，全长5 302 m，掘进分为岩鹰鞍隧道进口斜井工区、蜡犁坪斜井工区和岩鹰鞍隧道出口三个工区。全隧共7处断层，其中F2、F5、F7断层已顺利通过。F1断层位于进口斜井工区，F3、F4断层位于进口斜井工区和蜡犁坪斜井工区之间(两断层相距535 m)，F6位于出口工区。

正洞F4断层影响范围DK88+050～DK87+840共210 m(其中DK88+000～DK87+875为断层核心带)，开挖断面高13.93 m，宽14.66 m；迂回导坑长492 m，开挖断面高8.41 m，宽6.48 m；排水支洞长259 m，开挖断面高8.41 m，宽6.48 m。断层及影响带范围围岩为Dt石英砂岩。正洞、排水支洞、迂回导坑平面位置如图1所示，正洞、排水支洞、迂回导坑地质纵断面如图2所示。

图1 正洞、排水支洞、迂回导坑平面位置图

图2 正洞、排水支洞、迂回导坑地质纵断面图

岩鹰鞍隧道在DK87+420～DK88+639为剥蚀低山，下伏隧道为泥盆系跳马涧组Dt石英砂岩、石英细砂岩及石英粉砂岩、深灰色钙质页岩。岩层产状为130°∠50°。本段预测DK87+840～DK88+050为F4断层及影响带，最大涌水量1 548～1 872 m3/d，最大单位涌水量6.19～8.91 m3/d/m，为强富水区，对隧道安全施工造成较大影响，必须对F4断层充分研究并采取有效积极的技术措施，才能保质保量完成整个工程项目。

2 涌水涌砂隧道问题分析

2.1 穿越F4断层隧道施工方法分析

由于隧道处于破碎地质条件特别是处于涌水涌砂工程区域，隧道常常在开挖后尤其是雨季来临后，洞内多处涌水量会不断增加，从而导致施工停止。参考隧道工程排水支洞与迂回导坑施工技术[1-4]，为保证工期以及隧道在今后的运营安全，主洞应施作排水支洞。……