高密度直流电测法超前地质预报技术

研究目的:复杂的岩溶隧道易发生突水突泥安全质量事故,为了对隧道前方地质富水状况进行准确的探测,给隧道安全、快速施工提供超前地质依据。研究结果:通过结合水平超前钻探验证,证明在岩溶隧道依靠高密度直流电法对岩溶富水情况探测较为准确,为防止隧道发生突水突泥,保证安全、快速施工提供了有力保障。     

宜万铁路大支坪隧道大型突水突泥溶腔迂回绕行施工技术

主要介绍根据宜万铁路大支坪岩溶隧道突水突泥溶腔及暗河形成的水文地质条件不同所表现出的岩溶发育程度、发育强弱及规模不同的原理,利用综合超前地报预测预报精确探测技术,在充分探明高压富水溶腔或暗河及岩溶发育规律后进行躲避、迂回绕行大型突水突泥溶腔的一项岩溶处治技术。     

长庆坡隧道岩溶高风险段预控制措施

全隧道穿越可溶岩,部分地段属地下水垂直渗流带和季节变动带,隧道施工时局部地段可能揭示岩溶腔或水囊,突水突泥风险高。对岩溶发育段、富水及破碎带等突水突泥高风险地段,采取超前周边预注浆堵水,固结围岩,尽量减小地下水涌出,以确保施工安全。     

山岭隧道高压富水断层处理方案探讨

长大山岭隧道不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在隧道施工过程中,尤其是在断层带地下水发育、导水性良好、补给充分的情况下,极其容易发生突水突泥等地质灾害,严重影响施工及运营安全。本文对龙南隧道F8高压富水断层破碎带工程情况进行了综合分析,简要论述了穿越该断层所采用的超前支护措施、加强型排水衬砌、地表降水等综合工程措施,可有效控制隧道施工突泥涌水,技术经济效益高,可达到预期效果,可为今后此类隧道的设计与施工提供参考。     

野三关隧道穿越高压富水块石充填大型溶洞施工技术研究

主要论述宜万铁路野三关隧道施工穿越大型高压富水块石充填型溶洞的施工技术方案,根据超前地质预报精确超前探测溶洞的位置形状,通过迂回绕避先行越过溶洞腔体,回头对溶腔采用释能降压措施,解除溶洞出现不可预料的突水突泥石安全风险,然后对溶腔溃口进行封堵,主溶腔处采取加强初期支护措施治理溶洞,隧道衬砌结构紧跟顺利穿越大型溶洞,对隧道通过有复杂充填物大型溶洞施工具有系统指导意义。     

宜万铁路大支坪隧道高压富水溶腔处理技术

根据地表降雨量与洞内涌水时间、涌水量、水压的关系,采用作业面钻孔泄水、临界控制爆破揭示溶腔体、高位支洞排水等释能降压措施,提供溶腔处理的安全作业环境。在宜万铁路大支坪隧道的高压富水、充填性岩溶区段施工中,综合采用帷幕注浆预加固地层、释能降压技术,较好地解决了高压富水充填溶腔区段的成洞施工难题,该技术对类似地质条件工程具有借鉴意义。     

超前地质预报中地质钻机的应用与优化

超前钻孔是超前地质预报技术的一项重要内容,是探测岩溶、断层破碎带、软弱围岩、突水突泥等地质灾害的重要手段,其投入小、操作简单、预报效果直观,已经广泛应用于岩溶隧道施工中.地质钻机是超前钻孔采用的主要工具,决定了预报效果、钻孔速度以及经济效益.以宜万铁路白云山隧道的超前地质预报为例,介绍地质钻机的选型、改进及工艺优化,以充分发挥地质钻机的作用.     

断层条件下的隧道预支护设计与施工

齐岳山隧道穿越F11断层.此断层规模宏大,断层带导水,核心带岩体破碎,富含高压水,其主要工程地质问题是岩溶富水、突水突泥,高压裂隙水等,施工难度极大.其中,进口处为反坡施工,施工难度和安全风险尤为突出.为确保顺利通过,采取隧道超前预支护综合措施,即通过实践更新注浆设计理念,确定了断层条件下的注浆设计及注浆参数,优化了超...     

禾洛山隧道富水地段施工技术

研究目的:隧道穿越富水地层时,极易发生涌水、突水事件,造成隧道塌方,支护变形等质量事故,严重影响隧道正常施工,并给人身设备安全造成巨大安全隐患。为保证正常施工,最大程度地减少富水隧道施工中造成的工程投入和人员伤亡,迫切需要解决这方面的施工技术难题。研究结论:隧道穿越富水地层时,必须做好地表宏观地质预报和施工中的预报工作。隧道开挖中,集中股状型涌水采取了掌子面和掌子面后方同时进行超前引水措施,开挖支护采取正台阶法预留核心土施工,超前支护使用3排超前小导管。片状型涌水采用掌子面超前引水措施,掌子面出现凝灰岩的按照三台阶法开挖支护,上台阶预留核心土,超前支护使用2排小导管。没有出现凝灰岩的按照正台阶法施工,上台阶预留核心土,超前支护使用3排小导管。     

综合预报和地质补勘技术在马鹿箐隧道中的应用研究

马鹿箐隧道地质极为复杂,多次遭遇岩溶溶腔特大型突泥突水,为目前世界铁路建设史上瞬间突涌水量最大的隧道,其工程艰巨程度和安全风险之大实属罕见,受到国内外工程界的高度关注。主要针对马鹿箐隧道"1.21"溃水前后,对PDK255+978溶腔段实行的一系列超前地质预测预报技术进行了详细介绍,并对技术实施过程中的重点和难点进行了分析与研究,总结了针对高压富水隐伏岩溶隧道的综合超前预测预报技术方法和综合的地质分析方法,为今后类似岩溶隧道修建中的预测预报工作提供了借鉴与参考。     

某岩溶隧道涌水预报模型构建与应用

研究目的:在对以往典型岩溶涌水隧道实测预报资料分析的基础上,对岩溶隧道涌水预报变量选取及数学模型构建进行研究,探索岩溶隧道涌水多源协同预报模型.研究结论:采用多元统计方法,构建了以地层节理密度增量、地层水压、纵横波速度比、视电阻率为预报变量的涌水预报数学模型.模型对于挖掘与整合探测信息、增加预报可靠性起到了积极作用,也为探索多源协同预报的实用技术进行了有益的尝试.     

岩溶隧道突水突泥预报综合评估

基于层次分析法建立岩溶隧道突水突泥预报综合评估的模型,分析发生突水突泥的地质因素、综合预报方法及预报解译因素,通过对它们之间联系的剖析,研究各项预报解译因素在评估突水突泥中的影响权值,根据不同预报解译因素的评价,结合其在整个评估体系的影响权值,得到被评估段落的突水突泥的综合评估结论。研究表明,基于层次分析法的评估可以灵活系统的根据综合预报的各项解译因素,综合评估岩溶段落突水突泥发生的可能性,可灵活应用于动态实时综合预报评估。     

黄沙岭特长隧道涌水处理方案探讨

黄沙岭特长隧道在掘进中出现大量涌水,致使掌子面一度停止施工;同时涌水对围岩和初期支护冲刷和侵蚀较为严重,加上该段围岩稳定性较差,给施工生产带来极大的安全隐患。通过对涌水状况分析,采取了上下断面短台阶开挖,增加超前管棚加固和注水泥浆提前堵水等措施,并在拱脚增设注浆小导管,防排水相结合,从而顺利地完成涌水段施工。     

岩溶隧道涌水影响因素、预测方法及危害分析

研究目的:隧道涌水量预测计算方法众多,计算成果与实际涌水都有较大的差距,尤其是非均质的岩溶隧道,因此有必要仔细分析其影响因素,选取合理的预测方法,提高预测精度,降低其危害.研究结论:(1)隧道涌水量预测的影响因素较多,可大体归纳为客观因素、人类活动因素及时空因素这三种;(2)岩溶隧道由于其独特的地下水特征,与非可溶岩隧道的区别很大;(3)非可溶岩隧道的涌水量预测,一般按层流理论的地下水动力学法计算,可溶岩地层隧道涌水量预测不能采用层流理论,应根据其边界条件有针对性地选取预测方法;(4)由于岩溶隧道涌水地质灾害的的危害极大,呼吁建设、设计、施工等单位应从实际出发,转换观念,坚持可持续发展战略,尽量降低工程建设对于自然环境的影响.     

基于云模型的隧道突水突泥风险评估

突水突泥灾害是隧道施工最常见的事故类型之一,构建基于云模型的突水突泥风险评估模型,以指导隧道施工组织中的灾害预防工作。从水文条件、地质条件和气候条件三个方面展开研究,建立风险评估指标体系。针对评价指标模糊性与随机性的特点,应用逆向云发生器生成风险云特征数字,应用正向云发生器生成风险云与标准云对比图,表征突水突泥和各级评价指标的风险状态。以某隧道为工程背景进行计算,该隧道突水突泥综合风险等级为高,风险不可接受,需进行管理决策,规避转移风险;夏季雨水集中,极易引起大气降雨向地下运移,造成大规模的突水突泥灾害;评估结果与工程实际基本一致,可为灾害预防工作提供理论依据。     

山岭地区隧道涌水量预测计算方法的应用分析

研究目的:山岭地区隧道基岩裂隙水的涌水量计算,至今仍是一项需要不断深入研究的课题.传统的地下水动力学法,与实践中应用的地下径流模数法、水文学法、降水入渗法均经过模型概化,或以均质介质进行解析,显然存在一定的缺陷.研究结论:为使涌水量的预测计算更趋于实际、合理与科学.结合工程实践认为,在考虑到裂隙的折减、边界条件等的不对称性时,稳定流宜采用分部叠加法计算,非稳定流宜选择符合实际的渗透系数和含水层厚度进行计算;地下径流模数法应以分析地貌、构造条件为基础,利用有效汇水面积预测涌水量;水文学法具有宏观估算作用,不宜用于定量评价;条件具备时,应建立数值模型计算方法,尤其是三维流的数值模型计算.     

南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术

研究目的:南广铁路白云隧道施工中遇到断层发生小型突泥,清淤时发生大规模突泥突水,造成人员伤亡,形成灾害。研究结论:(1)超前地质预报是防范突泥突水的有效手段,施工中必须严格实施,当施工中发生突泥时,必须进行清淤安全评估,贸然清淤将十分危险。(2)采用注浆法成功地处理了突泥突水溃口并完成断层破碎带的安全施工。(3)通过采取堆渣挡护、迂回施工、正洞处理等技术措施,完成该隧道断层破碎带的处理,可供类似工程参考。     

浙江苍岭隧道左线凝灰岩突水现象工程地质特征研究

研究目的：对发生在浙江苍岭隧道施工中发生在凝灰岩中的突水事故的成因、特点和主要控制因素进行研究，以便更好地对其进行预测和防治。研究方法：根据发生突水事故的浙江苍岭隧道的现场地质观测资料，具体分析其形成的规模、位置、诱发因素以及地质条件，从地质工程的角度，对突水发生地段隧道的岩石组成、地质构造、现代构造应力场以及地下水等工程地质特征进行探讨，进而发现其规律和防治预测的特点。研究结果：苍岭隧道施工中发生的突水事故受到地质构造和地下水活动特点的强烈控制，虽然凝灰岩本身不溶于水，但在现代构造应力场的作用下形成的特殊的构造，为地下水的运移和赋存提供了通道和场所，是造成突水的主要原因。并在此基础上，借助TSP-203^＋地质超前预报预报系统，建立了苍岭隧道突水灾害的超前预报识别标志，提出了“先疏导排水、后注浆封闭”的突水防治措施。研究结论：对于隧道出现的土水灾害，首先要进行其工程地质的研究，在此基础上再进行准确的预测和合理的防治是有效防治隧道灾害的正确方法和步骤。     

隧道深埋富水滑动型软弱带突水突泥处理技术

研究目的:厦深铁路梁山隧道DK 96+.505~DK 96+530里程段发育有富水全~强风化花岗岩软弱带,长度25 m。该段隧道埋深270 m。软弱带呈陡倾状,倾角为75°~85°,两端为完整的花岗岩。软弱带沿隧道横向延伸长度约2.3 km。2009年3月14日,隧道开挖至软弱带时发生突水突泥,涌泥总量约3万m~3,淤积隧道长度230 m,致使地表塌陷200 m~2,陷坑深度20 m。随后在隧道左侧设置迂回导坑,施工中再次发生突水突泥,使地表陷坑加剧,施工受阻。因此,必须研究施工技术方案处理该深埋富水滑动型软弱带。研究结论:(1)针对深埋富水滑动型软弱带突水突泥,采用"排水降压、旋喷加固、超前管棚"综合处理方案是可行的;(2)针对大跨度复杂地质隧道,采用"高扬工法",施工期间总变形量约2 mm,该工法安全可靠,施工相对简单;(3)该研究成果可用于隧道深埋富水滑动型软弱带的处理。     

兰新二线大梁隧道突水突泥原因分析与治理

研究目的:兰新二线大梁隧道施工至向斜翼部灰岩与板岩接触带时,多次发生突水突泥灾害,最大涌水量10 000 m3/h,共涌出泥砂及块石约20 000 m3,淤积隧道长度236 m。通过对突水突泥灾害原因分析,采取有效的处理方案,取得良好的处理效果。研究结论:(1)深埋铁路隧道向斜翼部软、硬岩接触带,由于导水性良好,围岩软弱破碎,易发生突水突泥(石),因此,施工中应加强超前地质预测预报,防止灾害发生;(2)隧道突水突泥发生后,应对清淤风险进行必要的评估,清淤到合理位置时应及时施作封堵墙,防止次生灾害发生;(3)针对隧道突水突泥,采取"正面封堵、侧面迂回、高位截排"措施可以形成处理工作面,并开辟新的工作面,形成两端夹击处理局面,同时高位截水可以降低溃口的处理难度,经该工程实践证明,"两端夹击、注浆加固、管棚支护"措施是处理突水突泥的有效方法;(4)本研究成果可以在类似隧道突水突泥处理中推广应用。