地球物理测井技术在铁路隧道勘察中的应用探讨

地球物理测井技术在铁路隧道勘察中主要用以优化设计、确定孔内岩层完整性、破碎程度、以及划分含水层并确定补给关系,从而为隧道设计及施工人员采取合理的手段和防护措施提供依据,消除隧道施工过程中的潜在危害.通过声速测井和视电阻率测井可以联合确定岩层完整性及破碎程度,同时通过视电阻率测井、自然电位测井、井温测井可以划分含水层,通过井斜测井可以校正孔深,通过井中电视可以看到岩层的裂隙发育情况.故地球物理测井技术能够对岩芯进行鉴定补充,准确地判断岩层风化破碎程度、含水层及补给关系.     

监控量测技术在强风化膏溶角砾岩隧道施工中的应用

石太线太行山隧道,累计穿越4 410 m长的强风化膏溶角砾岩地层,岩体极破碎,富水、呈散体状结构.该种岩体中隧道开挖后稳定时间很短,容易发生坍塌和大变形.为保证隧道的正常施工,掌握强风化膏溶角砾岩围岩动态和支护结构的工作状态,施工过程中进行了系统的监控量测,分析了初期支护围岩压力、锚杆轴力和支护结构应力的分布特征和随时间变化规律,及时反馈信息,指导施工,为隧道顺利建设提供技术支持.     

石太客运专线膏溶角砾岩的分类

研究目的:膏溶角砾岩类似"软岩硬土",具有物质成分复杂和强度差异大等特性,掌握这种岩石的种类划分,有利于指导工程地质勘察,深入了解其工程特性.研究结论:通过分析研究认为:膏溶角砾岩有固定层位,分布于奥陶系中统每组的第一段;多数为极软岩,强度差异大.按胶结程度的不同,膏溶角砾岩可分为微胶结、弱胶结、较强胶结和强胶结4种;根据颗粒组成、物质成分、成生环境和胶结程度等特征,本文将膏溶角砾岩分为块石状、泥包石状、含砾和硬土状四大类,应加强对奥陶系峰峰组的工程地质勘察工作.     

侵蚀性环境水形成与地下水运动特征的关系研究

侵蚀性环境水的形成及其侵蚀能力不仅与岩石组分密度相关，而且与地下水在岩层中的运动特征有关。地下水的渗透速度影响着其与岩石的反应速度，而地质构造、岩层厚度、岩石破碎程度及地下水的补给状况等则是影响地下水运动的重要因素。本文就地下水在岩层中的运动过程、反应过程及影响因素进行了分析研究，通过对乐所２号隧道混凝土腐蚀状况的分析，弄清了工程建筑物周围地质状况及地下水运动规律，对混凝土腐蚀机理研究、腐蚀程度评     

太行山隧道膏溶角砾岩工程特性试验研究

膏溶角砾岩具有强度低、土质不均、局部压缩性高的特点,属于复杂的特殊软岩,以太行山隧道Z5标段的膏溶角砾地质特征为依托,对膏溶角砾岩的地质背景、成因、工程特性等进行分析研究,判断该标段的膏溶角砾岩具弱-中等膨胀性,对混凝土无结晶类腐蚀性。     

膏溶角砾岩工程地质特征研究现状与不足分析

在文献调查的基础上,结合立家长隧道实际开挖揭示的膏溶角砾岩分布状态及实验资料,分析总结该岩石的工程地质特征。同时根据前人研究成果对比实际开挖揭示的膏溶角砾岩地质特征,归纳目前研究的不足之处,为今后的发展提出研究方向。     

某铁路隧道水文地质分析及涌水量预测

某铁路隧道所处地貌为中低山区,降雨形成的地表水是地下水的主要补给来源。地下水以第四系孔隙水,基岩裂隙水为主,另存在少量碎屑岩孔隙水。在断层和不同岩层接触破碎带存在构造裂隙水。隧道范围内浅部岩体的透水性和赋水性相对较强,向深部表现为由强一弱一微弱透水与非含水的变化规律,岩体渗透性与地质构造环境之间存在着相互关系。隧道在断层和不同岩性接触面、破碎带、隧道沿线沟谷且岩层破碎的隧道浅埋区都是潜在涌水的重要地段,属于中等一强富水段。可能会发生集中涌水、涌泥等问题,在施工中应加强工程防范措施。另外,对隧道的涌水量进行了预测。     

太行山特长隧道综合勘察技术的应用与效果

研究目的:太行山隧道地形地质条件极为复杂,通过采用综合勘察技术以查明隧道的工程地质和水文地质条件。研究方法:针对隧道复杂的地质条件与设计要求,阐述各种勘察方法的使用原则、工作内容、工作程序和应用效果。研究结果:综合勘察结果表明,太行山隧道岩溶、地下水不发育,不会发生大的突水突泥、岩爆、有害气体等地质灾害;全隧道除长约4.5 km的膏溶角砾岩和部分断裂破碎带工程地质性质较差外,整体上工程地质条件较好。目前隧道施工进展顺利,综合勘察技术的应用取得了显著的技术、社会和经济效益。研究结论:对于地形地质条件复杂的长大隧道,以地质调绘为基础,发挥遥感的宏观作用,利用物探解译、钻探验证,开展综合勘察技术研究和分析评价是做好隧道地质勘察工作的关键。     

山岭隧道高压富水断层破碎带注浆施工技术

研究目的:山岭隧道断层破碎带地层岩性复杂,围岩破碎,在地下水补给源充分的条件下,极易发生高压突水等地质灾害,严重影响施工安全和进度。为了有效地预测和治理隧道断层破碎带涌水,防止发生隧道突发涌水等地质灾害,需要对断层破碎的地质特征以及处理措施进行深入研究。研究结论:隧道注浆堵水的方式一般要结合现场开挖揭示围岩情况和前方地层超前预报结果合理选择。隧道高压富水断层破碎带应采取超前预注浆堵水措施,以达到降低围岩的渗透系数,减少地下水流失的目的。注浆结束后应采取施作检查孔等方法对注浆效果进行检查和评定。     

铁路隧道松散破碎围岩塌方数值模拟分析

运用二维离散元程序UDEC3.1软件,对3种不同顶板岩性组合模型进行数值模拟,再现了隧道顶板岩层离层、弯曲、沉降、开裂直至塌方的全过程,分析了松散破碎围岩隧道塌方后围岩的位移、应力和塑性区分布特征。     

强震区成兰铁路某隧道小净距段大变形特性分析

针对处于"汶川5.12"强震区龙门山断裂带之前山活动断裂及中央活动断裂之间的在建成兰铁路柿子园隧道4号横洞工区隧道小净距D3K87+500~+350段大变形破坏现象,在现场调绘、岩石试验、地应力测试及监控量测数据等资料分析的基础上,从地质构造、围岩条件、地震作用、地应力场、地下水及工程结构形式和施工影响等方面对隧道小净距段的大变形特性进行分析,并探讨其成因机制。主要结论有:(1)小净距段呈现仰拱左右剪切错动、边墙侵陷、拱顶沉降为特征的纵向张裂变形特性;(2)大变形成因机制可归纳为软弱破碎的围岩条件、复杂活跃的地质构造条件、高应力场条件、地形偏压作用、地下水软化作用等客观地质环境因素及小净距隧道结构形式、施工影响及较弱的支护措施等主观因素的综合影响;(3)小净距结构形式的设置位置应综合考虑地层岩性、地质构造、地应力场及地震震裂作用等客观地质环境因素的影响;(4)研究结论对强震区类似工程地质条件下川藏、滇藏铁路破碎围岩隧道的设计和施工具有借鉴意义。     

壁板坡隧道富水逆断层综合超前地质预报实践

壁板坡隧道为沪昆客运专线最长隧道,洞身被3条逆断层带切割,围岩破碎,地下水发育,工程地质条件复杂,针对壁板坡隧道富水逆断层带,建立超前地质预报体系。在分析总结已有超前地质预报成功经验的基础上,从短距离预报和中、长距离预报的角度,建立适用于壁板坡隧道复杂地质条件的超前地质预报体系。在隧道大角度穿越杨梅山-小达村逆断层中,以TSP长距离预测、红外探水短距离预测、超前地质钻探复核预测的方式,准确探知施工中可能出现的富水破碎带的位置和富水程度,为防范施工风险,确保施工安全提供了可靠依据,验证了该超前地质预报体系的可靠性及其效果。     

岩溶隧道地质构造与围岩等级的划分

研究目的:对于碳酸盐岩的围岩等级划分,往往和非可溶岩有所混淆,因此围岩等级的划分往往偏低。通过在断层部位和影响范围取样,作偏光鉴定及岩石力学试验,加之隧道内施工地质测绘资料,对碳酸盐岩的围岩等级和稳定性给予重新的定位和评价。研究结论:碳酸盐岩受断裂构造影响,其岩石强度的大小,与断裂距离远近有关。但由于方解石的再胶结作用,岩石强度虽然大大降低,但岩体整体性仍显较好,因此围岩等级划定可以较非可溶岩类予以提高;岩溶地质灾害地段与碳酸盐岩围岩是突变性的,应按特别加强设计进行处理。     

老东山隧道软弱围岩变形开裂控制技术研究

老东山隧道地处区域性断层夹持的构造挤压带中,隧道在施工过程中多次出现初期支护变形开裂现象。通过对现场地质状况的调查,从围岩岩性、地质构造、地下水等方面,探讨了隧道产生大变形的原因和机制;结合围岩变形实测数据的分析,得到不同施工工序以及工序间隔时间和间距对隧道围岩变形量产生的影响,进一步通过五种不同支护参数的现场对比试验,获得了不同支护方案的不同抗变形能力,确定了老东山隧道不同围岩条件下控制围岩变形的具体支护参数和施工控制措施,确保了隧道变形开裂得到有效控制。     

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。     

TSP203Plus超前地质预报系统在高竹顶隧道断层中的应用

研究目的:高竹顶隧道F1断层是一条规模较大的断层带,在隧道施工开挖过程中可能会对围岩稳定产生较大的影响,故在隧道开挖过程中对其开展超前地质预报.研究结论:(1)TSP203 plus是长距离地质预报系统,预报距离一般在100～150 m之间;(2)TSP203 plus超前地质预报能够快速、准确地对预测段作出判断,对隧...     

高铁隧道穿越断层破碎带施工方法及稳定性分析

针对新建福州—厦门高速(350 km/h)铁路碧峰寺隧道穿越F7断层破碎带施工潜在的地质灾害,提出隧道采用三台阶临时仰拱、超前帷幕注浆、弱爆破、早封闭、勤量测的联合施工方法穿越断层破碎带,利用有限差分程序建立了三维数值计算模型,研究了施作和未施作超前注浆预加固作用下隧道施工破碎带围岩的稳定性。研究表明:预注浆加固措施作用下,断层破碎带隧道施工围岩最大变形量降低了137.8 mm,达到了设计的预留变形量,拱顶和拱脚附近应力集中明显减弱,改善了围岩的稳定性,提出的施工方法对破碎带围岩扰动小;结合现场施工监测数据,验证了这种断层破碎带联合施工方法的可行性和适用性;最终隧道施工成功穿越了断层破碎带,保障了工期和施工安全,能为类似工程提供借鉴意义。     

长梁山隧道F26断层施工超前地质预报

研究目的：在隧道施工中,准确预报施工前方地质条件,尤其是区域断层的规模、性质和影响范围,将影响施工质量、工期与安全。研究方法：在采用针对性地质调绘、掌子面素描、综合物探、水文长期观测等综合方法基础上,进行相关性分析。研究结果：采用节理相关性预报断层在洞内的出现里程位置,并推导出相关公式。研究结论：经施工验证F26断层采用的综合超前预报技术是合理的、有效的;运用节理相关性分析方法,预报了断层在洞内的出现里程位置;地质超前预报应针对地质特点,选取相应的预测预报技术。     

张集铁路旧堡隧道断层破碎带初期支护大变形原因分析及治理措施

旧堡隧道穿越太古代变质岩系,构造发育、岩体破碎,地质条件极差。隧道于DK28+380~DK29+630段穿过断层及其影响带,施工过程中多次发生溜渣突泥突水塌方并引起初支大变形,严重影响施工安全及工程进度。结合该段地质条件,从围岩岩性特点、岩体结构特征、多期构造运动叠加及地下水共同作用等几个方面,探讨该隧道大变形的原因和机制,并阐述了后期施工中采取的加强结构支护、注浆加固、增设临挡护墙等处理对策,对类似工程地质条件地区隧道施工支护有一定的借鉴意义。