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.     

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。     

应用HSP法的TBM隧道施工地质预报技术研究

为了减少地质预报工作对施工工序的影响和实现TBM隧道的快捷地质预报,文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法原理和探测方案。该HSP法以刀盘滚刀破岩产生的震动信号为震源信号,采取多通道、长时间序列接收,通过相关干涉、聚焦成像等处理技术,获取前方地层特征参数,实现对TBM施工隧道掌子面前方不良地质的探测。通过在某双护盾TBM施工隧道中运用HSP法进行地质预报,预报结论与揭露情况一致性较好。应用结果表明,HSP法是适用于TBM隧道施工地质预报的高效方法之一。     

羊桥坝隧道大型干溶洞处理方案研究

受勘察手段限制,岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,带来施工、运营风险。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现的巨型溶洞为例,根据溶洞现状及补充勘察资料,提出了桥梁跨越方案、路基+明洞方案、回填暗挖方案和5种改线方案;通过在地质条件、施工风险、工程造价、工期等方面对诸方案进行综合比较,最终推荐采用新增费用最少、工期最短的左线左偏绕避溶洞方案。由于采用了该方案,在施工中未再遇大型溶洞,达到了规避地质风险、确保施工安全、节约造价、工期可控的效果。     

阵列式HSP隧道地质预报技术及其应用

阵列式水平声波剖面法(HSP)隧道地质预报技术,是一种在隧道施工中采用锤击、电火花等为激发震源探测隧道施工掌子面前方不良地质体(带)的新型超前地质预报方法。文章在介绍阵列式水平声波剖面法隧道地质预报技术基本原理、数据处理软件、仪器及测试布置的基础上,通过阵列式水平声波剖面法在溶洞、破碎带和断层探测预报中的实际应用,总结了阵列式水平声波剖面法的技术优势。     

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.     

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。     

基于多源地震干涉法的隧道超前地质预报技术数值模拟研究

目前的隧道超前地质预报方法预报距离短、测试频率大,增加了测试风险和施工风险;同时,由于各种方法对测试环境要求的差异,造成准备工作繁琐,占用了较长的施工时间,影响了正常施工。文章将地震干涉技术应用到隧道超前地质预报中,提出了基于多源地震干涉法的隧道超前地质预报新技术,该技术以隧道一端开挖爆破作为震源,在隧道另一端接收信号,通过相关处理成像,实现对隧道未开挖部分的一次性预报。文章采用有限差分法实现了该预报方法的数值模拟,模拟了岩溶、断层两种不良地质体模型,准确预报出了溶洞、断层,验证了该预报方法的有效性和准确性。     

高压、富水岩溶隧道施工地质预报探讨

在新大瑶山隧道工程中,建立了隧道施工地质预报机构和地质信息系统,采用了宏观控制预报、准确预报、验证预报三级预报方法.由于利用了以野外地质调绘、洞内CCD地质编录、超前水平钻探、TSP203及直流电法为主要探测手段的综合预报技术,提高了预报的科学性、准确性,降低了预报成本.     

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.     

宜万铁路齐岳山隧道629富水溶洞综合处理技术

针对宜万铁路齐岳山隧道遭遇的629富水溶洞,采取超前地质探孔、放水试验、注浆试验、迂回绕行等综合手段查清了该溶洞的工程水文地质条件;通过钻孔排水和增设排水支洞排水减压措施,消除了该富水溶洞突发涌水的安全隐患;进而对溶洞实施安全爆破揭示,以及溶洞段采用加强型复合式衬砌隧道结构、复合地基等综合措施进行处理.其综合处理技术对类似工程具有重要的参考价值.     

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。     

城市地铁穿越溶洞施工技术

以大连地铁2号线松江路站—东纬路站暗挖区间工程为例,介绍了暗挖爆破法穿越富水岩溶区时的施工工序和超前地质预报手段。利用地质补勘钻孔、地质CT探测、洞内超前探孔等技术手段探明溶洞发育位置、形态,通过洞内与地表相结合的处理方式消除或减小溶洞对暗挖施工的影响。     

齐岳山隧道施工中物探与钻探的应用比较研究

在岩溶山区隧道工程的施工过程中,地质超前预报是重要的施工工序,以宜万铁路齐岳山隧道为例,研究了基于地震波理论的TSP203探测设备的应用方法和目前在国内外水平钻探领域功能最完善的RPD-150多功能地质钻机的应用方法;分析比较了地球物理探测和地质钻探方法在隧道地质超前预报中的特点,提出了岩溶山区隧道地质超前预报技术方法的应用原则.研究结果表明:TSP203地质预报系统探测、解译距离远,分辨率高,系统智能化程度高,数据记录基本采用自动记录系统,试验过程简单,对施工影响较小,但是整个系统数据记录与分析比较单一、公式化;RPD-150C多功能钻机系统具有探测准确、探测结果受外界影响小等优点,但是数据分析往往不能对有些数据和图形进行量化,只能作出定性的分析.从而得出结论,RPD-150C多功能钻机系统与TSP203地质预报系统有很大的互补性,综合两种手段,可以及时预测预报到大部分地质不良地段,为隧道工程的施工奠定基础.     

拉之洞隧道溶洞涌泥处理施工技术

拉之洞隧道是黔桂铁路扩能工程QG3标段新建重点工程项目之一,全长2 240 m,分别从进、出口同时掘进。2005年7月1日,当隧道从出口端掘进至DK174 610掌子面时,突然发生罕见的溶洞涌泥事故。在此次自然灾害处理中,进行了综合超前地质预报,采用炮震引泥、机械清泥综合处理措施清除了涌出的填充体;制作了钢结构防护台车(并兼做模板台车),浇筑了混凝土护拱,加强了防护设施的安全性和初期支护的强度及整体性。由于采用了一系列有效措施,隧道于12月10日安全通过了大型溶洞。文章介绍了拉之洞隧道溶洞涌泥概况及处理措施。     

模糊综合评判法在隧道施工岩溶预报中的应用

文章运用模糊综合评判法建立了隧道施工岩溶预报的应用模型。基于模糊数学理论,以"地质法+TRT+GPR+超前风钻孔"的综合施工地质预报体系为基础,采用勘察及地质调查资料、TRT成果图色谱特征、电磁波综合特征、超前风钻孔钻进综合特征、掌子面溶蚀情况和地下水发育情况等六个评价因素,建立了隧道施工岩溶预报模糊综合评判法应用模型,并在武神公路椿树垭隧道施工岩溶预报中得以应用。     

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。     

宜万铁路马鹿箐隧道进口泄水洞揭通溶腔施工技术

在宜万铁路马鹿箐隧道施工中,出口平导PDK255 978处发生了溶腔突水、突泥的情况,造成了重大突发性工程地质事故。鉴于溶腔规模大、水压高、储水量和动态补给量大等地质条件,采取了地表钻孔封堵平导、在平导进口左侧20 m处增加泄水洞的优化施工方案;结合现场实际情况,尽早揭通溶洞,并采取了直墙平底断面型式、锚喷初期支护以及取消二次衬砌、取消围幕注浆和管棚、采用光面爆破、加强超前地质预报等措施,施工中取得了较好的效果。     

基于属性识别理论的隧道施工超前地质预报可靠性分析

超前地质预报技术是探测隧道开挖掌子面前方不良地质、降低施工风险的一项重要技术措施。为确保超前地质预报技术探测的地质信息可靠、准确,文章建立了基于属性识别理论的隧道施工超前地质预报可靠性评价模型,在综合分析预报可靠性影响因素的基础上,从预报方案、预报作业人员、预报设备、预报环境、预报管理5个方面考虑,选取综合预报方法数量、作业人员从事预报工作时间、预报设备维护频率、与预报无关设备及人员数量、预报管理合理性作为评价指标,对各影响因素评价指标进行定性与定量描述,并对其进行等级划分;对于预报可靠性评价模型中各指标权重的确定,采用简单关联函数法来确定各评价指标所占权重;通过现场跟踪调查获取的各评价指标值及构造的属性测度函数计算隧道预报区段的单指标属性测度与综合属性测度,进而应用置信度准则对隧道预报区段的预报可靠性进行评价;最后通过工程实际应用表明属性评价结果与现场实际预报的可靠性情况一致。