基于溶蚀实验的微观岩溶形态分形特征和水化学动力学特征研究

为有效防治长大岩溶隧道涌水、突泥等地质灾害问题,有必要深入开展岩溶发育规律及岩溶溶蚀作用机理研究。文章在前人研究成果的基础上通过自主研发实验装置,开展了不同工况下溶蚀磨片的溶蚀实验。在对溶蚀实验结果进行初步分析的基础上,借助分形理论开展溶蚀磨片的微观岩溶分形特征分析,借助水化学动力学理论开展溶蚀液的水化学动力学参数和水化学分形特征研究,进一步探索岩溶形态分形特征与水化学动力学特征二者之间的相关性。研究表明,溶蚀实验水化学分形评价指数与微观岩溶分形指数之间的相关性总体上是显著的,为深入认识岩溶地下水作用机理、开展岩溶发育程度评价技术奠定了实验和理论基础。     

大直径自进式锚杆在隧道工程岩溶处治中的应用

京昆线(国家高速公路网G5线)广陕路古家山隧道岩溶十分发育,以垂直向岩溶裂隙、溶槽、溶沟、漏斗发育为主,具有“多、深、窄”的特点根据古家山隧道溶洞发育特点,隧道设计和施工中采取了回填、加固、跨越等溶洞处治方案,特别是φ75 mm大直径自进式锚杆超前支护,具有施工快捷安全、技术经济合理等特点,在古家山隧道施工中得到了广泛应用,对岩溶处治发挥了较好的作用.     

岩溶发育地区隧道溶洞处治方法

岩溶发育地区隧道溶洞的处治方法影响隧道后期的运营寿命和安全。文章分析了溶洞的形成机理及其对隧道施工的影响,阐述了隧道溶洞的处治原则,并以广西河池至百色高速公路项目丘莫隧道和梁家隧道溶洞处治为例,介绍了隧道溶洞处治方法,为相似岩溶地质条件下的隧道施工提供参考。     

树根桩在隧道基底岩溶软基处理中的应用

在岩溶发育地区的隧道施工过程中,对隧道基底溶洞软基处理是隧道施工中的一个比较困难且十分重要的环节。文章以布孟2号隧道基底溶洞软基处治施工为例,阐述了隧道施工过程中遇到了基底溶洞软基地质的复杂情况,并结合软基特点,介绍了采用树根桩对隧道基底溶洞软基进行处治的设计方案、施工工艺和取得的效果,为类似隧道基底溶洞的软基处理方案设计和施工提供了借鉴。     

岩溶发育区公路隧道溶洞处理施工方法探讨

文章结合贵州某高速公路岩溶发育区隧道施工工程实例,得出岩溶发育区隧道施工控制要点,并总结了隧道溶洞处理方法,为今后公路隧道施工处理类似工程情况提供参考。     

岩石裂隙注浆技术在吉隆坡岩溶地区深基坑施工中的应用

吉隆坡大马城北站基坑工程地下基岩岩溶、裂隙、溶洞极为发育,在施工中,采用帷幕注浆、桩脚加固注浆以及压密注浆对基坑进行防水加固,并采用吕荣测试和抽水试验对注浆效果进行评价,结果表明,大马城北站基坑工程注浆封水效果显著,达到了基本防水要求。     

西南某隧道岩溶水发育规律及涌水量预测

岩溶地下水是隧道施工中的一个关键水文地质问题。文章通过对渝昆高铁某隧道两侧的地表和钻孔调查,在关键地质点和水文点进行量测取样,并复核区内主要泉点、溶洞水及河流的流量,结合水质简分析和同位素分析结果,查明了隧址区可溶岩分布和岩溶发育规律,分析了岩溶水的赋存及补给、径流和排泄特征,理清了各含水层之间及其与地表水的水力联系。根据岩性和构造划分可能的集中涌水段、涌水量和风险等级,将隧址区划分为1个一级岩溶水系统和4个二级子系统,并将涌水危险性分为4个等级,隧道纯可溶的水平径流带为岩溶涌突水的高风险段。研究成果对隧道工程的设计、施工和运营具有较大的指导意义。     

高密度电法在贵州某高速公路初勘中的应用

贵州某高速公路地处贵州高原西部,场区属溶蚀-侵蚀地貌单元.在该高速公路初勘阶段,为查明场区覆盖层分布、强风化层厚度及基岩岩溶裂隙、断层发育情况等地质信息,本工作将利用高密度电法物探方法进行分析.高密度电法物探方法是以地质体的电性差异为基础,通过观测和研究与这些差异相关的电场或电磁场在空间和时间尺度的分布特点和变化规律,...     

HSP声波反射法充填溶洞边界探测

隧道开挖揭露的岩溶形态主要有溶管、溶槽、溶洞和暗河等,施工中需要对这些岩溶形态进行定量描述,以便根据不同形态的岩溶及其特性提出相应的开挖和支护措施.对于空溶洞,多采用一般测绘手段即可;但对于充填溶洞边界和暗河底部堆积物或深度的探测,是目前岩溶隧道施工过程中的一个棘手问题.作者采用HSP声波反射法对几个大型充填溶洞或暗河的探测实例表明,采用该方法探测充填型溶洞边界是可行的,值得在其它类似工程中参考应用.     

隧道掌子面与溶洞安全距离分析

岩溶地区隧道开挖掌子面前方存在的大型溶洞对施工的威胁非常大,如何确定开挖掌子面前方合理的岩盘安全厚度,并及时进行超前支护或对溶洞进行处理,是岩溶隧道施工中必须解决的一个关键技术问题。文章通过数值模拟和理论计算,对隧道掌子面与溶洞安全距离的影响因素进行了分析研究,建立了预测隧道掌子面前方岩盘安全厚度的计算方法(经验类比法、理论计算法、数值分析法)及计算图式,给出了安全距离计算公式并进行了工程实例分析。     

下伏溶洞对运营隧道衬砌结构稳定性的影响研究

文章依托工程实践,通过运营隧道病害检测过程中发现的典型岩溶发育特征,借助Midas GTS NX有限元数值分析软件,研究不同埋深条件的下伏溶洞对既有运营隧道衬砌结构的稳定性影响.研究结果表明:随着下伏溶洞埋深逐渐增大,隧道二次衬砌最大剪应力和最大竖向位移逐渐减小;当溶洞埋深＞7 m时,对V级围岩有仰拱区段的后期运营结构...     

顶上隧道涌泥成因分析及整治

针对顶上隧道施工过程中的涌泥事故,通过地质调查、地质雷达探测、钻探等手段,详细研究了事故发生地段的工程地质情况、水文地质情况;分析了该隧道岩溶的发育、赋存、分布规律及规模;指出顶上隧道涌泥的主要原因是岩溶洼地及落水洞中的地表积水和残坡积水以及基岩裂隙水,经岩溶管道不断地渗透于花岗岩体与钙质砂页岩及灰岩接触部位的薄弱地带,从而形成了以垂直发育为主封闭性较好的管道溶洞。实践中结合地质补勘结果,采用跟管管棚、溶洞回填、加强溶洞段初期支护等治理措施,对顶上隧道的涌泥进行了有效处治。     

大直径嵌岩桩桩底溶洞探测方法探讨和应用

文章以山西省平阳高速公路嵌岩桩为工程背景,通过对目前常用探测方法的比较,分析了探地雷达法的独特优势,介绍采用探地雷达法对桩底溶洞情况进行探测的方法,并对使用探地雷达探测嵌岩桩桩底岩溶发育情况的基本步骤进行分析,分析结果表明,探地雷达法可以高效、快捷、准确地探测桩底的地质情况,是一种可行的、无损的溶洞探测方法。     

隧道拱顶半填充大溶洞处治施工技术

文章依托广西武宣至忻城高速公路(来宾至忻城段)岩溶区内来宾三号隧道拱顶大溶洞的处治实例,从衬砌结构、溶洞内排水、施工方法等方面对护拱法穿越隧道拱顶大溶洞的具体处治方案及关键要点进行分析阐述。该处治方案操作简单,能有效地保障施工过程与运营期隧道的安全与质量,对隧道穿越岩溶地区溶洞的处治具有一定的通用性,可为解决类似恶劣地质条件的隧道问题提供参考。     

CASMT法在岩溶区深埋隧道探测中的应用——以汕昆高速公路大湾隧道为例

可控源音频大地电磁法(CSAMT)对野外资料进行圆滑滤波以及静态校正后,以卡尼亚电阻率二维反演剖面为实际勘察资料,在电阻率二维反演剖面的基础上进行了地质推断解释.文章中将该方法应用于汕昆高速公路广西境河池至百色段岩溶区深埋藏大湾隧道勘察,并结合工区地质平面图资料以及物性参数,对地下复杂岩溶病害进行了推断解释,成功划分了隧道经过处溶蚀发育区、岩溶破碎带的分布情况,并给出了治理建议,为隧道后期优化设计、施工提供了较好的依据.     

岩溶特征参数概率分布检验及概率密度拟合分析

文章根据柳州地区多个工程的溶洞数据,运用K-S检验法对各岩溶特征参数的概率分布形式进行了统计检验,得出了不同地层年代的不同岩溶特征参数的分布类型及概率密度函数,为岩溶地区参数优化和可靠度设计提供了基础资料。     

隧道岩溶发育程度的水化学动力学-分形指数评价技术探讨

长大隧道岩溶涌水、突泥等地质灾害问题已成为倍受关注的国际性难题,需要进一步从岩溶作用机理方面开展研究,准确认识和评价岩溶发育规律和岩溶发育程度,从而为解决岩溶地质灾害问题的关键技术提供基础理论或方法。文章在前人研究成果的基础上,从岩溶含水介质的特性研究入手,开展岩溶地下水与岩溶形态之间的作用规律及相关性研究,建立基于水化学动力学-分形指数的岩溶发育程度评价模型及评价标准,进一步形成岩溶发育程度评价的指标体系。以渝怀铁路武隆隧道2~#暗河为例进行分析,评价结果与工程实际对比性较好,对同类隧道工程具有参考价值。     

公路隧道岩溶施工技术方法思考

岩溶作为不良地质条件对隧道施工造成较大危害,溶洞的存在影响围岩压力、支护结构受力和施工安全性。以某隧道工程实例作为研究背景,文章深入分析了公路隧道岩溶施工技术的施工方法,分别从溶洞施工方案确定、施工准备、溶洞开挖、支护施工以及锚杆支护多方面对公路隧道岩溶施工技术进行研究,实践可知,通过隧道岩溶施工技术的应用,能够切实提高隧道工程的掘进速度和质量,对促进公路事业有重要作用。     

隐伏溶洞对隧道施工安全影响的风险评估体系

作为岩溶地区隧道建设重大安全隐患的隐伏溶洞,易造成突水涌泥、坍塌和沉陷等严重事故,但对相关的风险辨识预警理论尚缺乏系统的研究。文章通过案例统计与理论分析,将隐伏溶洞致险因子划分为地质因素与施工因素两类,其中,地质因素包括:隐伏溶洞相对隧道所处方位、充填物类型与状况、溶洞与隧道间距、围岩等级和溶洞规模等五项;施工因素包括:超前地质预报和施工监测两项。基于致险因子与岩溶隧道施工事故的关系,采用层次分析法计算各致险因子的常权重值,并考虑到不同岩溶隧道的差异,在常权重基础上提出了变权重算法。针对岩溶隧道安全事故系统演化规律,确定致险因子评估取值范围,并给出了隐伏溶洞风险评估等级划分标准。最后结合工程实例,验证了文章所建风险评估体系的可行性和合理性。     

典型不良地质体地质雷达探测正演试验研究

地质雷达(GPR)作为一种常规探测方法已经被广泛应用在隧道超前地质预报中。由于隧道空间狭小,受洞内施工器具及探测结果多解性的影响,准确预报隧道不良地质体具有的一定的复杂性和难度。基于此,文章利用二维时域有限差分法正演模拟隧道典型不良地质体地质雷达剖面记录,分析了隧道空间不良地质体雷达剖面特征,获取了实测雷达资料解译的理论依据。通过在安江高速公路3座岩溶隧道施工中进行大量地质雷达探测现场试验,并结合施工现场掌子面地质素描资料,成功预报了含水溶洞、空腔溶洞、溶蚀破碎带等不良地质体。该研究提高了地质雷达法在隧道空间内探测不良地质体的精度,为隧道工程施工提供了安全保证。