华北丘陵区某隧道岩溶发育特征及处理措施研究

以华北丘陵区某岩溶隧道为例,为探明该隧道岩溶发育规律及成因,并据此提出具体的施工处治措施。对该隧道工程地质及水文地质特征进行综合分析,并在勘测及施工期间进行地质测绘、超前地质预报及地质雷达等一系列工程地质和物探工作。结论:该隧道岩溶为地下水沿裂隙溶蚀形成的竖向为主、弱发育、裂隙型无充填物岩溶;探地雷达及超前水平钻相结合的超前预报对隧道岩溶探测效果良好有效;采用"超前预报、注浆固结、超前支护、堵排结合、加强监测"等手段,对不同位置不同类型的溶腔进行针对性处理,现场显示处治措施效果良好。     

岩溶隧道涌水风险评价体系及应用

在岩溶地区修建隧道,遭遇涌水、突泥和诱发性环境地质灾害的风险巨大.本文从黔张常铁路沿线岩溶发育规律及岩溶水的运动特征出发,建立了包括22项评价指标的岩溶隧道涌水风险评价的综合指标体系,并基于层次分析法,采用二级模糊综合评价的方法对武陵山2号岩溶隧道进行了综合评价,为岩溶隧道开展涌水风险评价、涌水量预测、地质选线及涌水灾害措施的制定提供参考.     

武广客运专线金沙洲隧道出口暗挖段施工关键技术

金沙洲隧道出口暗挖段地处粉质黏土、淤泥质土、岩溶发育等不良地质,由于工期紧迫,在浅埋暗挖大断面隧道快速施工中,采用了超前地质预报、"H"注浆超前预加固、下穿煤气管道、隧道涌水处理等关键技术,使隧道安全顺利贯通。     

超前地质预报技术在西格二线关角隧道的应用

关角隧道是目前我国已开工建设的最长铁路隧道,位于青藏高原东北缘,区内断裂及褶皱均较发育,地质条件复杂;高地应力、岩溶、突涌水是隧道施工中的主要地质问题。采取正确的超前地质预报技术对其进行超前探测,提出行之有效的防治措施是保证关角隧道施工安全的关键。     

宜万铁路别岩槽隧道岩溶及岩溶水治理技术

别岩槽隧道全长3721m,隧道岩溶及岩溶水极其发育,因而,该隧道被列为宜万线8座一级风险隧道之一。在隧道施工过程中,先后遭遇F3断层突发性涌水、富水暗河岩溶大厅、充填黏土性溶洞、F1高压富水断层,以及背斜核部及两翼的岩溶渗流水等不良地质。针对这些不良地质,施工中采取径向注浆、超前帷幕注浆、大管棚超前预支护、迂回导坑、泄水支洞和泄水洞等一系列技术措施,取得较好的治理效果。     

某岩溶隧道涌水预报技术探索

研究目的：提高隧道涌水预报的可靠性和预报工作效率，减少盲目性，为现场施工地质超前预报寻找一种较为适宜的地质调查与分析的方法。 研究方法：在勘察设计资料基础上，通过对隧道穿越区域地面及洞内工程地质及水文地质的实地调查，对岩溶发育的规律及隧道涌水进行相关性研究。 研究结果：通过研究，得知深大断裂对深部岩溶洞穴与暗河发育具有控制作用，划分出了隧道穿越区内重点涌水区段；对重点涌水区段，选择与探测目的相适应的中短距离电法物探手段进行详细探测，并预测涌水规模；运用洞内地质编录信息对预报方案及相关技术参数进行修正，实现了预报体系的逐渐优化。 研究结论：深大断裂对岩溶的发育控制作用显著，大型充水溶洞的总体发育方向与断裂走向相同；中短距离的高精度电法物探手段对水的敏感性强于弹性波法物探手段，适宜进行重点涌水区段的详细探测；岩溶区隧道涌水预报工作宜采用多手段协同预报的方法，以提高预报的可靠性及工作效率；预报的过程是一个不断优化的过程。     

华蓥山隧道东口岩溶分析及溶洞处理

研究目的：通过对华蓥山隧道东口岩溶发育地质条件的分析及掘进段1000余m所遇3处溶洞的情况及处理措施，对在岩溶发育地段如何提早预防以减小损失提出建议。 研究方法：针对华蓥山隧道东口的地形地质情况，分析在东口段可能出现岩溶的地层，并结合施工实际中遇到溶洞的处理分析，得出岩溶隧道施工防止灾害性事故发生的处理办法。 研究结论：对岩溶隧道采取的超前地质预报工序为：远距离探测——中距离探测——近距离探测。采用地质雷达或其它物探手段对岩溶发育段落掌子面前方50m范围的岩溶情况进行探测并定位；根据远距离探测的结果对掌子面前方25m范围内的可疑点超前探孔进行精确定位，及早探明掌子面前方岩溶的富水存泥情况；根据炮眼钻孔及掌子面地质素描，判断掌子面前方的岩溶情况；根据超前探明的岩溶情况提前采取排或堵的预防性措施。     

黔张常铁路驼马店隧道突涌水系统辨识

为查明驼马店隧道DK48+918突涌水岩溶发育情况及岩溶水系统结构特征,首先对隧道涌水形式、涌水量、压力大小等涌水特征进行综合分析,得出岩溶隧道突涌水与隧址区岩溶发育情况、岩溶水系统结构特征密切相关。其次系统总结岩溶突涌水系统辨识的方法和技术,最后采用水文地质调查、物探、钻探、地下水示踪试验及高分辨率水文监测技术等对DK48+918突涌水进行系统辨识。研究表明:隧道施工揭露了管道流顶盖,因强降雨、原管路淤塞引发突涌水,涌水主要来源于隧道东北侧溶丘洼地及漏斗地表汇水,涌水随降雨量动态变化大,计算最大涌水量为5万m~3/d,瞬时最大涌水量可达1万m~3/h。     

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。     

象山隧道通过岩溶地段病害分析与处理

龙厦铁路象山隧道穿越复杂岩溶地段,施工期间出现大量涌水,引起地表沉降,本文通过对象山隧道DK(YDK)24+000～500岩溶地段工程地质、水文地质及涌水、地表沉降病害现象的分析,研究确定了合理的工程处理措施,对类似工程具有一定参考价值。     

宜万铁路下村坝隧道大型半充填溶洞处理技术

宜万铁路下村坝隧道施工中揭示大型半充填型溶洞——"+615"溶洞,溶洞处理难度大,技术要求高,为确保施工及运营期隧道安全,在查清溶洞发育地质特征的基础上,研究安全可靠、经济适用的综合处理方案。根据溶洞发育规模、工程及水文地质条件综合考虑隧道工程修建技术特点,经理论计算、工程类比,对"+615"大型半充填溶洞提出了"拱部回填砂浆稳定危岩、隧底桩基承台结构跨越溶洞、洞身加强型复合式衬砌结构"相结合的综合处理技术。结果表明,工程实践效果较好,隧道结构安全可靠。     

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。     

浅谈贵州喀斯特溶岩区隧道溶洞处理施工技术

溶洞为岩溶洞穴,是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象。岩溶对隧道的影响主要表现为结构物部分及全部悬空,大大降低隧道使用的可靠度;溶洞填充物外涌,给施工造成困难和安全隐患;季节性的岩溶洞穴涌水,给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素。因此,制定合理、科学、有效的溶洞处理方案对隧道顺利穿越岩溶发育地段极为重要。根据贵阳枢纽白龙线Ⅰ标胡家坡隧道DI2K24+932溶洞处理方案的具体实施情况,总结贵州喀斯特地貌区溶蚀发育地区溶洞的处理方法,以期对溶洞处理的设计与施工有一定借鉴意义。     

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。     

隧道穿越大型充填溶洞超前支护方案研究

岩溶隧道在穿越高压富水溶腔时频发突水涌泥灾害,给施工安全和周围环境造成严重威胁。根据渝怀铁路某隧道穿越溶洞实际情况,分别对“超前小导管+帷幕注浆支护”和“管棚+帷幕注浆”2种超前支护方案进行数值模拟分析,对围岩变形特征和塑性区进行对比分析,结果表明:(1)管棚超前支护对控制拱顶围岩沉降、拱底围岩隆起以及周边收敛变形更有利;采用管棚超前支护比超前小导管支护围岩变形明显降低。(2)采用管棚超前支护比超前小导管支护的塑性区发展深度有效降低,更能保护围岩的稳定性。采用管棚超前支护成功通过了该隧道大型充填溶洞的高风险段,可为类似工程提供借鉴。     

城际铁路隧道大型溶洞特征及处理技术

安顺至六盘水城际铁路茨冲一号隧道DK95+730~DK96+017段施工开挖揭示出大型溶洞群,采用溶洞形态测量、隧底岩溶物探探测、桩基地质钻探及补充调绘等综合勘察手段,查明隧道洞身及隧底大型溶洞的形态特征,以及该区域水文地质情况。提出相应的处理措施:隧道洞身采用混凝土护拱、护墙及C20混凝土加固;拱部采用“锚网喷+型钢钢架”防护;隧底采用桩筏、“横向托梁+筏板”跨越和采用C25混凝土换填或回填,并加强隧道周边引排水措施,以确保岩溶水畅通。     

隧道断层地面地质调查技术及应用

在隧道施工中,经常遇到的不良地质构造即为断层,它是造成隧道塌方的主要原因之一,也是涌突水、煤与瓦斯突出,甚至岩爆等诸多隧道施工地质灾害产生的原因。由于在设计阶段地质勘查工作的精度有限,往往造成断层位置不准确甚至遗漏,因此在施工阶段,在设计勘察资料的基础上,采取地面地质调查手段对断层进行修正和完善显得非常重要。在总结前人施工经验的基础上,介绍了安康至陕川界高速公路MC2合同段特长隧道毛坝1号隧道在断层施工和地面地质调查中的实践经验,论述了地面地质调查技术在断层施工预防和治理方面的重要性。     

近接溶洞条件下隧道施工掌子面变形破坏特征数值分析

以宜万铁路齐岳山隧道工程为背景,以危险地段的岩溶地质条件为基础,应用三维有限元分析方法,在隧道掌子面前方的溶洞规模大于、等于和小于隧道掌子面规模的3种情况下,模拟分析不同岩体厚度、不同岩溶水压力时隧道掌子面的变形破坏规律。研究结果表明:当溶洞直径大于或等于隧道直径时,相同岩溶水压力作用下掌子面变形值相近,当溶洞直径小于隧道直径时,掌子面变形量小;掌子面变形量最大值出现在掌子面中心位置;当掌子面与岩溶洞壁之间的距离大于2.0 m时,掌子面变形量增加并不明显;在溶洞内无水压力条件下,掌子面岩体塑性区范围很小,但随着水压力的增大,塑性区的范围逐步增大。     

宝兰客运专线麦积山隧道2号斜井突涌水特征与防治措施研究

铁路隧道大突涌水灾害一般认为发生于岩溶发育及断层构造带等易形成大型含水构造的地段,通过对宝兰客运专线麦积山隧道2号斜井的研究分析,普遍认为是工程地质及水文地质条件相对较好、富水性相对较弱的花岗岩隧道中的突涌水现象。并在勘察施工过程中运用地质调查法、物探法、超前水平钻法等多种勘察手段,结合区域背景资料综合分析,总结出花岗岩的构造节理定向等距、空间分布非均匀性、涌水量非线性变化、流态相对单一等特点及发育规律,并以此结论为基础论述突涌水防治措施方案的比选研究。最后施工验证了治理方案"顶水作业,辅助注浆封堵"的安全合理性。     

对门寨隧道DK34+164处隧底大型溶洞处理技术研究

对门寨隧道DK34+164处隧底发育大型半充填型溶洞,溶洞深44 m,宽度38 m,纵向轴长189 m,容量超过30.0×10^4 m^3,溶洞规模宏大,整体呈条带状分布,溶洞大厅底部暴雨时为一水塘,溶壁可见明显水流痕迹。本文结合本溶洞规模、工程水文地质条件,对比分析了"弃渣+C20砼"分层回填方案、混凝土圬工回填方案及桥梁跨越方案,经过综合比选,设计采用"弃渣+C20砼"分层间隔回填方案。"弃渣+C20砼"分层分隔回填方案既满足了沉降控制标准,又通过弃渣透水层与C20砼分层分隔回填较好地解决了地下水的引排及大体积混凝土因水化热导致有害裂缝的问题。在溶洞处理完毕经历了10个月放置期后,对本隧底大型溶洞段工后沉降进行了监测,数据显示沉降变形已基本趋于稳定,可满足施作二衬及铺设道砟条件。