岩溶隧道风险影响因素及评估

研究目的:岩溶隧道突发性、灾难性的地质灾害近年来接连不断,不仅国家财产损失、工期延误、环境破坏,还造成重大的人身伤亡事故。究其原因,是对岩溶隧道的风险认识不足,采取措施不力。本文意通过对陆地越岭岩溶隧道风险因素的研究,评估其风险程度,划分地质风险等级,为隧道施工方案的确定奠定扎实的基础。研究结论:通过岩溶隧道风险成因的分析,找出内在因素、外在条件以及工程技术条件对隧道风险的影响程度,删除某些重叠因素。通过研究认识到促使岩溶和岩溶水发育的地层岩性和地质构造是岩溶隧道风险的内在因素,占据风险的主导地位;外在条件及工程技术条件处于辅助地位。据此制订了评分的基本标准和方法,采用计分方式,划分隧道风险等级。同时指出,只要内在因素存在,岩溶隧道就具有高风险的可能。高度风险—极高风险岩溶隧道宜规避。无法规避时,应改变传统观念,将岩溶隧道地质风险降低到可控的程度。     

深埋隧道岩溶突水灾害的地质条件研究

研究目的:明确岩溶山区深埋隧道施工突水灾害形成的地质条件,给隧道施工地质超前预报工作提供技术基础。研究方法:在现场调研的基础上,对宜万铁路岩溶地区的隧道工程进行了多方面的分析。研究结果:得出了深埋隧道施工过程中揭露的深部岩溶地质特征,岩溶洞穴、管道的形成与地层岩性、岩层构造、褶皱形态、岩层产状、断层特征等岩性构造因素的相关性,以及岩溶地貌和地下水条件与隧道突水灾害的关系。研究结论:岩溶突水地质灾害可能发生的工程位置与岩性分异界面、岩层接触界面、褶皱核部转折端、断层等地质因素有密切关系,这些部位是大型岩溶洞穴可能出现的位置,因此隧道线路上这些地质位置也是岩溶突水灾害形成的可能部位。在此基础上提出了岩溶山区隧道施工过程中岩溶灾害危险地段的判定原则。     

复杂岩溶地区长大隧道工程地质勘测及评价

通过枝万线笔架山地区 3座长大岩溶隧道的勘测以及对其工程地质、水文地质条件的评价 ,阐明了复杂岩溶地区长大隧道的勘测方法 ,对控制隧道工程地质条件的各种因数进行分析和评价。     

基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价

研究目的:基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价,是将岩溶隧道突水风险因素定量化,通过数学运算计算出各风险因素相对于突水风险评估总目标的排序权重,并比较各风险因素之间权重大小,用于评价不同水文地质条件的岩溶隧道或岩溶隧道不同地段突水的风险性。研究结论:应用层次分析法对铁路岩溶隧道突水风险进行评价,解决了因人而异、人的主观性带来的偏差。以宜万铁路齐岳山隧道为例,论证了隧道得胜场地下河槽谷段及进口山地斜坡段分别为突水风险极高、高度地段,基本符合该隧道掘进过程中突水状况。     

铁路岩溶隧道涌水量预测常用方法的比较

采用目前铁路工程岩溶隧道中常用涌水量预测方法对成贵铁路的两座岩溶隧道涌水量进行了预测,通过对预测结果进行比较,不同方法预测出的结果差异较大。从预测方法的原理、使用条件和范围、计算参数取值方面分析了产生这种差异的原因。分析结果表明:简易水均衡法较适用于岩溶隧道涌水量预测,地下水动力学法在岩溶隧道中的应用具有一定的局限性。结合实际工程经验对降水入渗法提出了几点建议。     

武隆隧道岩溶整治设计构思

武隆隧道通过地段岩溶发育、岩溶水量大、隧道通过岩溶段长，岩溶及岩溶水对施工造成了很大影响，结合其岩溶整治方案研究，从施工安全防护、岩溶水处理、岩溶地段隧道结构、基础处理等方面介绍了岩溶地段隧道设计构思和经验教训，阐述了岩溶对隧道工程的影响，并对隧道内岩溶暗河的整治设计思路进行探讨。     

渝黔铁路凉风垭隧道岩溶水文地质条件研究

研究目的:新建渝黔铁路凉风垭隧道位于川黔南北向构造带与北东向构造带交接复合部位,隧道穿越娄山山脉之凉风垭(国道210公路之七十二道拐),是渝黔铁路的控制性工程。该隧道区可溶岩大面积分布,地下岩溶岩层管道化,常见不同流量的泉点和暗河等,地质构造及岩溶水文地质条件较为复杂,因此,有必要查清该隧道的岩溶水文件地质条件。研究结论:文章通过对该岩溶隧道的含水层岩性组合特征、岩溶水水动力场、水化学场及岩溶水系统性研究的基础上,得出以下结论:(1)隧址区的岩溶地下水可分为2个一级单元,7个次级单元;(2)隧道预测正常涌水量Q=24 542 m3/d,雨季较大涌水量Q大=73 626 m3/d;(3)隧道可溶岩段内岩溶涌突水危险性总体为中等-高危险;(4)隧道北侧深埋的可溶岩内岩溶发育及地下水富集程度较差,而南侧地下岩溶发育和地下水富集程度较高,对隧道涌水的影响较大;(5)本研究成果可为溶岩地区铁路、公路隧道勘察设计提供借鉴。     

岩溶区大断面隧道突泥突水的防治

通过对岩溶区客运专线大瑶山隧道的分析,针对隧道施工中出现的突泥突水现象,总结出发生此现象所具备的四个条件,提出客专隧道施工中如何进行防治,同时也提出隧道岩溶区岩溶管道、溶洞、断层破碎带等特殊地段施工控制技术,对今后类似工程的施工具有指导意义。     

马桑哨隧道穿越暗河处理综合施工技术

结合沪昆铁路客运专线马桑哨隧道穿越暗河的工程实践,介绍了隧区地层岩性、地质构造、水系和岩溶发育特征。根据隧区水文地质条件,分析了隧道遇到暗河系统的发育规模、涌水特征、稳定性等;根据该暗河系统的工程水文地质条件及与隧道的空间关系,对增设泄水洞方案、注浆封堵方案进行了对比和甄选;并详细介绍了复杂岩溶地质条件、穿越暗河地段容易引发隧道岩溶突水、突泥风险,以及施工过程中为预防涌突水而采取的工艺、方法等,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

洋碰隧道岩溶涌水连通试验研究

隧道岩溶突涌水问题是隧道施工及运营过程中经常遇到和必须解决的重大难题之一。为解决水文地质条件复杂的洋碰隧道区的岩溶涌水问题,以荧光素Na及罗丹明为示踪剂,采用微量化学示踪方法,在隧道区进行示踪试验,同时结合野外水文地质调查对试验结果进行分析,探求隧道区地下水的运动规律,并提出合理建议,为隧道运营期岩溶水害的整治提供了科学依据。     

综合超前地质预报技术在朱砂堡2#岩溶隧道中的应用

随着我国的高铁建设延伸到西部地区,许多长大、深埋、岩溶等高风险隧道应运而生。岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变,为了尽量避免突水、涌泥和塌方等事故的发生,在施工前期进行隧道超前地质预报是十分必要的。本文结合沪昆客专贵州段朱砂堡2#岩溶风险隧道特点,采用循序渐进的预报思路,有针对性和阶段性地选用各种预报方法,制定了以地质分析法为基础,TSP 等物探方法及超前钻探为主要手段的综合超前地质预报方案,并详细阐述了该方案在隧道施工中的成功应用,以期为同类条件下隧道的超前地质预报提供借鉴。     

丽香铁路莲花山岩溶隧道方案地质比选研究

研究目的:查明莲花山岩溶隧道的水文地质条件,提出安全可行的隧道选线原则.研究结论:(1) 控制隧道方案的主要因素是黑龙潭岩溶径流带.该岩溶径流带以泉群形式排泄于丽江古城北象山坡麓的黑龙潭,泉水主要来自九子海、腊日光、红水塘一带约121 km2洼地区的大气降水补给.该岩溶径流带属相对独立的脉状径流,为深岩溶形成,水力坡度很小,流速缓慢.(2) 隧道的选线原则:应以岩溶水对隧道的危害及隧道开挖对岩溶水系的影响为研究重点,尽量避开大型溶蚀盆地、溶蚀洼地等集中汇水区,避开靠近补给区的岩溶径流带上游;在进洞前应通过展线拔高线路,使隧道从靠近排泄区的岩溶安全带内通过.     

化马隧道突涌水灾害分析及涌水量预测

兰渝铁路化马隧道进口二叠系灰岩岩溶发育,施工中突然发生了2.0 MPa的高压力涌水。通过综合勘察手段,查明了岩溶水的补给、径流、排泄条件,空间分布特征及涌水灾害形成原因。对各种涌水量预测方法的适用条件、优缺点进行了分析,选用降雨入渗法预测隧道涌水量,有效指导了工程施工。     

遥感技术在金洞隧道地质勘察中的应用

通过对渝怀线金洞隧道进行地层岩组，地质构造、岩深及水文地质条件的判释、评价了隧道所经地段的工程地质条件，为隧道围岩分类和岩溶涌水量预测提供了科学的依据。     

岩溶隧道综合超前地质预报技术应用

岩溶水文地质条件复杂多变,单一预报方法难以全面预报岩溶地质信息,导致施工中突水突泥事故频发。本文提出了一套以TSP作为长期预报关键技术初判,地质雷达和红外探水作为短期预报关键技术准确预报,同时结合地质素描综合判断法和水平地质钻探辅助验证的综合超前地质预报技术方案。应用结果表明,此岩溶隧道综合超前地质预报技术能准确预报前方一定范围内岩溶发育特征和位置,能有效保证岩溶隧道施工安全,可为类似岩溶隧道工程建设提供借鉴。     

某高铁隧道岩溶水文地质特征及施工病害分析

研究目的:贵南高铁朝阳隧道穿过区域性的水利背斜构造,可溶岩分布于背斜两翼,洞身位于岩溶水水平循环带。隧道施工过程中,可溶岩段发生较大规模的涌水涌泥现象,并伴随出现泉水漏失、地面塌陷等环境地质问题。隧道掘进的风险评估、岩溶水及泥砂的引排工程设计、环境保护设计,都需要在分析涌水涌泥、泉水漏失及地面塌陷的相关性的基础上进行岩溶水文地质条件综合评价。研究结论:(1)隧道内的涌水涌泥均发生于岩溶水主通道附近,涌水涌泥规模与降雨量密切相关;(2)隧道施工排水完全截断了隧道进口端立新水库和出口端鱼胆水库的补给水源,造成水库干涸;(3)隧道施工排水部分截断了进口端鱼村大泉补给水源,造成泉水减流;(4)岩溶地面塌陷发生于隧道涌水水源补给区(洞丢村)岩溶谷地内,洞身开挖排水降低地下水位导致地面塌陷集中产生;(5)本研究成果对岩溶发育区隧道工程勘察具有指导意义。     

七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用

为了降低岩溶隧道施工风险,基于地质调查法、多种物探法和超前钻探法相结合的综合超前地质预报方法,并在此基础上设计岩溶隧道“七步法”超前地质预报方案,用于探测岩溶隧道的工程、水文地质条件。在张吉怀高铁永顺隧道的实际应用表明,该方法可精准定位掌子面前方不良地质体空间范围与位置,提高预报精准度,降低施工安全风险,同时方便技术人员进行系统自检,查漏补缺。研究结果表明,“七步法”超前地质预报实现了多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合预报目标,可较好地解决岩溶超前预报难的问题,为岩溶隧道的安全施工提供技术支持。     

岩溶隧道施工关键技术探讨

研究目的:针对我国岩溶广泛分布,近期面临大量长大岩溶隧道修建问题的现状,对岩溶隧道施工关键技术及方法的进一步探讨,以最大程度地避免地质灾害的发生,提高岩溶隧道施工技术水平.研究结果:本文通过新建渝怀铁路圆梁山特长岩溶隧道的施工实例阐明了岩溶隧道施工中解决类似问题的关键技术及方法,同时也提出了今后类似工程需要加以改进的措施.该隧道不仅具有国内外罕见的舟形封闭向斜构造,也有一般岩溶隧道的各种岩溶形态发育,实践表明采用综合超前地质预报手段、充填型富水高压溶洞段施工、环境监测等关键技术为隧道的成功建成发挥了重要作用.     

“释能降压”法在岩溶隧道溶腔处理中的关键因素

大支坪隧道和野三关隧道是宜万铁路上岩溶极为发育、地质条件极为复杂的隧道,隧道通过地段分布有复杂的岩溶管道群和溶隙群,施工过程中多次发生大型突水突泥等严重问题,给施工带来了很大困难。经过反复攻关和实践,总结出了"释能降压"的溶腔处理技术,针对隧道通过地段山体水系和岩溶异常体水文地质的具体情况,运用地质预测预报技术对溶腔探测定位,并据此进行泄压引导线路的规划,接着在相应的安全监控及配套措施得到可靠落实的条件下,在适当的时机对岩溶异常体进行揭示爆破,然后根据溶腔内水与充填物的不同情况,对溶腔进行清理、封闭和防排水等后期处理,取得了较好的治理效果。     

五爪观隧道不良地质段处治

五爪观隧道位于宜万铁路宜昌至利川段,隧道区域内地质条件复杂。本文就隧道施工中遇到的岩溶、岩堆等不良地质问题,提出了相应的处治措施,保证了施工的顺利进行。