兰新二线大梁隧道突水突泥原因分析与治理

研究目的:兰新二线大梁隧道施工至向斜翼部灰岩与板岩接触带时,多次发生突水突泥灾害,最大涌水量10 000 m3/h,共涌出泥砂及块石约20 000 m3,淤积隧道长度236 m。通过对突水突泥灾害原因分析,采取有效的处理方案,取得良好的处理效果。研究结论:(1)深埋铁路隧道向斜翼部软、硬岩接触带,由于导水性良好,围岩软弱破碎,易发生突水突泥(石),因此,施工中应加强超前地质预测预报,防止灾害发生;(2)隧道突水突泥发生后,应对清淤风险进行必要的评估,清淤到合理位置时应及时施作封堵墙,防止次生灾害发生;(3)针对隧道突水突泥,采取"正面封堵、侧面迂回、高位截排"措施可以形成处理工作面,并开辟新的工作面,形成两端夹击处理局面,同时高位截水可以降低溃口的处理难度,经该工程实践证明,"两端夹击、注浆加固、管棚支护"措施是处理突水突泥的有效方法;(4)本研究成果可以在类似隧道突水突泥处理中推广应用。     

长大隧道岩溶段综合处理技术研究

长大隧道修建过程中,经常遇到突水突泥等大型地质灾害,轻则冲毁机具、贻误工期,重则造成人员伤亡和重大财产损失。文章根据岩溶洞穴的大小及洞穴与隧道部位的关系,研究制定了岩溶隧道溶洞处治措施以及突水突泥风险控制技术措施,有效治理岩溶隧道施工中的突水突泥病害,以期对同类工程有所借鉴。     

湘桂铁路莲藕塘隧道施工安全风险控制研究

结合湘桂铁路莲藕塘隧道施工,以安全风险控制为出发点,对塌方、有害气体、突水突泥、边坡失稳等典型风险进行相应评估,得出隧道的边坡失稳和塌方属于高度安全风险因素,突水突泥和有害气体属于中度的安全风险因素.通过对安全风险源的监测,提出了修改完善施工工艺和施工参数建议,使湘桂铁路莲藕塘隧道施工安全风险得到有效的控制.     

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.     

岩溶隧道突水突泥预报综合评估

基于层次分析法建立岩溶隧道突水突泥预报综合评估的模型,分析发生突水突泥的地质因素、综合预报方法及预报解译因素,通过对它们之间联系的剖析,研究各项预报解译因素在评估突水突泥中的影响权值,根据不同预报解译因素的评价,结合其在整个评估体系的影响权值,得到被评估段落的突水突泥的综合评估结论。研究表明,基于层次分析法的评估可以灵活系统的根据综合预报的各项解译因素,综合评估岩溶段落突水突泥发生的可能性,可灵活应用于动态实时综合预报评估。     

化解复杂岩溶隧道突水突泥风险应用技术研究

研究目的:宜万铁路穿越我国典型的鄂西碳酸盐岩地区,岩溶隧道总长约占线路长度的75%.当隧道穿越石灰岩、白云岩等可溶性岩层时,岩层地质成因常常非常复杂,极可能发生大型～特大型突水突泥,将对隧道施工带来巨大危害,施工应对稍有不慎,就可能酿成重大甚至特别重大的事故.而目前相关隧道施工规范、铁路工程监理规范并未列出具有操作性的风险控制措施,且无可供参考的实例,依然处于摸索阶段.因此,研究化解复杂岩溶隧道突水突泥风险的实用技术,对于保障施工安全、构建和谐铁路建设局面极其必要.研究结论:通过目前在建的宜万铁路风险隧道风险管理实践,总结出了化解岩溶隧道突水突泥风险的关键实用技术,并经实践应用,证实其行之有效,对加强未来类似隧道的施工风险控制有较大的借鉴价值.     

隧道突水涌泥灾害风险模糊综合评价分析与研究

为了对某隧道进行突水涌泥风险评估,通过对现场地质情况及初步设计方案进行分析研究,对隧道进出口段、易发生突水涌泥段及其它段进行了突水涌泥风险的初步评估,分析了各分段突水涌泥风险可能性并得到以下结论:当地质条件满足"富水、高压以及不良地质"就具备了突水涌泥的客观条件,开挖工法和相关的辅助措施对突水涌泥灾害的发生也起着至关重要的作用。采用模糊综合评价法对易发突水涌泥段进行了风险评价,给出了一级、二级评价指标及各自权重,同时参照国内外隧道工程经验,对突水涌泥风险源进行了辨识与排序,排序结果依次为:破碎岩体—地表水、基岩裂隙水—超前支护—台阶法—超前预报、监控量测—雨季降水。可为各种隧道突水涌泥风险评估提供参考。     

基于网络层次模糊综合评价的铁路隧道岩溶风险分析

铁路隧道工程岩溶风险影响因素复杂,不确定因素较多.通过对已有成果的调研和已发生岩溶突水突泥事故的统计分析,结合实际工程建立了铁路隧道岩溶风险的评价指标体系,应用ANP与模糊综合评价方法对风险进行了评价,并针对宜万铁路榔坪2号隧道岩溶段制定了降低风险的应对措施,使风险得到了有效控制.     

长庆坡隧道岩溶高风险段预控制措施

全隧道穿越可溶岩,部分地段属地下水垂直渗流带和季节变动带,隧道施工时局部地段可能揭示岩溶腔或水囊,突水突泥风险高。对岩溶发育段、富水及破碎带等突水突泥高风险地段,采取超前周边预注浆堵水,固结围岩,尽量减小地下水涌出,以确保施工安全。     

基于PCA-改进RBF神经网络模型的铁路隧道突水风险评价

为了准确预测铁路隧道突水风险等级,降低隧道施工过程中的突水灾害风险,结合相关规范,在调研分析影响隧道突水灾害的风险因素集的基础上遴选13个因素构建评价指标体系。利用主成分分析法对突水风险评价指标提取主成分并实现降维,模糊C-均值聚类算法计算RBF神经网络的中心,梯度下降法修正权值和方差,并将分析后得到的主成分作为改进RBF神经网络评价模型输入向量,建立了基于PCA-改进RBF神经网络铁路隧道突水风险评价模型。最后结合天秀山隧道对该模型预测效果进行验证,评价结果与实际情况相符。实例研究表明:该模型合理可操作,相比于其他方法准确率更高、训练更快、均方误差更小,为类似铁路隧道预防突水灾害事故提供了一种新的途径和借鉴。     

南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术

研究目的:南广铁路白云隧道施工中遇到断层发生小型突泥,清淤时发生大规模突泥突水,造成人员伤亡,形成灾害。研究结论:(1)超前地质预报是防范突泥突水的有效手段,施工中必须严格实施,当施工中发生突泥时,必须进行清淤安全评估,贸然清淤将十分危险。(2)采用注浆法成功地处理了突泥突水溃口并完成断层破碎带的安全施工。(3)通过采取堆渣挡护、迂回施工、正洞处理等技术措施,完成该隧道断层破碎带的处理,可供类似工程参考。     

某轨道交通1号线雅蛮区间隧道岩溶突泥突水处治对策分析

以某轨道交通1号线雅蛮区间左线ZDK19+200处开挖支护施工时发生突水突泥事件为工程背景,分析了岩溶突泥突水的成因,完成对溶洞淤泥清理、一次涌泥处理、二次涌泥处理以及掌子面加固等措施;对右线地质进行补勘,提前处理隐藏的岩溶,对突泥突水引发的周边构造物裂缝和沉降问题进行加固处理;在此基础上,结合本次工程事故与前人对岩溶隧道的研究,对处理溶岩突泥突水问题提出可行性建议。     

隧道穿越断层破碎带的安全施工技术

研究目的:隧道工程穿越断层破碎带是施工中经常遇到的问题,它的难点在于容易出现突水、突泥、溜渣等地质灾害。本文对隧道穿越断层时遇到突水突泥溜渣的安全施工技术进行探讨,为安全施工和保证质量与工期探求合理的解决办法。研究结论:本文以张集铁路旧堡隧道为例,对隧道穿越F3断层破碎带及富水区的安全施工技术进行研究,提出了"排水降压、有水必排、岩变我变、超前支护、确保安全"的原则,指出了解决高压水问题是防止灾害发生的关键,为安全施工提供了重要保证。     

综合预报和地质补勘技术在马鹿箐隧道中的应用研究

马鹿箐隧道地质极为复杂,多次遭遇岩溶溶腔特大型突泥突水,为目前世界铁路建设史上瞬间突涌水量最大的隧道,其工程艰巨程度和安全风险之大实属罕见,受到国内外工程界的高度关注。主要针对马鹿箐隧道"1.21"溃水前后,对PDK255+978溶腔段实行的一系列超前地质预测预报技术进行了详细介绍,并对技术实施过程中的重点和难点进行了分析与研究,总结了针对高压富水隐伏岩溶隧道的综合超前预测预报技术方法和综合的地质分析方法,为今后类似岩溶隧道修建中的预测预报工作提供了借鉴与参考。     

基于未确知测度理论的隧道施工瓦斯灾害风险评价

选取煤层厚度、煤层瓦斯含量、回风流平均瓦斯浓度、相对瓦斯涌出量、岩石类型、连通封闭性、深度值、隧道跨度、隧道长度、通风风速和涌水量等11项瓦斯灾害指标作为隧道施工瓦斯灾害风险评价指标体系,并建立各指标的等级标准。将序关系分析法(G1)和反熵权法(AEW)运用拉格朗日乘子法确定组合权重,构建各指标的单指标测度函数,并计算出各指标的综合测度评价向量。为了优化未确知测度置信度识别准则,引进集对分析(SPA)关联系数确定各隧道的瓦斯灾害风险等级。并对24个瓦斯隧道进行瓦斯灾害评价,并和FDA法评价结果和现场实测结果进行对比,精度达到91.7%,基本符合实际情况,表明了该评价方法合理有效,可为隧道施工瓦斯灾害评价提供理论参考。     

客运专线铁路大断面隧道断层涌水、涌泥处治技术研究

某山区客运专线铁路隧道施工中遇到韧性剪切带夹泥化夹层,岩体软弱破碎,泥化夹层呈软塑状,地下水丰富,造成掌子面涌水、涌泥,危及施工安全。为有效加固软弱泥化夹层段落,保证隧道安全、稳定、快速的施工通过,结合施工期间的涌水、涌泥概况及成因分析,对超前帷幕注浆和周边水平旋喷桩进行比较后,最终采用了"正面封堵、高位截排"的综合处理原则,即掌子面采用超前帷幕注浆加固,并通过分析法、检查孔法对注浆加固进行效果检验,同时在线路一侧设置一处高位泄水洞引排水。采取以上处理方案后,可以满足该段落安全稳定的开挖要求,取得了较好效果。     

重载铁路隧道穿越富水砂层综合施工技术研究

重载铁路隧道长段落穿越第三系富水砂层,隧道开挖后,在地下水渗流作用下,富水砂层颗粒随水流失、粉质黏土含水率增大,诱发掌子面砂层、粉质黏土等变形失稳,局部甚至发生涌砂、突泥、突水现象,严重影响施工进度。为此,根据地层性质及成因分析,采用理论与现场试验相结合的动态设计,确保施工安全。设计中采用了对围岩超前预注浆加固封堵地下水、掌子面玻纤锚杆注浆提高核心土的整体稳定性,拱部超前大管棚预支护控制围岩变形,长导管泄水降压降低周边砂层的含水量,施工过程"快挖、快支、快封闭"的原则,从而实现安全开挖,快速通过的处理方案,可为类似工程提供借鉴。     

京张高铁正盘台隧道立体式多径路排水方案研究

长大富水隧道施工过程中涌水风险高,工期紧张,对排水能力要求高,辅助坑道设置方案及排水方案对隧道施工及运营有着重要影响。根据正盘台隧道的工程特点及涌水涌渣情况,结合排水需求,合理地选择辅助坑道设置方案,采用辅助坑道为正洞,增开工作面,实现"长隧短打",同时充分利用辅助坑道进行可控式排水、洞内储水仓、中心排水管分流等创新设计。多辅助坑道与正洞排水系统一起形成了立体式多径路的排水系统,有效降低了涌水淹井风险,保障了隧道工期,减轻了正洞防排水压力,可为类似工程的排水设计提供参考。