金紅帥

（中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000）

針對特殊用途的局部初支隧道或毛洞再次投入使用有必要進(jìn)行針對性的安全評估，若只是茫無目的加固不但延長了后期投入使用的時間，也增加了經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)。目前，多數(shù)相關(guān)礦井隧道安全評估規(guī)范主要針對具有完善復(fù)合襯砌的運(yùn)營隧道，針對特殊用途的局部初支隧道或毛洞較少。筆者認(rèn)為，再次投入使用的局部初支隧道或毛洞的安全評估應(yīng)該由地質(zhì)觀察入手，以地質(zhì)觀察為基礎(chǔ)，開展其他方面的必要工作?，F(xiàn)以礦山工程實(shí)例為基礎(chǔ)，從地質(zhì)觀察入手，從巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變、結(jié)構(gòu)面特征及滲漏水等方面與設(shè)計(jì)資料進(jìn)行比對分析，進(jìn)而對再次投入使用的局部初支隧道或毛洞進(jìn)行整體上的初步安全評價，為后期工作提供基礎(chǔ)和依據(jù)。

1 礦井隧道概況

礦井隧道共分為5個隧道段，分別為進(jìn)入隧道段、1#主隧道段、2#主隧道段、3#主隧道段及施工隧道段，最大埋深約332m；隧洞長約3公里，于2011年投運(yùn)，原設(shè)計(jì)使用年限5年，后期主要用于參觀、物資存放等；主隧道斷面尺寸為6.2m，隧道斷面高度7.1m，隧道進(jìn)口段50米范圍內(nèi)采用鋼筋混凝土襯砌作為永久支護(hù)形式，隧道內(nèi)其它段落拱頂采用噴錨支護(hù)作為永久支護(hù)形式，邊墻采用裸洞形式；場區(qū)圍巖可劃歸為II類；隧道二次襯砌設(shè)計(jì)厚度55cm。

2 礦井隧道工程地質(zhì)條件

2.1 地層特性

礦區(qū)地層特性主要為燕山期中-粗?；◢弾r和泥盆紀(jì)砂巖?；◢弾r和砂巖接觸帶發(fā)育角巖和角巖化砂巖，接觸帶未見構(gòu)造作用和熱液蝕變作用所形成的軟弱破碎帶，同化混染現(xiàn)象普遍存在，工程性質(zhì)良好。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

礦井主要構(gòu)造為節(jié)理、褶皺及斷裂。

場址區(qū)節(jié)理主要分布于礦體中，絕大部分為剪節(jié)理，閉合光滑無填充，個別節(jié)理硅質(zhì)膠結(jié)，結(jié)合緊密，未見軟弱帶和泥化現(xiàn)象。節(jié)理傾向主要是200°與275°兩個方向，為高角度節(jié)理，節(jié)理延伸長度集中在1m～5m范圍內(nèi)。

褶皺主體為北東向的排牙山背斜，分布于響螺山-排牙山-虎頭山一帶，背斜軸呈北東50°～60°，向北東傾伏。背斜核部的地層為中泥盆統(tǒng)老虎頭組砂巖、砂礫巖；兩翼為上泥盆統(tǒng)春灣組雜色砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾條帶狀鈣硅質(zhì)巖等。

研究區(qū)域范圍位于蓮花山斷裂的西南端，在此范圍內(nèi)該斷裂帶分為南北兩支：北支為五華-深圳斷裂，由多條斷裂雁列組成，總體走向40°～60°，傾向NW，傾角60°～80°；南支為大埔-海豐斷裂帶，亦由多條斷裂雁列組成，總體傾向SE，傾角50°～60°，見圖1。

圖1 地質(zhì)構(gòu)造綱要圖

3 本次地質(zhì)觀察

筆者針對礦井隧道進(jìn)入隧道段圍巖從巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、節(jié)理特征、風(fēng)化程度、蝕變及地下水等方面進(jìn)行初步調(diào)查，進(jìn)而與設(shè)計(jì)進(jìn)行比對分析，初步評價該隧道的安全性。

3.1 礦石特性觀察

筆者通過對礦井隧道進(jìn)入隧道段出露圍巖進(jìn)行詳細(xì)觀察，礦石主要為灰白色-淺肉紅色中粗?；◢弾r，具有典型的花崗結(jié)構(gòu)，錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎，浸水后有輕微吸水反應(yīng)，為較硬巖，塊狀-碎裂狀構(gòu)造，見圖2。

圖2 典型花崗巖

3.2 節(jié)理裂隙、蝕變及地下水觀察

節(jié)理、裂隙是礦體在應(yīng)力作用下形成的結(jié)構(gòu)面，是一種能反映出礦體內(nèi)主要構(gòu)造特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特征。節(jié)理的分布情況影響著圍巖的穩(wěn)定性，通過對礦井隧道圍巖內(nèi)分布的節(jié)理裂隙進(jìn)行測量，記錄其產(chǎn)狀、數(shù)量等，將節(jié)理裂隙分布情況制作成玫瑰花圖，來分析圍巖的完整性。

筆者通過對礦井隧道進(jìn)入隧道段94條節(jié)理進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)分析，見表1、圖3、圖4，得出觀察區(qū)節(jié)理以單向節(jié)理為主，剪節(jié)理次之，節(jié)理傾向主要是300°，傾角大于60°，為高角度節(jié)理；單向節(jié)理段圍巖較完整，節(jié)理裂隙較閉合，未見明顯的填充物，該段礦石整體上微-中風(fēng)化，未見明顯的滲漏水現(xiàn)象及蝕變現(xiàn)象，圍巖穩(wěn)定性較好；剪節(jié)理段，礦石破碎，中-強(qiáng)風(fēng)化，沿節(jié)理面見有明顯的滲漏水及滴水現(xiàn)象，并伴生有褐鐵礦化現(xiàn)象，使礦石呈褐黃色-褐紅色，節(jié)理間隙內(nèi)填充物主要為泥質(zhì)、鐵質(zhì)等，圍巖穩(wěn)定性一般-較差。

表1 進(jìn)入隧道段節(jié)理傾向分組統(tǒng)計(jì)表

圖3 節(jié)理傾向玫瑰圖

圖4 節(jié)理傾角分布直方圖

4 結(jié)語與建議

通對礦井隧道進(jìn)入隧道段地質(zhì)觀察結(jié)果與設(shè)計(jì)資料進(jìn)行對比分析，該段圍巖整體上未發(fā)生蝕變、風(fēng)化，在應(yīng)力場分布方面基本上與區(qū)域應(yīng)力場一致，未發(fā)生明顯的改變，圍巖整體上基本穩(wěn)定，只有局部剪節(jié)理發(fā)育部位有明顯的蝕變及地下水發(fā)育，應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)注。

本次地質(zhì)觀察主要從圍巖的特性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變及地下水等方面進(jìn)行的定性分析，與觀察者經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，筆者認(rèn)為，要對礦井隧道安全性做出最終評價，應(yīng)該在地質(zhì)觀察的基礎(chǔ)上進(jìn)行取樣（水質(zhì)分析、礦石強(qiáng)度等）、進(jìn)行深部圍巖質(zhì)量勘察（地質(zhì)雷達(dá)等）及監(jiān)測等，并從各方面進(jìn)行與設(shè)計(jì)比對分析，進(jìn)行有效性的綜合性安全評價。