八字岭隧道牛鼻子暗河示踪试验成果分析

宜万铁路八字岭隧道为一深埋岩溶隧道，穿过三叠系灰岩组成的向斜核部，岩溶、地下水非常发育，沿向斜核部发育的牛鼻子暗河严重影响隧道的施工安全。通过示踪试验成果，分析牛鼻子暗河的空间分布特征及地下水补、径、排特点，评价该暗河对八字岭隧道的影响程度，为隧道设计施工提供依据。     

街子坡向斜岩溶水系统及隧道涌突水危险性研究

研究目的:大瑞铁路大柱山隧道横穿街子坡复式向斜富水构造,分为街子坡向斜和搬家寨两个水文地质单元,褶皱和断裂构造复杂,岩溶水活动活跃,存在较大的岩溶隧道施工工程风险.通过街子坡复式向斜岩溶水系统及隧道涌突水危险性研究,有效预测评价岩溶隧道的涌突水危害,以期能对工程的顺利实施和安全有所裨益,对类似岩溶富水构造涌突水危险性分析具有一定的借鉴意义.研究结论:通过隧道涌突水危险性评价体系研究表明,大柱山街子坡复式向斜涌突水危险等级主要集中在高危险区、中危险区,隧道发生涌突水风险大,属施工涌突水风险大的储水构造.     

圆梁山隧道毛坝向斜深埋大型充填溶洞及其形成机制分析

研究目的:圆梁山隧道施工开挖揭示,毛坝碳酸盐岩向斜核部和东翼在隧道洞身附近发育3个罕见的大型深埋充填溶洞,其中2#溶洞多次发生涌砂突水灾害,3#溶洞还发生过粘性土爆喷型突出灾害;通过对3个溶洞发育充填的基本特征及灾害特征的综合分析研究,阐明3个溶洞的形成机制,为整治设计提供地质依据。研究方法:采用地表与隧道洞内超前物探、洞内超前水平与斜向钻探、充填物测试和理论分析等方法。研究结果:通过综合勘探和理论分析,查明了3个溶洞各自发育充填的基本特征及灾害特征,初步阐明了溶洞的形成机制,目前3个溶洞已完成整治。研究结论:初步综合分析认为,毛坝向斜、特别是核部与东翼的层间滑脱和纵向张裂隙被NW~NWW向横张断裂所交切,为岩溶水的深循环提供了较通畅的原始空间与通道,岩溶水在此通道中形成倒虹吸循环,长期溶蚀及溶蚀裂隙流转化为管道流,强烈冲刷与顶板坍塌导致核部与东翼的层间滑脱和纵张裂隙部位发展为大型溶洞,后因深部径流条件改变而被逐渐充填,发育形成现今这种罕见的深埋大型充填溶洞。     

岩溶发育区深埋隧道水岩相互作用机理

结合渝怀铁路圆梁山隧道涌水实例,运用地球化学和断裂力学有关理论分析岩溶区深埋隧道的水岩相互作用机理,探讨水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生涌水、突泥的影响。研究表明:岩体的水力劈裂作用导致的裂纹扩展属于Ⅰ Ⅱ复合型裂纹问题;隧道开挖改变岩溶地下水循环系统的平衡,特别是深埋隧道在高水压作用下,施工爆破等作业使围岩裂隙的连通性增大,张开度增加,围岩体内裂隙发生扩展是最终形成大岩溶管道的关键;在高水头压力作用地段,水力劈裂作用造成导水裂隙进一步扩展,导致本来并不连通的岩溶管道产生水力联系,形成大型岩溶漏斗系统;如果隔水层在爆破过程中被破坏,大量岩溶水和填充物进入隧道可能会造成突发性大规模涌水突泥事故。超前地质预报或加强灌浆是确保隧道施工顺利通过隐伏大型岩溶区的有力工程措施。     

岩溶隧道涌水来源及对地下水环境的影响

以萍乐坳陷带一座典型岩溶涌水隧道为研究对象,通过区域水文地质调查和物探查明了隧道涌水的主要来源;通过示踪试验和动态监测研究了隧道涌水对周边地下水环境的影响。结果表明:在向斜轴部沿小江边组和茅口组接触带发育东西向岩溶强径流带并接受西侧岩溶槽谷地表水补给是DK1764+490—DK1764+510段隧底涌水的主要来源;鸡足寺暗河在隧道施工后部分通道和流向发生改变,但依然可以通过隧道东侧岩溶洼地接受降水补给,因此雨季可以恢复部分流量;隧底注浆封堵涌水通道效果较好,同时对向斜轴部岩溶水强径流带影响轻微,目前未对下游江下泉群产生异常影响。     

云桂线新莲隧道涌突水成因分析

研究目的:涌突水是隧道施工中比较常见的工程灾害,隧道涌突水不仅影响施工掘进,而且会对沿线生态环境产生影响。对涌突水成因进行分析既是隧道涌突水防治的重点难点,也是解决涌突水问题引起生态环境问题的关键所在。本文以云桂铁路新莲隧道为工程背景,通过区域水文地质条件分析和地下水水化学数值分析,研究该隧道的涌突水成因。研究结论:(1)新莲隧道出水段为松茂向斜玄武岩夹凝灰岩段,水源主要为深层裂隙水;由于向斜核部玄武岩节理裂隙发育,接受表层降雨入渗补给和岩溶水渗流补给后,在向斜核部区存储富集;(2)隧道各出水点水和区域泉水的径流路径相似,都位于松茂向斜玄武岩和凝灰岩地层内,隧道内长时间排水将破坏区域内原有的水循环系统;(3)本研究成果可用于指导隧道施工工法及堵、排等措施安排,并对类似玄武岩富水构造涌突水危险性分析具有一定的借鉴意义,也可进一步用于隧道周边区域生态环境评价,以及后期水环境恢复方案的确定。     

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。     

泰莱盆地岩溶塌陷特征及重载铁路工程地质选线研究

通过对泰莱盆地岩溶分布特征及岩溶塌陷形成条件、形成机理的系统研究,并通过勘察得出泰莱盆地基底为太古界变质岩,沉积寒武、奥陶系灰岩,发育隐伏岩溶,地下水位在基岩面附近上下波动,河流交汇岩溶排泄区地下水开采及矿山疏干排水易产生岩溶塌陷,并形成岩溶天窗,具有中国北方岩溶塌陷的典型特征。泰莱盆地周边发育非岩溶地层,岩溶天窗在河流交汇处发育,山西中南部铁路通道自西向东沿徂徕山南侧片麻岩地层走行,可有效绕行岩溶及塌陷发育区,可确保我国首条30 t轴重的重载铁路运营安全。     

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。     

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。