富水軟弱地層斜井圍巖穩(wěn)定控制技術(shù)研究

梅爭貴　李建賀　郭勇　劉睿營　歐陽林

摘要：富水軟弱地層斜井施工易引發(fā)圍巖塌方、大變形和突涌水等地質(zhì)災(zāi)害，威脅施工人員和機(jī)械設(shè)備安全，并延滯總體工程進(jìn)度。以滇中引水工程香爐山隧洞5號施工支洞工程建設(shè)實(shí)踐為背景，分析得出斜井的主要工程地質(zhì)問題是圍巖坍塌、軟巖大變形及涌水突泥。結(jié)合圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力監(jiān)測成果論述了圍巖的失穩(wěn)破壞機(jī)制，主要分為頂拱坍塌、軟弱帶擠壓外鼓、涌水突泥3種類型。基于對圍巖破壞過程及其內(nèi)蘊(yùn)機(jī)理的認(rèn)識，采用工程類比、現(xiàn)場應(yīng)用效果反饋的方法，提出了針對不同失穩(wěn)破壞機(jī)制的的斜井圍巖災(zāi)害處置措施和穩(wěn)定控制技術(shù)。相關(guān)成果可為類似地質(zhì)條件下的斜井圍巖穩(wěn)定性控制提供借鑒。

關(guān) 鍵 詞：斜井； 軟弱破碎圍巖； 富水地層； 圍巖穩(wěn)定

中圖法分類號： TV741 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.06.021

0 引 言

斜井是交通、鐵路、引調(diào)水等線路工程在建設(shè)長距離隧洞（道）時(shí)，用于施工期增加工作面、運(yùn)行期實(shí)現(xiàn)檢修和通風(fēng)等目的的重要工程。對于連接線路工程控制性洞段的重要斜井，其施工進(jìn)度將直接影響直線工期，因此安全快速地修建斜井對整個(gè)工程進(jìn)度至關(guān)重要。然而，長距離隧洞（道）工程穿越崇山峻嶺，斜井布置條件一般較差，通常面臨著軟弱巖體、斷層破碎帶和富水地層等不良地質(zhì)環(huán)境，存在圍巖大變形、坍塌和突泥涌水等潛在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。另外，斜井因坡度不同，對施工工序和作業(yè)機(jī)械的適應(yīng)性也不同，由此對施工控制技術(shù)也提出了更高的要求。

近年來，許多專家學(xué)者對軟弱破碎帶中的斜井施工圍巖穩(wěn)定和支護(hù)結(jié)構(gòu)安全問題進(jìn)行了諸多有益的研究和探索。安永林等［1］研究了掌子面形狀和傾角對斜井隧道開挖面穩(wěn)定性的影響。王有慶［2］闡述了斜井施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用及施工保障措施。袁世沖等［3］結(jié)合工程實(shí)踐與模型試驗(yàn)，分析了斜井底板破裂原因、注漿治理效果及不同種類漿液的固砂堵水機(jī)制。王渭明等［4］研究了斜井施工時(shí)的圍巖力學(xué)響應(yīng)機(jī)理和變形破壞規(guī)律，提出了關(guān)鍵加固措施及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。潘彥邑等［5］針對富水破碎地層，研究了斜井與隧道主洞交叉處的施工控制技術(shù)。王有明等［6］對瀑布溝水電站斜井開挖方案進(jìn)行了比較和綜合分析，采用反井鉆機(jī)施工導(dǎo)孔，反拉開挖導(dǎo)井，再正井?dāng)U挖成形的施工方案，取得了良好的通風(fēng)效果。孫曉邁等［7］研究了松散破碎地質(zhì)條件下山嶺隧道斜井進(jìn)洞的施工技術(shù)。

本文依托滇中引水工程香爐山隧洞5號施工斜井的建設(shè)實(shí)踐［8］，從斜井開挖揭示的主要工程問題入手，對軟弱破碎富水地層中的斜井圍巖穩(wěn)定控制關(guān)鍵技術(shù)開展研究，重點(diǎn)就斜井穿越軟弱破碎富水地層所引發(fā)的圍巖垮塌、軟巖變形和突涌水災(zāi)害進(jìn)行分析，提出了解決各種圍巖變形破壞的處置措施和穩(wěn)定控制關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

1.1 斜井基本信息

滇中引水工程位于云南省境內(nèi)，由水源工程和輸水工程組成。輸水工程線路總長664.24 km，其中隧洞58座，長611.99 km，占線路總長的92.13%。香爐山隧洞位于滇中引水工程首段，總長62.596 km，是施工總進(jìn)度的控制性工程，也是全線地質(zhì)條件最復(fù)雜、工程技術(shù)難度最大的深埋長隧洞。

香爐山隧洞5號施工支洞施工期作為處理香爐山隧洞麗江-劍川斷裂（F11）及其影響帶的施工通道，運(yùn)行期作為永久檢修洞和通風(fēng)補(bǔ)氣洞（見圖1）。5號施工支洞作為擴(kuò)大勘察試驗(yàn)性工程，可為進(jìn)一步研究和解決香爐山深埋長隧洞類似關(guān)鍵地質(zhì)問題提供研究和試驗(yàn)空間，有助于進(jìn)一步探明地質(zhì)條件、積累設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)、降低施工風(fēng)險(xiǎn)，由此形成的工作面可為下一步香爐山隧洞全面開工提供良好的條件。

受地形條件、巖溶系統(tǒng)及施工進(jìn)度制約，香爐山隧洞5號施工支洞布置于汝南河槽谷清水江附近，支洞布置為斜井形式，最大埋深約585 m。施工支洞進(jìn)口高程為2 508 m，與主洞相交高程為2 014 m，高差494 m，縱向坡度24.71°。5號施工支洞為3級建筑物，斷面型式為城門洞型，凈斷面尺寸為6.5 m×6.0 m（寬×高）。

1.2 工程地質(zhì)條件

5號施工支洞工程區(qū)基巖分布有二疊系噴出巖（Pβ）玄武巖、三疊系下統(tǒng)青天堡組（T1q）、三疊系中統(tǒng)北衙組（T2b2、T2b1）、第三系侵入巖（Nβ），第四系覆蓋層主要分布于汝南河槽谷、沖溝以及緩坡地帶（見圖2）。施工支洞除洞口少量第四系覆蓋層外，穿越的主要地層巖性為第三系侵入巖-安山質(zhì)玄武巖（Nβ），二疊系噴出巖（Pβ）玄武巖以及石灰窯斷裂構(gòu)造巖。石灰窯斷裂帶（FⅡ-4）寬約50 m，長約12 km，與施工支洞軸線夾角約40°。

2 斜井開挖揭示的主要工程問題

2.1 開挖段揭露地質(zhì)情況

5號施工支洞于2017年10月施工開挖，截至2020年8月31日開挖至樁號K0+526。已開挖段實(shí)際揭露地質(zhì)條件見表1。

2.2 主要工程地質(zhì)問題

通過對已開挖洞段圍巖的變形破壞現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查分析，5號施工支洞主要為巖體結(jié)構(gòu)控制性破壞，起控制作用的是圍巖工程地質(zhì)條件，包括區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)面特征、地下水作用等。主要工程地質(zhì)問題可以分為以下幾類。

（1） 圍巖坍塌失穩(wěn)。在已施工洞段中，多次發(fā)生坍塌失穩(wěn)破壞，處理時(shí)間與坍方規(guī)模相關(guān)，且坍塌部位既可能發(fā)生在拱頂，也可能發(fā)生在邊墻（見圖3）。

（2） 軟巖大變形。軟弱破碎圍巖具有強(qiáng)度低、變形模量小、遇水易軟化、失水易崩解及流變效應(yīng)明顯等工程特性，斜井穿越時(shí)圍巖穩(wěn)定條件差，抗變形能力極差，圍巖大變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象頻發(fā)（見圖4）。

（3） 突涌水。該施工支洞布置于汝南河左岸麗江-劍川斷層槽谷東側(cè)山體內(nèi)，屬清水江-劍川巖溶水子系統(tǒng)（Ⅴ-1）中，總體地下水豐富。支洞中段大部分穿越石灰窯斷層，帶內(nèi)巖體破碎，碎裂巖、角礫巖帶透水性相對較好，極易溝通紅麥盆地地下水和上部巖溶水產(chǎn)生突泥涌水災(zāi)害。5號施工支洞富水洞段典型突涌水災(zāi)害見圖5，圍巖受地下水浸泡軟化及滲透壓力影響，巖體自穩(wěn)能力極差，發(fā)生掉塊、塌方，并導(dǎo)致出現(xiàn)鋼拱架沉降、噴混凝土剝落等破壞現(xiàn)象。

3 圍巖變形破壞機(jī)制分析

3.1 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

該施工支洞對于Ⅴ類圍巖洞段采用上下臺階開挖，典型監(jiān)測斷面監(jiān)測點(diǎn)布置如圖6所示。通過觀測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場施工情況，樁號K0+67斷面上部開挖后圍巖變形逐漸收斂，最大位移位于BC側(cè)線，達(dá)到52 mm，但在下部開挖后，AD、AE及DE位移持續(xù)增長，并且沒有收斂的趨勢，最終由于變形過大，臨時(shí)對撐工字鋼發(fā)生巨響，邊墻塌方。

3.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測分析

根據(jù)樁號K0+250處典型斷面鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)，見圖7～9?？芍獞?yīng)變值最大達(dá)到2 476 με，出現(xiàn)在右側(cè)拱座，相應(yīng)的應(yīng)力約為495 MPa；左側(cè)拱座測點(diǎn)和拱頂測點(diǎn)微應(yīng)變時(shí)程曲線變化規(guī)律基本一致，應(yīng)變值最大分別為870 με和1 556 με，相應(yīng)的應(yīng)力約為174 MPa和311 MPa。

3.3 圍巖失穩(wěn)破壞機(jī)制分析

基于5號施工支洞的圍巖條件、地下水條件、現(xiàn)場施工情況和監(jiān)測結(jié)果，對斜井圍巖的失穩(wěn)破壞機(jī)制初步分析如下。

3.3.1 斜井圍巖塌方

該施工支洞圍巖類別為Ⅳ類和Ⅴ類，其中Ⅴ類圍巖長1 015.45 m，占支洞長度的81.50%；Ⅳ類圍巖長230.45 m，占支洞長度的18.50%。因工程地質(zhì)條件極差，頂拱范圍內(nèi)易發(fā)生掉塊乃至垮塌現(xiàn)象，洞室穩(wěn)定問題極為突出。

斜井圍巖塌方破壞主要發(fā)生在圍巖破碎、結(jié)構(gòu)面發(fā)育洞段，巖體強(qiáng)度低，結(jié)構(gòu)松散，開挖后無法自穩(wěn)。根據(jù)軟弱破碎洞段圍巖收斂變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可知，洞室下部開挖后，圍巖變形急劇增大且沒有收斂趨勢，直至發(fā)生失穩(wěn)破壞，并伴隨對撐鋼支撐發(fā)生巨響，這表明軟弱破碎洞段圍巖變形壓力較大，應(yīng)進(jìn)一步加密鋼拱架或提高鋼拱架規(guī)格。

另外，斜井巖層走向與洞軸線方向呈40°角度相交，易產(chǎn)生順層滑移，沿層面張裂和局部垮塌破壞。對于層面與拱座相切的部位，剪切破壞范圍很大，圍巖變形失穩(wěn)的可能性也最大。此外，各種結(jié)構(gòu)面的不利組合使得洞身存在大量不穩(wěn)定塊體，也是圍巖變形或失穩(wěn)的重要誘發(fā)因素。

3.3.2 軟弱帶擠壓外鼓

該施工支洞穿越強(qiáng)風(fēng)化帶、石灰窯斷裂及其影響帶，圍巖相對破碎、軟弱、性狀差，局部地段地下水豐富。斜井開挖后，當(dāng)二次應(yīng)力超過圍巖的屈服強(qiáng)度時(shí)，軟弱圍巖就會沿著最大主應(yīng)力梯度方向朝消除阻力的自由空間擠出，發(fā)生較大變形。從鋼拱架受力監(jiān)測曲線可知，拱頂和右側(cè)邊墻部位的鋼拱架受力顯著，已達(dá)到并超過其承載能力，無法有效遏制軟巖大變形。

3.3.3 涌水突泥

該施工支洞穿越石灰窯斷裂及其影響帶長度累計(jì)773 m，占支洞全長62%，不良地質(zhì)帶洞段占比大。石灰窯斷裂帶與紅麥盆地相連通，具有穩(wěn)定的水源補(bǔ)給，見圖10。斜井與石灰窯斷裂帶呈40°相交，地下水沿著石灰窯斷裂帶巖層方向的滲透系數(shù)大，透水性極強(qiáng)。

5號支洞平均坡度為24.71°，斜井與破碎圍巖的組合工況給工程設(shè)計(jì)、施工造成極大困難。目前隧洞掌子面低于紅麥盆地約200 m，外水壓力較大。不同于平洞施工，斜井施工在沿隧洞掘進(jìn)方向形成一定水力梯度，圍巖滲流場也隨之發(fā)生改變，滲透水在掌子面聚集，加大了涌水突泥的發(fā)生概率。開挖段位于碎裂巖和碎粉巖接觸帶中，左側(cè)為角礫巖、碎裂巖，裂隙較發(fā)育，透水性較強(qiáng)，為富水巖層；右側(cè)為碎粉巖，隔水性較強(qiáng)。因此，當(dāng)?shù)叵滤ㄟ^透水性強(qiáng)的多裂隙巖層至隔水性較強(qiáng)的軟弱巖層接觸面時(shí)受阻，進(jìn)而在接觸面集中，形成較大的承壓水（見圖11）。碎粉巖長時(shí)間在高壓水的浸泡作用下，首先在接觸帶位置泥化，隨著時(shí)間推移，沿著接觸帶產(chǎn)生裂隙，在動(dòng)水壓力作用下裂隙進(jìn)一步往下擴(kuò)展聯(lián)通。隔水層的水力屏障存在被突破的可能，進(jìn)而形成滲透通道，高壓水沿滲透通道突出，極有可能發(fā)生涌水突泥問題。

4 圍巖破壞處置措施和穩(wěn)定控制關(guān)鍵技術(shù)

4.1 塌方處理措施

表2給出了5號支洞圍巖塌方失穩(wěn)洞段的處置措施。隧洞塌方處置必須詳細(xì)調(diào)查坍方范圍、形狀、地質(zhì)構(gòu)造，查明坍方發(fā)生的原因和地下水活動(dòng)情況，經(jīng)認(rèn)真分析，制定相應(yīng)的處理方案。該支洞處置圍巖塌方破壞的基本思路可分為兩步。

（1） 應(yīng)急處置。圍巖塌方具有突發(fā)性以及后果的嚴(yán)重性，必須采取穩(wěn)妥措施避免塌方范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，

對現(xiàn)場施工人員和機(jī)械做好安全防護(hù)措施，并根據(jù)圍巖塌方的直接誘因，采取封堵回填、排水降壓等措施。

（2） 對塌方洞段加固處理。需對塌方空腔進(jìn)行回填灌漿以及對松渣進(jìn)行固結(jié)灌漿，并打設(shè)臨時(shí)排水孔引水釋壓，此外，對塌方洞段應(yīng)加強(qiáng)圍巖安全監(jiān)測。

4.2 軟巖大變形處理措施

在處置作業(yè)時(shí)，前期曾嘗試采用超前注漿小導(dǎo)管（L=4.5 m φ42 mm @0.3 m搭接1.5 m、L=3 m φ42 mm @0.2 m搭接1.5 m）的方案。但實(shí)施效果表明，在地下水較多和圍巖穩(wěn)定性差的洞段，軟巖變形的控制效果較差。后經(jīng)改進(jìn)優(yōu)化，對于這類富水大變形洞段，采用如下處理措施：

（1） 超前注漿（雙液漿）堵水，因涌水流速較大而無法進(jìn)行灌漿的情況，對注漿材料進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，控制漿液凝固時(shí)間，提高注漿效果。

（2） 預(yù)留變形10 cm，并根據(jù)圍巖收斂變形情況，對預(yù)留變形量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（3） 加強(qiáng)初期支護(hù)，大變形洞段采用雙層I 20a鋼拱架（間距50 cm），分臺階處增設(shè)I 20a工字鋼臨時(shí)橫撐。

（4） 加強(qiáng)鎖腳（鎖腳小錨管+鎖腳大錨管）提高鋼支撐抵御變形的能力，鎖腳錨管兼具固結(jié)灌漿作用，錨管均下傾角10°～20°，大錨管通過16號槽鋼與鋼支撐焊接牢固，小錨管通過“L”型Φ25鋼筋與鋼支撐連接。

4.3 涌水突泥處理措施

4.3.1 已建斜井工程突涌水處理經(jīng)驗(yàn)

涌水突泥災(zāi)害影響因素多，治理難度大。通過搜集整理國內(nèi)6個(gè)施工斜井突涌水災(zāi)害案例（見表3），分析得出涌水突泥的處理一般采用“超前預(yù)測，以堵為主，引排結(jié)合”的原則，洞內(nèi)堵排結(jié)合，洞外采用地表導(dǎo)流方式，從而控制地下水對斜井施工的影響。主要經(jīng)驗(yàn)有：

（1） 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。堅(jiān)持“先勘探后處理”的原則，掌子面前方應(yīng)連續(xù)實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（特別是采用超前地質(zhì)鉆孔），對掌子面前方工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況進(jìn)行探測，判斷前方可能遇到的重大不良地質(zhì)現(xiàn)象。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)采用物探法和鉆探法相結(jié)合，主要是探明水及圍巖性狀，再結(jié)合地質(zhì)分析法給出預(yù)報(bào)結(jié)果以指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。

（2） 超前周邊預(yù)注漿。實(shí)踐表明，注漿是治理涌突水的有效技術(shù)手段。在巖溶區(qū)進(jìn)行超前鉆孔，灌注水泥漿，漿液在注漿壓力的作用下填滿圍巖中的裂隙，并將裂隙中的水分、氣體排出，水泥漿液與周圍的松散巖層固結(jié)，增強(qiáng)周邊巖層的強(qiáng)度，形成了高強(qiáng)度和抗?jié)B阻水能力加強(qiáng)的固結(jié)體，從而提高周圍巖層的抗?jié)B性能、整體穩(wěn)定性能。通過超前預(yù)注漿，在掘進(jìn)工作前方30～40 m范圍內(nèi)形成一個(gè)較為完整的注漿帷幕。

（3） 超前小導(dǎo)管預(yù)注漿?？梢孕纬晒芘锱c圍巖聯(lián)

合超前支護(hù)體系，可以提高巖體自身穩(wěn)定性，抑制圍巖松弛變形。此方案優(yōu)點(diǎn)是小導(dǎo)管注漿所需設(shè)備簡單，易于操作，注漿效果可靠，注漿時(shí)要控制注漿壓力，避免對初期支護(hù)造成破壞。

（4） 超前深孔預(yù)注漿。在超前小導(dǎo)管預(yù)注漿的基礎(chǔ)上，可考慮采用效果更好的超前滲控預(yù)注漿措施。一般實(shí)施的參數(shù)為：孔深10～25 m，孔間距1.0～1.5 m，每循環(huán)搭接3～5 m，漿液采用水泥凈漿或水泥-水玻璃雙液漿，灌漿壓力不小于3 MPa。

（5） 徑向注漿。在鉆孔和爆破施工過程中圍巖擾動(dòng)比較大，開挖區(qū)域周圍的圍巖產(chǎn)生較多裂隙。全斷面的徑向注漿對于修復(fù)裂隙、提高圍巖強(qiáng)度、減小圍巖松動(dòng)圈的厚度、降低圍巖和支護(hù)的收斂位移等非常有利。

（6） 漿液材料選擇。注漿液的選擇應(yīng)該適應(yīng)巖土體的特性，漿液采用純水泥漿或水泥-水玻璃漿液。首先灌注“水泥-水玻璃”漿液快速封堵出水，然后再灌注化學(xué)灌漿材料（例如CW系列）補(bǔ)強(qiáng)加固。“水泥-水玻璃”雙液漿黏度較低，可灌性較好，在水中可以迅速凝固，能夠達(dá)到快速封堵出水的目的。

（7） 引排結(jié)合。在非注漿堵水地段，將拱、墻分散狀的淋水或溶洞水集中成一股或幾股，然后引入排水管排出。

（8） 掌子面預(yù)留巖盤安全厚度。在實(shí)際施工中，當(dāng)預(yù)測到掌子面前方存在大型賦水構(gòu)造時(shí)，首先根據(jù)圍巖等級、水壓力等因素，取3～10 m厚巖盤，再確定超前帷幕注漿參數(shù)，既可以防止掌子面突涌水，保證隧洞施工安全，又可以減小注漿工作量。

（9） 加強(qiáng)監(jiān)測。工程災(zāi)害往往具有一個(gè)過程，因此應(yīng)加強(qiáng)巖溶發(fā)育段的監(jiān)測工作，建立地表洞內(nèi)長期監(jiān)測體系。主要包括地表影響范圍建筑物監(jiān)測和沉降監(jiān)測、洞內(nèi)結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測等。定期組織對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評估，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)研判

4.3.2 涌水突泥處理措施

根據(jù)工程案例分析，以及現(xiàn)場實(shí)際條件，采用以下措施處理涌泥突水問題。

（1） 應(yīng)急處置。在鋼支撐錯(cuò)臺洞段回填混凝土反壓，避免險(xiǎn)情擴(kuò)大；頂拱空腔洞段增加腹拱鋼支撐，減少頂拱空腔掉塊形成的風(fēng)險(xiǎn)；對空腔進(jìn)行回填，并在空腔附近洞段增加徑向固結(jié)灌漿措施，避免涌水后延；施工系統(tǒng)排水孔及空腔引水孔，降低外水壓力。

（2） 加強(qiáng)支護(hù)。增強(qiáng)鋼支撐支護(hù)參數(shù)，并做好鎖腳錨管，采用槽鋼與相鄰兩榀鋼支撐焊接牢固，增加腹拱鋼支撐。

（3） 注漿加固。二次開挖時(shí)采用深孔固結(jié)灌漿+淺孔固結(jié)灌漿+后期補(bǔ)強(qiáng)的方式進(jìn)行超前加固，減少滲水通道的形成。

（4） 效果檢查。上述措施實(shí)施后，在恢復(fù)開挖前，在掌子面施作20 m深的超前地質(zhì)復(fù)勘孔。

4.3.3 涌水突泥治理經(jīng)驗(yàn)

上述涌水突泥處理方案取得了一定的實(shí)施效果，同時(shí)得到以下經(jīng)驗(yàn)。

（1） 隧洞反復(fù)遭遇涌水突泥后，將沖刷攜帶出大量的碎粉巖及其他泥狀物質(zhì)，在隧洞上方形成空腔。應(yīng)采取措施探明空腔的位置及范圍，為空腔的回填灌漿提供定量依據(jù)。

（2） 對于碎粉巖，可能存在注漿效果不佳的情形。當(dāng)采用水泥-水玻璃雙液灌漿時(shí)，存在后期強(qiáng)度低和抗折性較差的問題，而純水泥漿液與泥化碎粉巖膠結(jié)不完全，形成的不穩(wěn)定的膠結(jié)體。因此，應(yīng)進(jìn)一步研究合適的注漿材料，并確定與之匹配的注漿壓力。

（3） 突涌水形成的滲透通道將逐漸被沖刷出來的碎粉巖、碎裂巖堵塞，涌水暫時(shí)停止。但是，當(dāng)位于高滲透水壓力環(huán)境時(shí)，原有的滲透通道可能會被進(jìn)一步?jīng)_刷開或者在附近形成新的滲透通道，再次暴發(fā)涌水。因此，需要在進(jìn)行工程措施處置后持續(xù)對相應(yīng)部位進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。

5 結(jié) 論

本文依托滇中引水工程香爐山隧洞5號施工斜井工程的建設(shè)實(shí)踐，對斜井穿越軟弱破碎富水地層所引發(fā)的圍巖垮塌、軟巖變形和突涌水災(zāi)害現(xiàn)象及處置技術(shù)進(jìn)行了分析，形成如下結(jié)論：

（1） 開挖實(shí)際揭露的地質(zhì)條件與前期勘察結(jié)論基本一致，斜井的主要工程問題集中在圍巖坍塌失穩(wěn)、軟巖大變形和涌水突泥災(zāi)害等3個(gè)主要方面。

（2） 斷層帶圍巖破碎以及穩(wěn)定地下水源補(bǔ)給，是導(dǎo)致斜井在進(jìn)入石灰窯斷裂帶后涌突水災(zāi)害頻發(fā)的主要原因。

（3） 針對塌方、軟巖大變形和涌水突泥等3種典型破壞，提出了處置措施和圍巖穩(wěn)定控制技術(shù)。經(jīng)工程實(shí)踐，上述措施取得了一定的成效，并總結(jié)了相關(guān)措施在實(shí)施層面應(yīng)進(jìn)一步注意的事項(xiàng)，可為類似工程遭遇同類地質(zhì)災(zāi)害的處置提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

［1］安永林，李佳豪，趙丹，等.斜井掌子面形狀與傾角對隧道開挖面穩(wěn)定性影響［J］.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2020，17（10）：2612-2617.

［2］王有慶.斜井施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用［J］.工程技術(shù)研究，2020，5（19）：91-93.

［3］袁世沖，張改玲，鄭國勝，等.斜井穿越風(fēng)積砂層水砂突涌注漿治理研究［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2018，43（4）：1104-1110.

［4］王渭明，王丹，宗永宏.松軟破碎巖層斜井破壞機(jī)理與變形控制研究［J］.煤炭技術(shù)，2015，34（5）：37-40.

［5］潘彥邑，喻亮，劉晨，等.富水破碎地層隧道斜井與主洞交叉處施工控制技術(shù)［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（21）：189-191.

［6］王有明，柳富強(qiáng).瀑布溝水電站引水隧洞斜井開挖施工［J］.云南水力發(fā)電，2010，26（5）：56-60.

［7］孫曉邁，劉吉昌，楊帆，等.松散破碎地質(zhì)條件下山嶺隧道斜井進(jìn)洞施工技術(shù)［J］.建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（20）：116-119.

［8］蘇利軍，帖熠，喻久康.香爐山隧洞5號施工斜井施工難題及解決措施［J］.人民長江，2020，51（8）：162-166.

（編輯：鄭 毅）

Research on stability control technology for inclined shaft surrounding rock in water-rich and weak strata

MEI Zhenggui1，LI Jianhe2，GUO Yong1，LIU Ruiying3，OUYANG Lin1

（1.Administration Bureau of Water Diversion Engineering of Central Yunnan Province，Kunming 650051，China； 2.Changjiang Survey Planning Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China； 3.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China）

Abstract： The construction of inclined shafts in water-rich and weak strata is easy to cause geological disasters such as surrounding rock collapse，large deformation and water inrush，which will threaten the safety of construction workers and equipment and delay the overall project progress.Based on the construction practice of No.5 inclined shaft of Xianglushan tunnel project，a controlling project in the water diversion of central Yunnan Province，the main geological problems of the inclined shaft revealed by the excavation were clarified as the collapse of the top arch，the outer bulge in the weak zone and the inrush of water.Based on the understanding of the surrounding rock failure process and its underlying mechanism，engineering analogy and on-site feedback were used to propose geological disaster disposal measures and stability control technologies for different failure mechanisms.Relevant research results can provide references for the stability control of surrounding rock in inclined shafts under similar geological conditions.

Key words： inclined shaft；weak and broken surrounding rock；water-rich strata；surrounding rock stability

收稿日期：2022-03-26

基金項(xiàng)目：云南省重大科技專項(xiàng)計(jì)劃資助項(xiàng)目（202102AF080001）；巖土力學(xué)與工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（Z018016）

作者簡介：梅爭貴，男，高級工程師，主要從事水利水電工程項(xiàng)目管理工作。E－mail：752516183@qq.com

通信作者：李建賀，男，高級工程師，博士，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)及科研工作。E-mail：jianhe_001@126.com