综合超前地质预报在长乐山隧道施工中的应用

在岩溶地区修建隧道过程中,经常遇到突水、突泥等地质灾害。为了规避地质灾害的发生、减少其对隧道施工运营造成的损失,通常要投入大量的隧道超前地质预报工作。文章在进行水文、地质、地貌研究的基础上,提出了运用岩溶地质学原理对隧道岩溶发育情况进行定性预测,划分重点预报地段、选择合适的物探方法或物探组合模式、有的放矢地进行综合超前预报的观点;以长乐山隧道为工程背景,采用了岩溶地质定性预测+地震波法探测+地质雷达探测的超前预报模式,取得了良好的效果,验证了综合超前地质预报的有效性、经济性。     

地质雷达与TRT法在隧道涌水预报中的应用

富水岩溶地区隧道施工过程中,极易发生突水、突泥工程地质灾害,极大地危害了施工安全。因此,采用超前地质预报探测隧道掌子面前方围岩工程地质及水文地质情况显得尤为必要。文章以南充-大竹-梁平(川渝界)高速公路铜锣山隧道工程超前地质预报为例,提出综合利用地质雷达法与TRT法对隧道掌子面前方涌水情况进行预报,经实践验证该组合预报技术能为隧道施工提供有效的参考依据,一定程度上减小突水、突泥地质灾害的发生几率。     

基于地表沉降的岩溶发育区分析

受岩溶地质复杂性的影响,岩溶隧道施工中常常发生突水灾害,从而往往诱发地表沉降。基于此,文章提出了一种根据岩溶隧道突水诱发的地表沉降分析岩溶发育区的方法,其主要包括:以地表沉降图为基础分析地表沉降特点,在此基础上分析岩溶发育区的地质构造,并结合沉降区附近的地质资料分析岩溶发育区边界;根据沉降中心与河流的关系,分析隧道突水与河流的补给关系。文章依据龙厦铁路象山隧道YDK24+098岩溶突水诱发的地表沉降资料,通过对该隧道岩溶发育区的地质构造、隧道纵向岩溶边界、隧道突水与河流的补给关系的分析,验证了上述分析方法的可行性。     

综合地质预报技术在坛厂隧道施工中的应用

文章介绍了坛厂隧道施工中存在的主要工程地质问题(浅埋破碎、煤层瓦斯、断层破碎带、岩溶及涌水突泥等),以及地质超前预报的重点和难点;针对施工中采用的“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段、结合电磁波反射法的综合预报技术”,并结合隧道进口浅埋段和中部岩溶涌水突泥段的预报情况进行了研究分析.隧道施工开挖揭露的情况表明,预报结果与实际开挖揭示吻合率较好,对本隧道工程施工起到了积极的指导作用,为隧道安全施工提供了技术保障.     

RPD-150C多功能钻机在齐岳山隧道中的应用

齐岳山特长隧道为宜万铁路的控制性工程,在溶岩地段施工中,最大的危险就是岩溶高压突水、突泥,为了保证施工安全必须严格地进行超前地质预报。超前地质钻探作为一种简便、直观的物探方法有着其它物探手段无法比拟的优越性。由中铁十二局首家引进的RPD-150C多功能钻机是目前世界上比较先进的钻孔设备,在齐岳山隧道工程中的应用实践表明,这种钻机能有效地克服目前国内超前地质钻探中数据记录自动化程度低、钻探深度浅和钻孔速度慢等不利因素。     

多尺度综合探测技术在岩溶隧道突水成因判定中的应用

隧道穿越岩溶富水区时易发生突水事故,给施工安全带来威胁,如何准确、快速地分析突水成因,是治理突水事故的前提和关键。文章结合渝广高速华蓥山隧道突水实例,基于时空多尺度的概念,提出了"多尺度综合探测"岩溶隧道突水成因的判定方法,以时间尺度上突水前后的水文长观数据为依据,进行空间尺度上从点(掌子面)到面(区域)的综合分析。通过该方法,准确查明了突水成因为掌子面前方3.0~7.6 m处层间裂隙导通+180~+420 m标高范围的中深层水平循环岩溶水,且水源补给条件一般,此结论为后期采取开挖后径向注浆的治理措施提供了依据。     

复杂岩溶隧道突水突泥防灾报警系统设计

2006年1月21日,宜万铁路马鹿箐隧道突发大规模突水突泥,造成了重大经济损失和人员伤亡,从而引起了部各级领导的高度重视。宜万铁路是在建的地质条件最为复杂的线路之一,隧道工程多发育岩溶,具有突发性突水突泥的可能,修建风险大。为了进一步规避施工风险,减少施工过程发生突水突泥造成经济损失和人员伤亡,设计中根据隧道工程地质、水文地质,以及隧道工程特征,对岩溶隧道进行了风险等级划分,并针对Ⅰ级风险隧道进行突水突泥防灾报警系统设计(系统包括预测预报、注浆堵水、安全逃生三个方面),该设计在国内外尚属首次,设计成果在宜万铁路进行了应用,并取得了一定的成效。     

地铁隧道底部探测技术及应用

地铁工程不仅要保证施工过程中的安全,而且要保障长期运营中的安全,因此隧道底部地质环境是地铁工程需重点考虑的特殊问题.文章介绍了地铁隧道底部地质探测的必要性,总结了国内外专家关于地铁隧道地质探测方法的研究成果;针对地铁工程的特殊性,提出了地铁隧道底部探测预报措施以地质法为基础、其它方法综合运用的原则,对探测技术的原理作了论述."武汉地铁二号线虎泉段隧道底部岩溶探测"项目的应用实践结果表明,该项探测技术能够基本满足地铁工程需要,探测准确度较高,值得在地铁工程中推广,有必要进行更深入的研究.     

迂回导洞在新南岭隧道施工中的应用

武广客运专线新南岭隧道出口段需穿越200余米充填粘土夹块石岩溶,采取预加固和预支护措施进行岩溶充填物处理势必需要大量的时间,造成工期延误及经济损失.为了保证工期及施工质量,采用了迂回导洞,既达到了地质预报的目的,更实现了长距离不良地质段多工作面施工、规避工期延误风险的目标.通过实际验证,使用这一方法确保了新南岭隧道的按期贯通.最后提出迂回导洞主要起到了超前地质预报和增加施工工作面、避免工期延误的作用.文章从隧道出口岩溶涌泥、地表塌陷灾害情况和充填岩溶分布探测确定出发,论述了迂回导洞总体方案、实施及效果.     

在圆梁山隧道高压富水区应用的地质超前预报技术

在隧道施工过程中,由于岩溶发育的不确定性,易造成突水、涌泥沙等突发事故,会给施工带来极大危害.为保证施工安全,在圆梁山隧道毛坝向斜高压富水区采用了超前地质预报技术,并确定了相应的施工方案.文章针对本隧道PDK354+256段处的岩溶地质情况,阐述了超前地质预报技术在施工中所起的重要作用.     

侧部高压富水溶腔与隧道间岩柱安全厚度的研究

岩溶区隧道周围不可避免地存在一些中小规模的隐伏溶洞,由于隧道的开挖、卸荷改变了隧道与溶洞间岩柱的应力状态,溶洞中的高压岩溶水进一步恶化了其稳定性,造成隧道突水、突泥等岩溶灾害的发生,带来了重大安全危害和经济损失.成为岩溶地区隧道施工中亟待解决的重要问题.除施工扰动、高水压作用外,隧道与溶洞间岩柱厚度不足是引起这一工程问题的主要因素,建立隧道与溶洞间岩柱安全厚度预测模型具有重要的理论意义和重大的工程实用价值.针对常见的中、小尺度的侧部高压富水溶腔,综合考虑安全厚度的影响因素,以隧道周围的塑性区和溶洞周围的高渗透带的贯通与否作为中间岩柱稳定的判断标准,建立了中间岩柱安全厚度力学预测模型,在此基础上分析了各因素对最小安全厚度的影响规律.以忠垫高速公路岩溶隧道为例,利用最小安全厚度预测公式判断中间岩柱的稳定性,其结果同基于现场量测判断的结果一致,从而说明上述方法具有一定的可行性.     

山区隧道涌突水灾害预警系统研究与应用

岩溶地质以及地下暗河情况下的山区隧道在施工过程中极易引发涌突水灾害,给施工设备及人员的安全带来一定影响,因此,对这类隧道工程中的涌突水灾害进行及时预警显得尤为必要。文章提出了基于多元分析法的隧道涌突水灾害预警系统,并结合工程实例完成相关的试验论证工作。试验结果表明,该系统具有良好的工程应用价值。     

岩溶隧道突水风险与保险机制探讨

岩溶隧道突水风险损失严重,在加强工程防范措施的同时还应通过保险转移风险.通过与国外发达国家的保险现状相比较,分析了我国工程保险存在的问题;论述了我国岩溶隧道突水风险保险的必要性、可保性,分析了隧道突水风险的影响因素:并从工程保险实施的角度,对一定显著性水平下的区间估计的保险费率计算方法进行了探讨.     

长凼子隧道岩溶突水、突泥特征及控制因素分析

长凼子隧道横穿长江支流大溪河分水岭--齐耀山复式背斜,为非单一碳酸盐岩溶区.区内岩溶及岩溶水受自然地理、地形地貌、地文期、地层岩性、构造地质控制,岩溶发育,岩溶地下水丰富,给隧道施工带来很大危害.文章对长凼子隧道岩溶突水、突泥特征及控制因素进行了分析,其分析结果对类似岩溶隧道的勘察、设计、施工,以及综合超前地质预报具有重要的指导作用和参考价值.     

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。     

浅谈段家屋隧道通过水库段施工方案

简要介绍段家屋隧道浅埋段顺利通过水库段的施工方法,采用物探、超前地质水平钻等围岩预报手段,采取加强隧道支护参数,合理排水、堵水,动态调整工艺工法,使隧道施工安全顺利通过地表水库,避免发生突泥、涌水地质灾害。     

综合物探法在运营公路岩溶路基病害勘察中的应用

针对在运营公路开展物探勘察存在不宜中断交通,硬化路面直流电法接地条件差且存在电磁、震动干扰,施测环境复杂,探测精度要求高的特点,文章以广西某运营高速公路K194+240～K194+310岩溶路基病害勘察为实例,采用高密度电法、地质雷达及电磁波CT综合物探法,结合地质调绘及钻探资料,探测分析地层结构及隐伏岩溶发育情况,为岩溶处治方案设计与施工提供地质依据。经钻孔及施工验证,综合探测效果较为可靠。     

宜万铁路隧道工程岩溶及岩溶水分析与应对

宜万铁路是目前国内外已建和在建工程中岩溶及岩溶水最发育、最复杂的工程,结合宜万铁路隧道工程对岩溶及岩溶水进行分类,根据不同类型的岩溶特征,制定相应的应对措施,从而实现岩溶治理标准化管理;同时对岩溶隧道安全施工防范突水突泥高风险进行了研究.治理方案有:针对无水洞穴和管道型岩溶宜采取回填方案,对充填型岩溶采取"注浆加固+大管棚"方案,对大型干溶洞根据不同情况采取板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、路基填筑方案和梁跨方案;针对岩溶水,通过分析岩溶工程及水文特征,针对性地采取引排方案、注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案和绕避方案.岩溶隧道施工防范突水突泥高风险主要措施包括:建立以超前深孔钻探和风钻加深5 m浅孔钻探为主的超前预测预报体系;保证3 m以上完整岩柱厚度,防止开挖面爆裂突水突泥;进行"降雨量-涌水量-水压力"水文专项设计、风险隧道突水突泥防灾报警系统专项设计、风险隧道施工安全逃生线路专项设计;采用专业注浆队伍进行注浆堵水加固;建立安全管理机制,进行安全等级管理、风险征兆辨识、设置专职安全员负责预警和组织逃生.     

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。     

帷幕注浆技术在富水区隧道开挖中的应用研究

为了有效解决富水区隧道开挖出现特大突泥涌水这一问题,文章以广西岑溪至水汶高速公路山心隧道为依托工程,采用有限元和水力学方法,结合超前地质预报情况,提出了适用于富水区地层特大突泥涌水隧道的全断面帷幕注浆加固方法,制定了帷幕注浆方案,并采用瞬变电磁数据和物探方法对注浆效果进行评价,结果表明注浆稳固效果明显,可有效保证隧道开挖掘进施工。