地质雷达在岩溶隧道地质超前预报中的应用

岩溶地区隧道施工中对掌子面前方一定范围的地质情况进行超前预报是保证隧道施工安全的关键。六宜高速公路共有33座隧道,均处于岩溶地区。在建设过程中均采用了地质雷达对隧道进行全程跟踪超前地质预报,针对地质雷达的特点,总结了地质雷达岩溶预报的规律,一共揭露岩溶灾害不下数百起,有效的指导了岩溶隧道施工。文章以加底峒隧道为例,具体阐述了SIR-20型地质雷达系统的基本工作原理及其在岩溶隧道超前地质预报中的测试方法,并针对岩溶预报雷达图像进行了具体的解译。     

乌池坝长大隧道综合地质预报技术

为了保证岩溶隧道施工安全,对岩溶隧道进行准确及时的超前预报,是当前岩溶地区隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。本文结合乌池坝隧道施工对综合超前地质预报的方法、原则、预报方案、流程进行了阐述,对今后工程施工提供一定借鉴。     

隧道岩溶区灾害处治措施探讨

本文论述了岩溶对隧道的危害和超前地质预报的方法,深入探讨了隧道岩溶处治的措施,并对有关施工注意事项进行了说明。在隧道岩溶区施工时,通过综合运用超前地质预报方法,准确预测围岩的实际情况和溶洞的具体性状,制定有针对性的灾害处治措施,保证施工正常进行。     

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用 TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用 TSP 超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。     

穿越岩溶不良地段隧道施工工法探讨

文章综合超前地质预报及超前探测,探明岩溶不良地段的范围、岩性的必要性,重点介绍隧道穿越岩溶不良地质段的施工工法及原则,对隧道通过岩溶段的施工方案及措施进行探讨。     

探地雷达在岩溶区隧道超前地质预报中的应用研究

超前地质预报技术在岩溶区隧道施工中具有非常重要的作用,在探讨电磁理论和岩溶形成机理的基础上,开展了岩溶区隧道内超前地质预报工作,分析了不同岩溶区不良地质的波形特征以及不同干扰源的典型波形,并提供了有效的解决方法,同时准确进行了岩溶区隧道超前地质预报,研究可为类似工程数据的准确解译积累经验并提供参考。     

隧道施工超前地质预报信息融合技术GPT现场试验研究

采用隧道施工超前地质预报地震散射场、围岩电磁场、介质温度场探测及正反演方法及其信息融合技术,针对岩溶地区隧道地质特点研究建立了基于信息融合的隧道施工超前地质预报技术GPT及其工作流程,通过数值模型试验、现场试验和实际隧道施工开挖对比方法,论证本文提出的岩溶隧道超前地质预报技术方法的准确性和可靠性。     

朝东岩隧道施工中的岩溶处理

介绍了朝东岩隧道在施工中遇到的岩溶处理方法和手段。在施工过程中对有水岩溶和无水岩溶分别采用超前小导管和注浆处理技术进行了处治。处理结果表明。上述方法在大断面隧道岩溶处治中具有安全、可靠、经济等特点，可供类似的隧道工程设计和施工参考。     

贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术

以贵广高铁上寨隧道岩溶工程地质特征及隧道结构加强措施为例,对采用大管棚支护穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段等软弱破碎围岩施工方法和旋喷桩对岩溶发育地段隧道底部进行加固处理的施工技术进行介绍。由于岩溶地质条件的复杂性,施工过程中进行超前地质预报并根据围岩地质条件进行动态设计,可有效降低施工安全风险及隧道结构安全风险;大管棚结合小导管注浆超前支护是穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段的有效手段;且隧道底部较大较深溶洞采用旋喷柱加固效果良好。     

基于BP神经网络方法的岩溶隧道突涌水风险预测

为了准确预测岩溶隧道突涌水风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,在参考相关文献的基础上,统计研究及综合分析岩溶隧道水文地质条件,选取不良地质、地层岩性、地下水位、地形地貌、岩层倾角和围岩裂隙6个主要因素作为岩溶隧道突涌水风险评价指标。在不同水文地质条件下,影响因素的权重有较大差异,为避开影响因素权重分析,运用BP神经网络方法对岩溶隧道突涌水风险进行评估。在对突涌水风险评估基础上,结合超前地质预报,优化隧道施工开挖支护方案。在工程应用中,运用BP神经网络方法,对某隧道进行突涌水风险评估,结果与实际施工情况较一致,并结合超前预报提出合理的支护方案,避免了隧道突涌水事故的发生,以期为岩溶隧道突涌水风险预测提供借鉴。     

隐覆溶洞对地铁盾构隧道稳定性影响的数值分析

为研究岩溶区隐覆溶洞对盾构地铁隧道区间稳定性的影响，依托位于高原岩溶发育区昆明轨道交通4号线联大街站—吴家营站区间盾构地铁隧道工程，应用物探钻孔法和电磁波CT法勘探盾构地铁隧道区间的溶洞分布； 采用三维有限元数值分析方法，分别研究盾构隧道不同埋深时隧道下侧溶洞对隧道稳定性的影响，以及隧道周边溶洞半径、溶洞填充状态、溶洞位置、溶洞隧道间距对盾构隧道开挖稳定性的影响，分析岩溶发育区盾构法地铁隧道施工过程中隧道结构的稳定性。研究结果表明： 1）综合应用钻孔法和电磁波CT法，可较好地判断岩溶强发育区内的溶洞分布； 2）当隧道周边溶洞尺寸和位置不变时，盾构隧道围岩塑性区和变形量随溶洞埋深的增大而增大； 3）当隧道周边溶洞半径增大时，溶洞与隧道围岩间的应力集中区域变得分散，盾构隧道围岩变形量减小； 4）隧道周边溶洞内填充物及数量对盾构隧道围岩的变形量基本没有影响； 5）隧道周边溶洞位置对盾构隧道围岩变形的影响程度分别为盾构隧道围岩左、右侧的溶洞大于盾构隧道围岩下侧的溶洞，盾构隧道围岩下侧的溶洞大于盾构隧道围岩上侧的溶洞； 6）隧道周边溶洞仅在距隧道一定范围内才对盾构隧道施工稳定性有较大影响。     

岩溶尺寸及位置对隧道基底加载沉降的影响研究

建立了岩溶隧道概化模型,运用FLAC3D有限差分软件对隧道基底在加载过程中,不同尺寸及位置的全充填性溶洞的影响进行了数值研究。结果表明:溶洞尺寸和位置的影响存在界限值,岩溶顶板安全厚度为0.4倍隧道直径,岩溶上边界影响范围为1倍隧道直径,岩溶下边界影响范围为3倍隧道直径,岩溶左右边界影响范围为2倍隧道直径;当岩溶超过上述影响范围时,隧道设计、施工可不考虑溶洞影响。     

岩溶发育位置对近接高铁隧道施工影响分析

为研究岩溶发育位置对三台阶七步开挖法隧道施工稳定性的影响规律,建立隧道施工力学数值模型,分析四种工况下隧道围岩应力场、隧道变形和支撑结构应力的变化情况。结果表明:岩溶发育位置在隧道侧边时,比岩溶发育在顶部、底部,对隧道施工稳定性的影响更大。     

岩溶发育机理研究在隧道岩溶超前预报中的应用

在岩溶地区修建隧道过程中进行岩溶超前预报,其必要性和重要性是毋庸置疑的。岩溶发育机理研究属于地质超前预报方法中地质分析法的范畴,其在隧道岩溶超前预报中同样发挥着基础指导作用。介绍岩溶隧道超前地质预报的任务以及岩溶发育机理的研究现状,并以长乐山隧道为例,对其进行岩溶发育分布规律研究,在此基础上有的放矢进行相应的探测预报,并综合解释探测结果及取得的良好预报效果。     

岩溶隧道围岩位移场解析解研究

利用复变函数并结合Schwarz交替法推导了半无限平面内隧道与岩溶之间相互影响的位移和应力解析解。结合实际工程计算得到如下结论：随着岩溶与隧道的净距不断增大,岩溶对隧道的影响越来越小,当溶洞半径是净距的5倍时,可认为岩溶对隧道不产生影响。利用本文得到的岩溶隧道围岩的解析解,可计算得到岩溶影响下隧道围岩的应力和位移值,并且计算结果有较高的精度。     

贵州某公路隧道岩溶水文地质研究

针对贵州某高速公路隧道进口右洞施工掌子面YK21+125处发生涌水的实况，通过分析隧道所处的地质构造环境、岩溶管道、地下暗河，综合判定该隧道形成了两组岩溶水系统，该隧道位于北部梁家屯岩溶水系统内，南部大尧寨岩溶地下水系统对隧道没有影响；设计开展了地下水示踪试验，查明隧道突涌水来源、途径以及地下水流速和岩溶管道介质特征。通过分析隧道岩溶水文地质特征及机制，提出防治建议措施。     

齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

为解决复杂岩溶隧道溶洞处治难题,以利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道为依托,调研隧道施工过程中揭露的26处溶洞,分析溶洞的发育规模、充填特性、含水特性、发育位置与地质成因,采用数值模拟的方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,通过案例分析探讨隧道不同位置溶洞处治技术。结果表明： 1）隧道揭露中型溶洞最多,大型溶洞次之,小型和特大型溶洞最少,揭露溶洞多为无充填或部分充填的干溶洞,发育位置主要集中于掌子面; 2）隧址区气候和水文地质条件利于岩溶发育,但由于隧道高程较高,地下水位接近或低于隧道设计标高,未揭露含水溶洞; 3）溶洞与隧道交接部位隧道围岩位移量最大,需加强支护; 4）形成隧道不同位置、不同规模溶洞的处治技术与原则并应用到工程实际中,后期运营结果证明溶洞处治效果良好。 溶洞处治应建立规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术及针对性处治方案。     

顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析

岩溶地区地质条件复杂,在隧道修建中存在溶洞突涌水安全隐患,而顶部溶洞带来的灾害性更加明显,溶洞水压是其重要影响因素。针对隧道顶部溶洞,建立数值模型,将溶洞水压作为工况因素,分析围岩中的孔隙水压力变化规律,揭示隧道开挖过程中突涌水通道的分布情况。基于数值模型中单元孔隙水压力突变最大值判断方法,溶洞与掌子面围岩达到塑性状态后,监测两者之间的单元孔隙水压力随开挖步变化速率,找出每一行单元中的最大值,从而确定不同溶洞水压下的突水通道及安全厚度。研究表明,随着顶部溶洞水压增大,突水通道距离溶洞底部由近及远,而安全厚度也随之增大。     

多溶洞隧道围岩应力解析解研究

基于复变函数,推导了双溶洞隧道之间相互影响的应力解析解。研究表明：当溶洞距隧道位置不变的情况下,溶洞洞径越大,隧道围岩应力越大;当溶洞洞径以及溶洞距离隧道位置不变的情况下,溶洞离隧道越远,隧道围岩应力越小;当溶洞洞径以及溶洞与隧道距离不变的情况下,溶洞的位置分布不同,隧道围岩应力的分布会改变。     

武汉地区沙漏型岩溶塌陷数值分析与模型试验研究

隧道穿越沙漏型岩溶地质时，岩溶处理范围直接影响工程安全和投资。为量化计算岩溶处理范围进行岩溶塌陷角的分析和研究，首先，采用模型试验模拟岩溶塌陷过程,验证饱和砂性土渗流液化塌陷机制，定量研究砂层漏失量和塌陷角大小，测算出塌陷角为35.8°； 然后，通过5种工况下的岩溶塌陷过程模拟分析隧道变形形态，结合隧道变形控制标准确定隧道与溶洞的最小安全距离，反算出塌陷角为33.9°； 最后，对比分析模型试验和数值计算得到的岩溶塌陷角大小，得出沙漏型岩溶塌陷角与砂土内摩擦角近似的结论，塌陷角取值可在内摩擦角的基础上加1~3°。将研究结果应用在武汉地铁6号线沙漏型岩溶治理中，取塌陷角为35°计算岩溶处理范围，按此方案实施后盾构顺利穿越岩溶区。