汤郎—易门深大活动断裂对成昆铁路秀宁隧道水文地质条件的影响评价

首先介绍了成都—昆明铁路秀宁隧道水文地质条件和区域构造环境,依据地下水含水岩组的富水特性、地下水的补径排特征,划分隧址区的水文地质单元。然后结合隧道施工时涌水状况、开挖揭示的地质情况,分析了汤郎—易门深大活动断裂影响下隧道涌水来源及其与地表水体的水力联系,进而预测地下水涌水量。最后对隧道不同区段涌突水的危险性作出评价。     

古迹坪隧道水文地质条件及工程处理措施

古迹坪隧道位于西秦岭高中山区，地层岩性复杂，地质构造发育。根据水文地质调查，地表泉水流量大小，岩性和构造，水文地质计算，同时考虑勘测时季节因素的影响，将隧址区地下水富水性分为5个区，并分段进行评价，预测得知施工可能发生涌水地段。洞身通过可能发生涌水地段时，除加强超前支护外，还采取止水和降水措施，对已发生涌水突泥地段，采取“帷幕注浆＋超前大管棚”的施工方案，取得了较好的施工效果，可为相似地区隧道勘察设计提供借鉴。     

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。     

襄渝铁路新大巴山隧道涌水量预测研究

研究目的:新大巴山隧道是襄渝铁路增建二线安康至重庆段控制性工程,由于其地下岩溶水丰富,因此隧道涌水量预测对该铁路设计和施工具有重要意义。本文采用前苏联科学家普洛特尼科夫关于天然地下水资源的"储量分类"法(三种类型:动储量、静储量、调节储量),在分析地下岩溶水垂直发育的分带性、储水构造特征、施工期间地下水涌(突)水特征等基础上,划分出地下岩溶水储量类型,研究地下水动储量与降雨的线性关系,预测隧区百年一遇降雨条件下隧道的最大涌水量。研究结论:(1)隧址区地下岩溶水可分为动储量和静储量两种类型;(2)隧道地下涌水主要为动储量释放;(3)涌水量大小与降雨量密切相关;(4)预测的最大涌水量为215×10~4m~3/d;(5)研究方法经工程实践证明较有成效,研究成果对类似工程地质条件下的隧道工程建设具有借鉴意义。     

大梁隧道突水突石机理分析及处理措施研究

研究目的:大梁隧道施工中通过向斜翼部奥陶系灰岩与板岩接触带时出现突涌水,水量达2 300 m3/h,在处理突涌水过程中又出现了3次较大规模的突水突石,严重地影响隧道施工安全。因此,必须查明隧道突涌水带的水文地质条件,分析突水突石产生的原因,以采取科学合理的处理措施,确保施工安全。研究结论:(1)突涌水带岩体破碎,裂隙充填有粉末状物质,堵塞了地下水径流通道,使地下水位升高、水量聚集,在水动力平衡条件破坏后,产成突水突石;(2)迂回平导宜设置在地下水补给径流方向的下游侧,以降低施工风险;(3)高位泄水洞宜设置在地下水补给径流方向的上游侧,终点底面高程宜高于正洞拱顶6~10 m;(4)本研究成果对高压富水隧道水文地质条件分析及突涌水处理具有一定的实用意义。     

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。     

川藏铁路某超深埋隧道地应力特征及岩爆分析

研究目的:超深埋折多山隧道是川藏铁路雅康段控制性工程,隧址位于我国西部新构造运动活跃的"Y"字形构造带核心区域,其地应力特征及岩爆预测对铁路选线、设计和施工具有重要意义。本文通过地应力测试数据,数值模拟来分析折多山隧道隧址区及洞身的应力分布特征,明确最大主应力的方向,并利用岩石的单轴加卸、载应力-应变曲线计算其隧道围岩的岩爆倾向指数,分析发生岩爆的岩石力学指标,结合深孔钻探成果、岩石力学试验、水文试验成果来综合分析川藏铁路折多山隧道发生岩爆的强度。研究结论:(1)川藏铁路折多山隧道最大主应力为水平应力,方向为NEE向,实测地应力最大值为17 MPa,数值模拟洞身最大值可达到48 MPa;(2)通过岩爆倾向性指数试验分析可知,围岩具备发生中等~强烈岩爆的储能和释能条件;(3)通过综合分析可知,折多山隧道易发生中等~强烈岩爆;(4)该研究结论可为隧道设计提供依据,也可为邻近区域隧道围岩稳定性判断提供借鉴。     

南太行隧道区域泉域特征及隧道水文分析

研究目的:太原至焦作城际铁路于晋豫省界以南太行隧道越岭,区内奥陶系、寒武系碳酸盐岩建造发育,岩溶地下水条件复杂。为研究南太行隧道水文地质特征,准确预测隧道施工水文条件,本文主要分析区内三姑泉域、延河泉域及其他散泉泉域的地貌特征、构造联系、岩性特点、泉域水位及补给、径流、排泄条件等。研究结论:(1)三姑泉域、延河泉域及其他散泉泉域的水文条件与隧址地貌特点、地层岩性条件相似,泉域水文对隧道建设有一定影响;(2)隧道修建虽不受地表径流影响,但区内地下水储量相对较大,隧道修建切断了地下水渗流通道,导致部分段落涌水量预计较大,需采取堵排结合的措施,避免引起环境水文问题;(3)该研究结论对隧道工程施工、区域水文研究有一定的参考价值。     

龙厦铁路象山特长隧道主要工程地质问题研究

象山隧道左右洞全长分别为15 898 m、15 917 m,是龙厦铁路最长的隧道和重要的控制工程.在象山隧道区域地质条件及其对隧址区地层影响分析的基础上,对该隧道建设过程中可能出现的主要工程地质问题进行了研究.研究表明:象山隧道穿越地区位于大田--龙岩拗陷带和政和--大埔深大断裂上,地质构造极其复杂.在其影响下,隧址区地层内构造发育,围岩完整性差,有较好的地下水渗流通道,隧道施工期间可能出现大量渗、涌水;沉积岩地段围岩等级变化频繁,埋深大的地段可能出现较大的围岩变形;隧址区硅灰岩具有形成岩溶的基本条件,在地表有较好汇水条件的断层、地层不整合接触带附近可能发育岩溶.     

铁路隧道建设与水环境关系分析

研究目的:隧道建设在我国正伴随着铁路事业迎来新的发展,但是长期以来隧道建设和自然环境之间始终存在着难以调和的矛盾.本文试图从隧道建设与地下水环境相互影响的正反两方面着手,分析地下水环境影响隧道施工与运营的成因,以及隧道建设对地下水环境与隧址区生态环境影响的成因,为隧道工程建设提供相关的参考.研究结论:隧道建设与生态环境是相互影响制约的矛盾体.隧道建设过程中,当隧址区岩溶暗河发育、地下水力联系紧密时,隧道开挖应力场与渗流场耦合作用强烈使得围岩出现过大塑性变形,容易发生突水、突泥等生产安全事故.隧道建成后长期疏干地下水,改变了应力场与渗流场的原有平衡,使得地表水枯竭,引起地面沉降,造成生态环境的恶化.     

渝黔铁路凉风垭隧道岩溶水文地质条件研究

研究目的:新建渝黔铁路凉风垭隧道位于川黔南北向构造带与北东向构造带交接复合部位,隧道穿越娄山山脉之凉风垭(国道210公路之七十二道拐),是渝黔铁路的控制性工程。该隧道区可溶岩大面积分布,地下岩溶岩层管道化,常见不同流量的泉点和暗河等,地质构造及岩溶水文地质条件较为复杂,因此,有必要查清该隧道的岩溶水文件地质条件。研究结论:文章通过对该岩溶隧道的含水层岩性组合特征、岩溶水水动力场、水化学场及岩溶水系统性研究的基础上,得出以下结论:(1)隧址区的岩溶地下水可分为2个一级单元,7个次级单元;(2)隧道预测正常涌水量Q=24 542 m3/d,雨季较大涌水量Q大=73 626 m3/d;(3)隧道可溶岩段内岩溶涌突水危险性总体为中等-高危险;(4)隧道北侧深埋的可溶岩内岩溶发育及地下水富集程度较差,而南侧地下岩溶发育和地下水富集程度较高,对隧道涌水的影响较大;(5)本研究成果可为溶岩地区铁路、公路隧道勘察设计提供借鉴。     

大尖山隧道主要工程地质问题及防治措施分析

地质灾害问题常常是影响长大隧道施工中的关键问题,通过对大尖山隧道前期勘察资料的分析研究,详述了隧址区的工程地质条件及施工中的主要地质问题。该隧址区地质条件复杂,施工开挖后可能产生围岩失稳、断层破碎带塌方、涌水突泥、洞口边坡滑塌等地质灾害。在重点分析隧道围岩稳定性的基础上,针对各地质灾害的特征提出了相应的防治措施。     

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。     

大方山隧道岩溶水分带综合分析

研究目的:岩溶发育的垂直分带性已得到普遍认同,目前多数研究主要集中在分带现象的描述及如何规避岩溶风险进行选线上,而针对实际工程项目如何进行分带,采用何种方法进行分带的研究则较少。本文通过对大方山岩溶隧道采用工程地质及水文地质调绘、物理勘探、钻探等综合勘察方法,对隧道所在位置地下含水的强弱,泉点、暗河、岩溶洼地之间地下水相互关系,岩溶地下水的补给、径流、排泄条件,雨季、旱季岩溶洼地及隧道洞身地下水位测量等进行综合分析,以确定隧道所处分带。研究结论:(1)岩溶地下水分带应根据岩溶发育情况采用综合手段开展,遵循遥感、地质测绘、物探、钻探、监测、测试等各项工作的程序,循序渐进,相互配合;(2)大方山隧道岩溶段落地下水可划分为季节交替带和水平循环带;(3)根据地下水分带结果结合水文地质单元及选用相应的计算方法预测隧道涌水量,对施工时涌水、突泥风险进行预判;(4)本研究成果可对岩溶地区隧道所处地下水分带、涌水量计算方法的选定以及水量预测提供指导作用。     

高海拔内燃牵引特长隧道运营通风技术研究

研究目的:青藏铁路拉日线盆因拉隧道为高原、高寒地区内燃牵引特长隧道,共设1个斜井、3个横洞。拉日线隧址区特殊的气候条件及横洞的开通对隧道运营通风的影响亟待研究。本文基于拉日线NJ2型内燃机车排放指标检测值以及拉日线隧址区自然风现场观测结果,采用RNG k-ε湍流模型,模拟分析横洞对盆因拉隧道自然通风效果的影响,并确定不同横洞开通时,隧道内外自然风的关系,热位压作用对隧道内自然风的影响。研究结论:(1)运营通风建议方案为2#、4#横洞排风,拉萨端、日喀则端、3#横洞进风;(2)结合防灾,选用射流风机,正洞内安装风机,开启后风向应与车行方向一致;(3)该研究结果对推进我国高原地区长大隧道运营通风技术的发展有着积极意义。     

青藏铁路西宁至格尔木段增建二线关角隧道涌水预测及水文地质评价

关角隧道为西格线增建二线控制性标志工程,是目前国内在建的最长铁路隧道,地质条件、水文地质条件极为复杂,构造发育,岩性复杂,特别是隧道涌水尤为突出.详细阐述了隧道洞身通过段的地质及水文地质条件,隧道涌水量的预测及计算方法,对隧道通过区水文地质条件进行了评价;结合施工过程中的实际涌水对隧道涌水进行了修正,提出了涌水量修正的有效方法,取得了良好的效果.     

马桑哨隧道穿越暗河处理综合施工技术

结合沪昆铁路客运专线马桑哨隧道穿越暗河的工程实践,介绍了隧区地层岩性、地质构造、水系和岩溶发育特征。根据隧区水文地质条件,分析了隧道遇到暗河系统的发育规模、涌水特征、稳定性等;根据该暗河系统的工程水文地质条件及与隧道的空间关系,对增设泄水洞方案、注浆封堵方案进行了对比和甄选;并详细介绍了复杂岩溶地质条件、穿越暗河地段容易引发隧道岩溶突水、突泥风险,以及施工过程中为预防涌突水而采取的工艺、方法等,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

泛亚铁路某隧道有害气体成因分析及防治对策

研究目的:广通4号隧道为泛亚铁路西线广通-大理铁路的重点工程。隧道施工至黄家阱断层时,隧底有大量有毒有害气体冒出,严重威胁施工安全。本文通过地质调查、取样、测试和室内试验等手段,结合隧址区地质环境特征,分析研究有毒有害气体的成分、成因、来源、分布特征和储集特性,并评价其危害性,以期为工程防治提供较准确的地质科学依据。研究结论:(1)隧址区为基底-盖层结构,基底发育有楚雄-建水张性断裂,上部盖层为基关-双柏穹窿褶皱区,有利于沿断裂带运移上升气体的聚集存储;(2)广通4号隧道有害气体成分主要为二氧化碳和二氧化硫,含量均已超过规范上限值,对人体健康有严重危害;(3)隧道内有害气体主要来源于深部的壳幔地层,为无机成因气,其高浓度二氧化碳的δ~(13)C_(CO2)含量介于3.1‰～4. 2‰之间;(4)本研究成果对类似工程地质环境条件下地下工程有害气体的防治具有一定借鉴意义。     

水库蓄水对铁路隧道安全的影响

为定量分析隧道施工及水库蓄水对隧址区地下水及周边生态环境的影响,以某铁路大梁山隧道为例,运用地下水渗流理论和三维有限差分方法,对比分析隧道施工降水前后隧址区地下水的运移变化情况,并结合剖面二维渗流模拟,开展了瓦沟台水库蓄水对隧道施工安全的影响研究。结果表明:瓦沟台水库和隧道DK56+724～DK57+000段位于大梁山山脊东西两侧不同的地下水流系统中,它们之间的水力联系并不紧密;水库蓄满水后,周边地下水位呈现先快速上升后渐平缓的现象,在水力梯度作用下,起初地下水接受水库水补给,但在历时近2年后,地下水将向水库排泄,该水力联系发生转变的时间远小于地下水从大梁山山脊流动到水库所需时间。综上可以判断,瓦沟台水库蓄满水对大梁山隧道安全的影响不大。     

某铁路隧道涌砂病害的原因分析及整治思路

研究目的:某铁路隧道位于西南可溶岩地区,施工过程中未发现异常情况,但开始运营后的第1年和第3年雨季分别遭遇了因涌砂覆没道床而中断行车的病害;为有效根治病害,通过研究涌砂过程,探查涌砂点岩溶发育情况,补充隧道附近水文地质测绘,详细分析岩溶及岩溶水地质环境,联系降雨量因素论述涌砂病害的产生原因及整治思路。研究结论:(1)雨季极端暴雨通过岩溶裂隙及管道下渗后,地下水位抬升并高于隧道,有压地下水携带岩溶裂隙中充填的砂土涌入隧道形成涌砂病害;(2)类似位于岩溶水季节变动带的隧道,在洞周岩溶裂隙发育且填充泥砂的情况下因水位抬升导致的洞身涌砂病害,宜采用能有效降低暴雨后洞身地下水位且维护方便的泄水洞方案处治;(3)本研究成果可供西南岩溶地区修建铁路、公路隧道工程时地质勘察人员及设计人员参考。