胡家湾隧道断层破碎带挤压性围岩变形控制技术

张秀良

(中铁十六局集团有限公司 北京 100018)

兰渝铁路兰广段隧道地层岩性变化大，地质构造十分复杂[1]，地应力水平属高-极高，受多期强烈变形和极低级变质作用改造、构造、断层、高地应力和地下水等多种因素的影响，形成包括断层破碎带在内的软弱围岩大变形，给施工和结构安全带来极大隐患[2-3]。如何控制断层破碎带挤压性围岩大变形成为兰渝建设者面临的一大技术难题。

1 工程背景

1.1 隧道概况

兰渝铁路胡家湾隧道全长2 862 m(起讫里程DK153+005～DK155+867)，为双线隧道，最大埋深420 m。工程区域大地构造划分属于秦岭褶皱系礼县-柞水冒地槽褶皱带。该隧道穿越临夏-漳县-天水(F1)断层束之f6、f7、f7-1三个断层破碎带。根据兰渝线沿线地壳应力测量结果，本隧道处于高地应力区，断层破碎带围岩软弱，有产生较大位移等收敛变形可能。

隧道按喷锚构筑法技术要求设计，隧道初期支护采用喷锚支护[4]，曲墙带仰拱复合式衬砌，断层破碎带围岩支护参数见表1、表2。

表1 胡家湾隧道Ⅴ级围岩复合式衬砌断面支护参数

表2 胡家湾隧道Ⅴ级围岩超前支护参数

1.2 断层地质特征

隧道先后穿越f6、f7、f7-1三个压扭性逆断层，断层破碎带宽度在260～333 m之间。受构造影响严重，相邻断层影响带岩体受挤压破碎无明显分界，形成了连续长2 437 m断裂带。

f6断层(DK153+470～DK153+800)破碎带岩性为压碎石灰岩、砂岩、页岩，青灰、灰黑色，局部夹有断层角砾，岩体极破碎，岩体挤压后产状凌乱，揉皱、褶皱明显，掌子面普遍有渗水。

f7断层(DK154+270～DK154+530)破碎带岩性为以断层角砾为主，原岩以炭质页岩为主，灰黑色，呈泥砾状，岩体极破碎，围岩自稳能力极差。……