非煤系地层瓦斯隧道形成机制研究

在非煤系地层区修建隧道时对瓦斯没有充分的认识和准备,且瓦斯涌出又具有随机性、分布不均匀性的特点,因此该类瓦斯隧道的瓦斯灾害危害性更大,对其形成机制进行研究意义十分重大。文章通过对我国已有大量瓦斯隧道的研究,总结出非煤系地层瓦斯隧道主要有三种成因类型:一是构造连通型,根据不同的构造类型,又可分为裂隙连通型、断层连通型与褶皱连通型;二是围岩变质型;三是复合型。     

蒙华铁路阳山隧道瓦斯危害性评估研究

蒙华铁路阳山隧道部分地段仰拱开挖后坑槽积水处多次发现瓦斯气体溢出现象,很大程度上给隧道施工带来了威胁。为确定阳山隧道瓦斯等级,文章在研究分析隧道工区煤系地层和浅层油气储层瓦斯赋存规律的基础上,利用突出危险性鉴定方法和基于钻孔瓦斯流量建立的涌出数学模型法分别对煤层和油气储层的瓦斯危害性进行了评估。结果表明,隧道工区揭露煤层位于瓦斯风化带,无突出危险性;隧道瓦斯的主要来源为隧道下部的长1油气储层,瓦斯通过构造破碎带或节理裂隙带涌出,隧道掌子面最大瓦斯涌出量为0.23 m3/min,属低瓦斯隧道。     

成都地铁龙泉山隧道浅层天然气分布特征及运移规律研究

成都地铁龙泉山隧道浅层天然气储气层为侏罗系沙溪庙组砂岩储层,其分布特征主要受卧龙寺向斜、龙泉驿背斜及马鞍山断层构造控制。文章结合地质钻孔检测结果进行分析表明,龙泉山隧道浅层天然气与砂岩层相关性明显,其运移规律为主要沿砂岩储层及断层破碎带运移至隧道开挖空间,并据此划分为"两高、三低"风险区段设防;全隧道瓦斯集中分布在三处地质构造附近,尤其在卧龙寺向斜西翼深部砂岩地层显示浓度高值。     

推覆构造区变质片岩隧道塌方、涌水特征及地质成因分析

隧道塌方、涌水往往发生在地质条件差的地段,有必要从地质角度研究该类灾害发生机制。文章以十房高速(十堰—房县)通省隧道塌方、涌水为例,分析了灾害发生过程,归纳总结了其典型的围岩大变形—塌方—涌水—突泥四阶段特征。在此基础上,结合隧道地质条件分析、隧洞内及地表地质调查、TRT探测等,从工程地质和水文地质角度探讨了隧道塌方、涌水灾害机理,认为主要有四个方面的原因:(1)隧道穿越压性断层破碎带,断层破碎带由含水破碎岩块及粘土构成,直接导致隧道开挖后塌方、涌水、突泥的发生;(2)推覆构造导致围岩呈层状-碎裂结构;(3)片岩中粘土矿物含量较高,遇水易泥化;(4)断层破碎带中含有承压地下水。最后,提出了加强超前地质预报及地质分析等风险规避建议,研究结果可为同类工程提供借鉴。     

新建库车至俄霍布拉克煤矿专用铁路却勒塔格2号隧道瓦斯问题的分析与对策

却勒塔格2号隧道瓦斯突出地段为非煤系地层,本身并不产生瓦斯气体,而是通过断层及两侧影响带存储瓦斯气体.文章通过隧道地质勘察并利用仪器对瓦斯气体实时监测及取样分析,查明了瓦斯成分和气体来源.并针对非煤系地层瓦斯突出问题,提出了加强瓦斯监测、施工通风、超前地质预报等工程措施.     

国产KDL-3型防爆地质雷达

文章首先阐述了地质雷达的基本原理及KDL-3型地质雷达的基本组成及其性能特点.在此基础上着重介绍了该仪器在一些隧道中的应用情况,即成渝高速公路中梁山隧道和广渝高速公路华蓥山隧道中探测掌子面前方灰岩地层中的断层、岩溶、裂隙带及其含水性以及煤系地层中的瓦斯富存构造;在海南东线高速公路大茅隧道中探测掌子面前方花岗岩中的强风化带、闪长玢岩岩脉以及断层、节理组等地质构造;在贵州水柏铁路何家寨隧道煤系地层中探测煤层组的分布;在四川铁山隧道沉降开裂段探测隧道顶底部煤层采空区的充填处理情况等等.该仪器在这些隧道超前预测和病害检测实例中的成功应用,从理论和实际的结合上证明了地质雷达探测技术在隧道工程勘探中的实用性及其广泛的应用开发前景.     

油储层天然气及煤层甲烷影响作用下的隧道瓦斯涌出量预测

为了准确掌握阳山隧道掘进期间的瓦斯涌出量并确定其瓦斯等级,文章在分析隧道工区煤系地层瓦斯和油气储层天然气赋存规律的基础上,通过现场基础参数实测,利用分源预测法及钻孔流量法分别对煤层瓦斯及油储层天然气最大涌出量进行了预测,并建立了该类型隧道瓦斯涌出量预测数学模型。研究结果表明:该隧道穿过的煤层处于瓦斯风化带的氮气带,不具有突出危险性,隧道掘进期间煤层的最大瓦斯涌出量为0.037 m~3/min;含油砂岩储层的最大天然气涌出量为0.234 m~3/min;两种瓦斯源涌出最大总量为0.271 m~3/min,远小于0.5 m~3/min,该隧道可判定为低瓦斯隧道。     

成都地铁龙泉山隧道瓦斯赋存特征分析与预测评价

针对隧道施工安全及瓦斯设防需要,文章首先从宏观上考察了四川盆地龙泉山区域地质背景及天然气构造,结合隧址区地质构造发育分布情况,认定成都地铁龙泉山隧道属非煤系地层瓦斯隧道,并指出其瓦斯构造的宏观特性。其次,结合钻孔天然气检测、物探测试及室内试验等详细勘察成果进一步进行细化,指出了龙泉山隧道瓦斯赋存的埋深、高程、地层、围岩等细观(工程)特性。最后,与即将贯通的龙泉山水工隧洞进行工程类比,并利用其瓦斯监测成果对以上特性进行校验,进行了针对成都地铁龙泉山隧道瓦斯赋存与设防等级的预测评价,为瓦斯灾害预测预防提供决策依据。     

隧道穿越煤系地层施工技术

明月山隧道地质条件复杂，隧道所通过的地层富含地下水、岩溶水，软岩、挤压破碎段所占比例较大，同时伴有煤层瓦斯及采空区等不良地质。如何采取科学的施工方案和有效的管理措施，对隧道安全施工和顺利通过煤层瓦斯等有害气体段具有重要意义。本工程通过超前地质钻孔和设立瓦斯监控预警系统等手段，有效掌握瓦斯及有害气体的具体情况，施工过程中加强通风，采用全自动瓦斯监控与人工监测相结合的施工方案，同时采取钻孔排放和注浆止气等技术措施，有效防止了瓦斯及有害气体突出的危险，确保工程施工安全。     

隧道施工突水致灾构造及其分类

隧道施工期突水具有普遍性、突发性和灾害严重性等特点,为隧道工程界所广泛关注。文章基于以往隧道施工突水灾害与引发突水灾害的不良地质体之间的关系,总结提出了包括充水(泥水混合充填)岩溶、未胶结富水压性断层强烈挤压破碎带、未胶结富水张性断层、地下向斜蓄水构造、富水顺层错动(节理密集发育岩体)破碎带和充水废弃矿巷等6种可能导致隧道施工突水灾害发生的突水致灾构造;根据突水致灾构造构成、可能的隔水岩土盘类型和工程处理措施适宜性,提出了突水致灾构造分类的三项原则,将突水致灾构造划分成完全充水体构造和裂隙空隙/孔隙含水体构造,并提出了相应工程处理措施。     

高压富水隧道断层破碎带突涌水分析与工程对策

长大山岭隧道施工过程中不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在断层带地下水发育、导水性较好、补给充分的情况下,极易发生突泥涌水等地质灾害,会严重影响施工安全.文章对青云山隧道F高压富水断层破碎带突涌水的特征及原因进行了综合分析,详细论述了穿越该断层所采用的超前地质预测预报、全断面超前预注浆、超前大管棚、加强型抗水压衬砌及全包防水等综合工程措施.施工中由于采取了这些工程措施,有效地控制了隧道施工造成的地下水流失,达到了预期效果,保证了施工安全.     

高压富水断层破碎带地层隧道事故处理

在高压富水断层破碎带地层隧道施工中,因为洞段受构造运动的影响,断层内往往出现很多严重病害,影响工程质量和进展,因此必须加强该类型隧道的施工技术,预防事故的发生。结合具体的工程实例,对高压富水断层破碎带地层隧道事故及其处理措施进行了探讨,以保证工程施工的安全和顺利进行。     

双护盾掘进机在不良地质洞段的施工方法探讨

隧道掘进机施工具有快速、安全、作业环境好等优点,但其对地质条件的适应性较差,即使是双护盾掘进机,也同样无法应对复杂地质条件.文章主要针对断层破碎带、塑性围岩、煤系地层、富水岩层、高地应力等地层条件,探讨了双护盾掘进机在各种不良地质条件下的施工方法.     

坪林隧道施工地质探查技术之应用

北宜高速公路坪林隧道施工遭遇断层破碎带及大量涌水问题,为探查隧道前方的地质情况,以降低地质不确定引致之灾害风险,施工中应用了水平长距离钻探、震波探测与地电阻影像探测等地质探查的方法及技术.由于施工中地质探查结果知四棱砂岩段属特殊恶劣的地质条件,其工程地质特性为完整岩石非常坚硬,强度达220MPa,但在板块运动挤压作用下形成破碎带,其中夹有许多宽度小于1.5m的剪裂带,呈不规则分布的高低角度剪裂带,破碎带因地下水补充而形成含水层,含水层又因剪裂带构造密集复杂而被阻绝隐藏于背后,很难于施工中准确予以界定.文章将探讨应用于坪林隧道施工中地质探查技术的结果及限制、产生的问题与困难及相关因应措施,藉以累积施工地质探查的技术与经验.在四棱砂岩中隧道施工所获经验显示,必须综合应用隧道前方震测法(TSP)、地电阻影像探测法(RIP)、水平长距离钻探、短距离钻探等探查技术,先获得开挖面前方大范围的地质构造与水脉分布,再由水平钻探结果分析、研判与验证,方较能掌握隧道前方较准确的地质与水脉状况.     

超前地质预报技术在隧道施工中的组合及应用

在复杂地质条件下的隧道施工过程中,富水构造、断层破碎带及蚀变带等不良地质不仅制约了隧道正常施工,且在不同程度上影响着隧道的施工安全。本文选用“地质调查法?+?TSP?+?瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method,TEM）?+?地质雷达法?+?超前钻探”综合地质预报方法对侵入岩地区的某隧道开展综合地质预报,分析了掌子面工程地质与水文地质条件,为该隧道前方掌子面安全施工提供了可靠的地质资料支撑,具有十分重要的现实意义。     

极端复杂地质条件下TBM隧道施工关键技术研究及应用北大核心CSCD

大瑞铁路高黎贡山隧道、引汉济渭秦岭隧洞、滇中引水香炉山隧洞等工程的相继开工建设,使富水破碎极软地层带来的TBM卡机、高地应力极硬岩地层带来的岩爆等TBM施工问题日益凸显。文章首先对比阐述了国内TBM隧道工程建设过程中常遇到的软弱破碎、极硬花岗岩等典型不良地质及其对TBM掘进所带来的影响,在总结分析辽西北供水、引松供水、引洮供水等工程建设过程中出现的隧道局部塌方、TBM卡机等案例及其影响因素的基础上,以极端复杂地质条件TBM掘进关键技术为对象进行了系统研究论述,结果表明:(1)超前地质预报技术是TBM施工应对极端复杂地质的重要手段,但目前尚无法对前方中远距离地质状况进行准确量化预测;基于微震监测分析结果,根据可能发生的轻微、中等、强烈等不同等级的岩爆,制定对应处置措施;节理发育、炭质板岩、断层破碎带等不同软弱破碎地层,应采取针对性的防卡机措施,同时可根据不良地质段的长度来选择合适的脱困方案;(2)TBM推力、推进速度、刀盘转速及扭矩等掘进参数的异常波动,是表征掌子面前方地质条件状态的重要指标,TBM掘进前,根据前期预判的全断面硬岩、软弱破碎等围岩条件,分别选择合适的掘进参数;TBM掘进过程中,应基于掘进参数异常变化,纠正地质条件预判并采取对应的调控措施,进而确保TBM处于最佳掘进状态;(3)针对既有TBM难以适应现有地质条件的情况,以引洮供水隧洞、引红济石隧洞、引汉济渭隧洞等工程为例,对TBM改造技术进行了分析论述。最后,针对极端复杂地质条件下的TBM隧道工程建设新问题及其应对措施进行了展望与探讨。     

圆梁山隧道平行导坑快速施工技术

圆梁山隧道通过地段岩溶发育、水量大、水压高、断层破碎带多,且含有煤层、瓦斯、石油和天燃气,地质条件非常复杂,施工难度极大.文章从开挖、支护、装碴、运输、通风等多个方面,介绍了本隧道的快速施工技术.     

红土山隧道断层破碎带超前预报综合技术

本文针对红土山隧道与多条断裂破碎带相交,岩体十分破碎,围岩变化多,V级围岩占多数,地质情况复杂,存在F5断层破碎带等地质特点,在采取以TGP206地质超前预报系统进行超前地质预报的基础上,结合探地雷达预报及钻探相结合的超前预报方法,对设计存在岩层破碎带的K24+900~K25+080段落成功地进行了地质超前预报;通过红土山隧道断层破碎带的预报成果与实际开挖围岩地质状况进行对比分析,验证了超前地质预报结果的准确性,从而证明了超前地质预报在隧道施工中的应用的重要性和对复杂围岩情况段落采取多种预报手段结合的必要性。     

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.     

西秦岭特长隧道穿越F6断层破碎带施工技术

西秦岭特长铁路隧道围岩地质构造复杂,断层较为发育,且处于高地应力区域,因此施工难度较大.在隧道通过断层破碎带施工过程中由于采用了超前地质预报、全程监控量测以及超前小导管预支护、帷幕注浆、三台阶爆破法等技术措施和施工工艺,取得了稳步掘进的效果,有效地防止了塌方等事故的发生,为断层破碎带施工积累了经验.