隧道超前地质预报中几个问题的探讨

基于宜万铁路复杂岩溶隧道超前地质预报的进展和效果,重点讨论了以下几个方面的问题:(1)超前地质预报是隧道勘察阶段的综合勘探在施工阶段的延续,用以解决在勘察阶段没有或不能查明的工程地质问题;(2)超前地质预报用于重点查明大型的、能引起严重地质灾害的不良地质问题;(3)超前地质预报的工作内容包涵了地质素描、水文观测、超前探测等多项内容;(4)超前地质预报中应注意的一些问题:目的、探测方法选择、分辨率、围岩变更和时效性等。     

壁板坡特长隧道岩溶发育特征与超前探测

岩溶是壁板坡隧道的主要不良地质类型,研究如何进行准确预报及分析岩溶发育特征,对隧道施工安全具有重要意义。根据实际揭露的岩溶,从纵向和横向两个方面,全面分析壁板坡隧道岩溶的发育特征,根据形状将岩溶分为长条型、半球型和点孔型。介绍壁板坡隧道TSP、地质雷达、红外探水及超前水平钻探相结合的综合预报方法,以左线某处溶洞为例,论证该综合预报方法的准确性,证明是适用于特长隧道岩溶地质超前预报的可行方案。     

试论深埋特长隧道(洞)长期超前地质预报

详细论述深埋特长隧道(洞)长期超前地质预报的目的意义,应用工程地质类比法、构造地质分析法、岩溶控制条件分析法、地质复查法等,是进行长期超前地质预报的主要方法。通过2座隧道(洞)的长期超前预报,取得较好的效果。     

岩溶地区隧道超前地质预测预报技术

以某岩溶隧道的施工为例,介绍岩溶隧道超前地质预测预报技术,采用常规地质法、TSP203地质预报、地质雷达、地质钻探等组成的综合超前地质预报系统,对隧道工作面前方、环向四周、隧底等不良地质进行探测,确保隧道施工安全.     

岩溶隧道地质预报的几种主要方法及应用研究

研究目的:我国是世界上岩溶分布面积最广的国家之一,岩溶分布纵深横广,除了形成北方以山西为中心、西南以贵州为中心的两片面积瞩目的岩溶高原外,还有着更为广阔的地理环境跨度。最新统计表明,裸露于地表的碳酸盐岩面积约203万km2,加上埋藏型碳酸盐岩,总面积达365万km2,超过我国国土面积的1/3。宜万铁路、关角隧道等项目的岩溶隧道的施工实践揭示,复杂岩溶隧道施工风险极高,而超前地质预报是化解复杂岩溶隧道施工安全风险的龙头措施,但因预报目标不同,所使用的方法明显有异,因而研究岩溶地质预报的适应性方法(手段)及准确度极其必要。研究结论:(1)本文通过对宜万铁路、关角隧道、云贵铁路等多个项目的复杂岩溶隧道综合超前地质预测预报工作进行调研,对岩溶地质预测预报的几种主要方法的耗时及准确度进行了分析,论述了基于岩溶地质预报的几种主要方法的适应性及成果准确度;(2)提出了按风险评估等级的各类地质预报系统的组成要件;(3)该研究成果对今后提升岩溶地质预报技术和岩溶隧道安全施工技术具有借鉴和实用价值。     

高速铁路隧道岩溶灾害及防治关键技术研究

为总结高速铁路隧道岩溶灾害及其防治关键技术,结合沪昆高铁、重庆枢纽及成贵高铁的典型实例,分别从综合超前地质预报、深埋隧道高水压富水区综合防控、强岩溶化洞段围岩成套加固和隧底大(巨)型溶洞跨越4个方面对目前高速铁路隧道岩溶中涌水突泥、强岩溶化洞段围岩失稳及隧底大(巨)型溶洞三类灾害的致灾机理及防治技术进行总结和分析。结果表明:(1)综合超前地质预报是预防岩溶隧道涌水突泥灾害发生的有效手段;(2)对高速铁路岩溶隧道高压富水区,可采用超前帷幕注浆、径向注浆堵水的综合防控技术;(3)强岩溶化洞段可采用圬工回填、钢管群桩、微型桩、旋喷桩等围岩加固技术;(4)对岩溶隧道底大(巨)型溶洞,可采用空心柱混凝土回填、桥梁跨越、桩基框架结构、桩筏结构等综合处理技术。     

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。     

岩溶隧道突水突泥影响因素及对策

研究目的:突水突泥是隧道施工过程中常遇的现象,给工程施工造成的危害性极大.马鹿箐隧道是宜万铁路八座一级风险隧道之一,地下暗河、岩溶、高压、富水、溶腔等不良地质广布,施工中多次遭遇特大型突泥突水.本文通过对该隧道突水突泥现象研究,分析各种岩溶隧道突水突泥影响因素,探讨隧道突涌水整治问题.研究结论:通过分析得出:(1)岩溶隧道突涌水与其穿越地层的岩溶空腔(溶腔、溶隙等)的静水储量大小密切相关,与溶腔内的水压高低有关,与地表及地下水系的连通性有关;(2)隧道穿越高压、富水、岩溶地层时,应重视超前地质预测预报工作,特别推荐超前水平钻孔和周边钻孔相结合的方法,探明开挖前方的工程地质、水文地质特征、溶腔的边界情况,提前采取可靠的工程措施,以达到“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营”的目的.     

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。     

超前地质预报在棋盘石岩溶隧道中的应用

研究目的:岩溶隧道因其复杂性、多变性和不确定性成为隧道施工中最容易发生突水、突泥等地质灾害的地方.目前难以准确预报出隧道前方不良地质体的具体类型、位置、规模,为了最大程度地减少岩溶隧道施工中造成的工程投入和人员伤亡,迫切需要提高超前地质预报在岩溶隧道预报中的精度.研究结论:应用地质知识分析了棋盘石隧道出水溶洞的特点、力学性质,推测得知左侧壁存在溶洞的位置及规模;应用地质雷达对左侧壁及隧底进行了探测,探测结果显示左侧壁确实存在一个规模较大的溶洞,与地质知识推断结果大致相符,只是位置上有一些偏差,分析了产生偏差的原因;扎实的地质知识和必要的物探设备是做好超前地质预报工作必须具备的两个条件.     

提高探地雷达超前地质预报精度的方法研究

研究目的：在对复杂多变地质条件下的地下隧洞进行施工时，进一步提高喀斯特岩溶多变地质中地质超前预报的精度，使施工顺利开展。 研究方法：通过对黔桂铁路扩能改造工程隧道群施工中应用探地雷达技术对掌子面前方不良地质体的预测预报实践探索，围绕关键技术问题展开研究。 研究结果：结合现场实际提出了改良优化检测方法与工艺、建立预报及预警体系、多种预测分析相互核检滤差、引入数码影像三维预测等综合预报方法的见解并通过实践检验。 研究结论：该方法有效提高了探地雷达在喀斯特岩溶地质中对不良地质体探测预报的精确度和分析描述的准确性。     

浅谈隧道施工综合超前地质预报的应用技术

通过隧道超前地质预报,了解隧道所处地质条件,预测不良地质体位置规模,分析可能出现的地质灾害,提出符合实际的地质灾害预防和治理措施。单一的超前地质预报方法难以应对复杂的地质情况,以常规工程地质分析法为基础,长距离宏观指导性预报与中短距离跟踪预报相结合,形成一套综合性的超前地质预报体系,能保证预报准确率,确保隧道工程施工的顺利完成。     

高密度直流电测法超前地质预报技术

研究目的:复杂的岩溶隧道易发生突水突泥安全质量事故,为了对隧道前方地质富水状况进行准确的探测,给隧道安全、快速施工提供超前地质依据。研究结果:通过结合水平超前钻探验证,证明在岩溶隧道依靠高密度直流电法对岩溶富水情况探测较为准确,为防止隧道发生突水突泥,保证安全、快速施工提供了有力保障。     

大型暗河发育特征与工程处理方案的研究

研究目的:本文研究总结大型暗河的发育特征及工程处理方法。研究方法:本文以渝怀线武隆隧道揭示的暗河为例,采用综合勘探的方法,应用岩溶发育理论,进行统计、分析、归纳。     

岩溶长隧道设计、施工方案的论证及实施

研究目的岩溶长隧道对地下水的整治仍延用排放为主的传统模式,因此造成隧道周边生态环境破坏、地质灾害产生、可持续发展受到严重影响。为扭转人们认识上的误区,以达到观念的转变。研究方法本文试图论证在岩溶和地下水同等发育条件下,技术可行、经济指标、施工工期等方面的比较,用数据说话。研究结果围绕保护环境,坚持以预防为主的方针,提出应采用全封闭方案施工的地区,具体的措施、施工方法及注意问题,岩溶地区长隧道地下水防排应遵循的原则和初步标准及超前预注浆的方法。研究结论地质复杂的岩溶长隧道当地质灾害威胁施工安全和运营安全,地质环境恶化影响地区可持续发展的时候,隧道应坚持全封闭的原则,只要方案正确,措施得当,就会施工顺利,且工程不留后患。     

不同地质边界条件岩溶隧道涌水量预测及展望

研究目的：我国目前岩溶隧道涌水量有许多计算方法。虽然方法众多，但对隧道设计要求的正常涌水量及最大涌水量还不能完全满足，仍存在较大误差，有必要深入研究，寻求新的途径。研究方法：根据浅埋岩溶长隧道一南岭隧道涌水量及地表泉的长期观测资料，利用反演推导得出新的方法。研究结果：通过研究得出大泉流量预测法、隧道涌水曲线反演分析法（新均衡法），同时根据长期观测资料得出隧道影响半径（集水范围）、枯水期涌水量、枯水期单位长度富水量、降雨入渗系数等重要水文地质参数及不同季节隧道涌水量比值。研究结论：建议在水文地质参数和涌水量取值方面，转变设计、施工观念；岩溶隧道的修建应贯彻科学发展观进行全面评估。     

综合超前地质预报在小坪子隧洞中的运用研究

研究目的：研究如何在施工过程中对隧洞掌子面前方的地质条件进行预报，减少地质灾害的发生。研究方法：在超前地质预报的宏观预报、长期预报、短期预报、临近警报等不同阶段，以地质理论为基础，综合运用地质方法、地球物理勘探方法、钻探方法，结合实践经验进行研究。研究结果：得出了地质预报的阶段性和不同阶段的预报方法，提出了地质超前预报体系各方法的相互关系，得出了实施超前地质预报应采用的步骤、方法及实施时应注意的问题。研究结论：深埋长大隧洞施工过程中的地质预报，只有采取地质理论的、地球物理的、钻探的等综合的方法，并且按宏观的、长期的、短期的、临近的思路进行才能取得好的效果。     

岩溶隧道安全设计、施工与管理

研究目的：渝怀线圆梁山隧道、宜万线马鹿箐隧道发生了重大工程灾害，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，如何有效地解决岩溶隧道的施工安全，已受到铁道部各级领导高度重视。本文主要介绍了岩溶隧道的安全设计、施工与管理的各环节，以期对今后岩溶隧道的安全修建提供借鉴。 研究方法：结合以往隧道施工中的经验与教训，对岩溶隧道风险等级进行划分，并对岩溶隧道的安全要素进行剖析，研究各安全要素的主要内容。 研究结论：为规避岩溶隧道风险，设计、施工和管理各环节都应进行风险辨识，制定相应的风险对策：设计阶段，应对岩溶隧道进行风险等级划分，并依此进行相应的必要设计；施工阶段，应加强安全培训，将施工原则、施工方法、风险辨识、逃生系统有效地贯穿于施工过程中；对复杂的岩溶隧道应进行超前预测预报专项化管理，对岩溶的治理应进行程序化、制度化和专项费用管理。     

遂渝铁路荆竹岭隧道复杂地质段设计

研究目的：消除荆竹岭隧道发生岩溶突水引起施工灾害事故发生可能,避免过可溶岩段地下水大量漏失破坏水环境引起地表塌陷,解决隧道过巨大溶洞群、地下暗河、岩溶突泥段及石膏层膨胀腐蚀性对隧道结构强度、稳定、耐久性的影响问题。 研究方法：本着治水、环保、安全、运营救援相结合的理念,系统设置辅助坑道、特殊地质段加强超前地质预报、富水地段帷幕注浆堵水与岩溶暗河疏导排水相结合,并运用ANASYS程序数值仿真计算。 研究结果：完成隧道跨越“溶洞、暗河、突泥段”设计、石膏地层段支护结构设计、抗水压衬砌设计。 研究结论：本隧富水段、岩溶暗河段的防排水设计理念及复杂地质段设计措施,确保了隧道结构的施工、运营安全,可很好地指导今后类似复杂地质段工程设计。