一种随机数学方法预测隧道涌突水量研究

涌突水灾害是隧道工程中常见的灾害,准确预测涌水量的大小对于保证隧道施工、降低隧道施工风险具有重要意义.通过实例研究,分别利用理论计算法和层次分析一模糊综合评判方法预测隧道涌水量.与实际发生的涌水量对比,理论计算法操作简单,但预测不够准确.随机数学方法考虑影响隧道涌突水多方面因素,并用权重来控制各因素对隧道涌突水的影响程度,预测结果和实际发生的涌突水能较好地吻合.由此证明了层次分析一模糊综合评判方法的适用性.     

明月山特长隧道涌水突泥综合处理措施

明月山隧道为具有多种不良地质的特长公路隧道,施工中发生了特大涌水、突泥灾害,造成严重坍塌事故。通过对隧道涌、突水灾害产生的原因及坍塌形态进行详细的分析研究,采取了一系列行之有效的处理措施,并对地表、洞身及坍塌体进行了固结和加固,快速而有效地完成了突泥及坍方段施工。文章介绍了隧道涌水、突泥灾害的概况和采取的综合处理措施。     

隔挡式背斜构造区隧道涌突水量的BP网络预测

川东隔挡式背斜区具有其特殊的岩溶地质构造,已修建的数十条隧道每每揭露背斜区,均发生较大地下水涌突水灾害,对这种特殊构造下涌突水灾害的研究具有重要现实意义.针对岩溶地下水系统具有强烈的非线性特征,建立合适的BP神经网络,评价某在建公路华蓥山隧道的涌突水灾害危险等级.结果显示,背斜两翼非可溶岩层等级为Ⅰ～Ⅲ级;核部可溶岩地层为Ⅲ～Ⅴ级,且越靠近核部危险性等级越高;西翼涌突水危险性等级高于东翼.评价结果与勘察阶段的研究相互印证.     

隧道施工突水致灾构造及其分类

隧道施工期突水具有普遍性、突发性和灾害严重性等特点,为隧道工程界所广泛关注。文章基于以往隧道施工突水灾害与引发突水灾害的不良地质体之间的关系,总结提出了包括充水(泥水混合充填)岩溶、未胶结富水压性断层强烈挤压破碎带、未胶结富水张性断层、地下向斜蓄水构造、富水顺层错动(节理密集发育岩体)破碎带和充水废弃矿巷等6种可能导致隧道施工突水灾害发生的突水致灾构造;根据突水致灾构造构成、可能的隔水岩土盘类型和工程处理措施适宜性,提出了突水致灾构造分类的三项原则,将突水致灾构造划分成完全充水体构造和裂隙空隙/孔隙含水体构造,并提出了相应工程处理措施。     

长大隧道突水突泥灾害的地质构造量化评价与监测预警

针对国内长大隧道施工过程中频繁遇到的突发性突水、突泥地质灾害对工程造成重大损失和人员伤亡的现状,在调研国内外隧道突发性灾害发生现状的基础上,重点对长大隧道突发性突水、突泥地质灾害发生的地质构造因素进行综合量化评价,提出了对主要风险源进行监控预警的监控标准,研究开发了隧道突发性突水、突泥地质灾害预警系统,并在浏阳河隧道过河段现场试用,效果良好.     

基于圆形薄板力学模型的隧道隔水岩墙弯曲破坏涌水机制分析

隧道施工突水灾害严重威胁着隧道施工的安全。隧道施工掌子面前方存在突水致灾构造时,留足一定厚度的隔水岩盘——最小安全隔水岩盘,对确保突水致灾构造中水不至突出以及加固隔水岩盘和处理突水致灾构造至关重要。文章以沪蓉高速公路垫邻段明月山隧道K5+398处突水事件为例,基于隧道断面形式和隔水岩层为近直立泥岩层实际情况,将掌子面隔水岩墙简化为圆形薄板,以弹性力学薄板理论为基础,通过隔水岩墙受力分析,推导出临界隔水岩墙(盘)厚度——最小安全隔水岩盘厚度计算公式,并计算得出明月山隧道K5+398处突水位置最小安全隔水岩盘厚度。通过数值模拟分析验证,明月山隧道K5+398处掌子面隔水岩墙临界厚度为1.4~1.55 m,与实际涌突水情况总体吻合。     

隧道工程突泥突水灾害处治技术

突水突泥灾害是隧道工程施工中最严重的灾害之一.通过对8座规模较大的突泥突水隧道灾害案例分析,划分出了突泥突水灾害类型,制定了灾害处治程序.同时依托工程实践,对清淤处理和溃口治理技术进行了理论计算分析和现场应用探讨,以期对类似工程起到指导作用,从而减少灾害的发生,并及时对灾害进行安全处治.     

深长隧道突水致灾构造及其突水模式研究

突水灾害是深长隧道施工最严重的地质灾害之一,而突水灾害的发生与隧道施工开挖工作面接近前方存在的含水体或隧道开挖临空面外存在的含水体密切相关。文章在分析了国内外深长隧道突水灾害产生原因的基础之上,系统地提出了深长隧道五种突水致灾构造及其致灾模型,即未胶结的富水压性断层上盘强烈破碎带、未胶结的富水张性断层带、未胶结的富水顺层错动(节理密集发育)破碎带、充水岩溶、地下向斜储水构造含水体及其突水模式,剖析了五种突水致灾构造突水灾害。     

岩溶隧道突涌水致灾构造与前兆信息判识技术探讨

隧道突水突泥等地质灾害的发生具有一定的孕灾环境,灾害发生前往往表现出一定的前兆信息。文章基于工程实践、案例调研和理论分析,系统研究了岩溶隧道突涌水灾害源赋存规律,确定了突涌水灾害发生条件(有压含水构造、运移通道和外界干扰)的内在含义,将突涌水灾害划分为:断层破碎带突水、溶腔溶潭突水、富水裂隙突水、可溶岩与非可溶岩接触带突水、地下暗河及岩溶管道突水。通过对突涌水灾害源地质前兆信息和地球物理场前兆信息的研究,建立了突涌水灾害综合前兆信息判识体系,并成功应用于尚家湾隧道,避免了人员伤亡,降低了经济损失。     

突水突泥灾害帷幕注浆处治施工技术

突水突泥灾害是隧道工程施工中最严重的灾害之一。结合江西某高速公路隧道F2断层区域突水突泥灾害处理实例,对其使用的周边帷幕注浆处理施工方法和技术措施进行较为详细的论述,给类似的工程提供了参考和借鉴,以期起到指导作用,减少灾害的发生,并能够及时对灾害进行处治。     

锦屏水电枢纽辅助洞(B洞)高压水处理施工技术

锦屏水电枢纽工程是一项大型的水电工程,它的建设将为国家特别是西部的电力行业做出巨大贡献,该水电枢纽辅助洞工程是水电站前期工程的控制性关键项目。文章介绍了施工中遇到的高压涌突水问题,以及根据不同的地质和涌突水情况确定的不同处理措施,可为今后解决类似的工程问题提供借鉴和参考。     

砂板岩互层隧道掌子面突水灾变发生模型试验研究

为深入研究砂板岩隧道突水灾变机制及规律，以中老铁路新平隧道为工程背景，通过模型试验再现了隔水板岩渐进破坏型突水灾变演化过程，分析了围岩应力-应变特征、渗透压力与流量随隔水层厚度减小的变化规律。结果表明：（1）砂板岩突水灾害经历了渗流、涌突和衰减3个阶段，本质上是在开挖卸荷和应力-渗流耦合作用下，隔水层中薄弱部位裂隙逐步扩展、贯通直至突水通道形成，隔水层稳定性逐渐丧失的渐进过程；（2）围岩的应力-应变曲线及渗透压力和流量的关系均具有明显的前兆特征和阶段性特征，其变化规律反映了灾害的孕育、发展和演化过程；（3）渗透压力和流量变化过程中均存在一个突变点，突变点可作为隔水层阻水能力劣化的特征点，该点所对应的隔水层厚度即为隔水层临界安全厚度。     

地质雷达与TRT法在隧道涌水预报中的应用

富水岩溶地区隧道施工过程中,极易发生突水、突泥工程地质灾害,极大地危害了施工安全。因此,采用超前地质预报探测隧道掌子面前方围岩工程地质及水文地质情况显得尤为必要。文章以南充-大竹-梁平(川渝界)高速公路铜锣山隧道工程超前地质预报为例,提出综合利用地质雷达法与TRT法对隧道掌子面前方涌水情况进行预报,经实践验证该组合预报技术能为隧道施工提供有效的参考依据,一定程度上减小突水、突泥地质灾害的发生几率。     

新大瑶山隧道砂岩区高压突水的注浆技术

新大瑶山隧道穿越砂岩段揭露一高压出水点,出水点压力为3～4 MPa,流量为430 m3/h左右,水头喷射距离达47m,在突水治理中采取了引排水、施作止水墙、顶水注浆和全断面帷幕注浆综合技术措施,成功地封堵了高压突水,取得了理想的技术经济效果.文章介绍了新大瑶山隧道的工程概况、工程地质及水文地质条件,以及涌突水情况和治理措施.     

在圆梁山隧道高压富水区应用的地质超前预报技术

在隧道施工过程中,由于岩溶发育的不确定性,易造成突水、涌泥沙等突发事故,会给施工带来极大危害.为保证施工安全,在圆梁山隧道毛坝向斜高压富水区采用了超前地质预报技术,并确定了相应的施工方案.文章针对本隧道PDK354+256段处的岩溶地质情况,阐述了超前地质预报技术在施工中所起的重要作用.     

浅埋暗挖地铁隧道下穿河流和桥梁施工技术研究

针对城市地铁隧道下穿河流和桥梁时施工难度大、安全风险高的工程特点,通过在河底铺设防水毯,起到了防止河水渗漏的作用;通过对地层超前降水,起到了提前疏干地层水,防止隧道施工时发生突泥突水工程灾害;通过对降水过程进行三维渗流-应力耦合分析,预测了桥基的施工响应和评估了降水方案的可行性;通过隧道超前预加固方案的比选,提出了采用小导管加密注浆辅以临时仰拱作为隧道施工方案;通过对施工过程进行时空效应分析,预测了桥基的时空效应和评估了隧道施工方案的可行性。该工程现已顺利竣工,施工期间没有安全隐患发生,并取得了良好的施工业绩。工程实践表明,既有的施工方案是可行的,研究和分析手段是科学合理的,较好地反映了工程实际,为实际工程的施工提供了重要的理论依据和指导作用,确保了该工程顺利实施,提出了地铁隧道过河过桥施工安全控制模式,可供类似工程参考。     

隧道施工承压水突涌风险安全预控与抢险对策

随着上海轨道交通网络的日益密集以及地下空间开发的制约,区间隧道越来越深,新建线路的区间隧道往往位于⑤_2层砂质粉土微承压含水层及⑦层粉细砂层,盾构机在承压水层推进时引起突涌的情况越来越多,探索和完善承压水突涌风险安全预控与抢险对策非常重要。根据上海轨道交通工程建设盾构机推进的经验,围绕盾构机推进、进出洞及旁通道等关键施工风险的特点,提出盾构机施工承压水突涌风险的安全预控与抢险对策,为今后盾构机施工提供参考和指导。     

基于地表沉降的岩溶发育区分析

受岩溶地质复杂性的影响,岩溶隧道施工中常常发生突水灾害,从而往往诱发地表沉降。基于此,文章提出了一种根据岩溶隧道突水诱发的地表沉降分析岩溶发育区的方法,其主要包括:以地表沉降图为基础分析地表沉降特点,在此基础上分析岩溶发育区的地质构造,并结合沉降区附近的地质资料分析岩溶发育区边界;根据沉降中心与河流的关系,分析隧道突水与河流的补给关系。文章依据龙厦铁路象山隧道YDK24+098岩溶突水诱发的地表沉降资料,通过对该隧道岩溶发育区的地质构造、隧道纵向岩溶边界、隧道突水与河流的补给关系的分析,验证了上述分析方法的可行性。     

TRT6000超前地质预报系统在新铜锣山隧道中的运用

超前地质预报是保证隧道施工安全的重要手段.南渝高速公路铜锣山隧道穿越煤层米空区、巨型断层带,地质条件极为复杂,施工中极易发生煤与瓦斯突出、涌突水等地质灾害.隧道施工中引进了TRT6000超前地质预报三维空间反射层析成像技术,通过获取掌子面前方较长距离内的围岩及地下水赋存情况信息,为隧道施工安全提供预警,其预报成果对业主确定实施设计变更提供了科学依据.     

西南水电工程水工隧洞涌突水问题分析

水电是缓解当前能源危机和环境污染的关键技术。作为水电工程的重要建筑物,水工隧洞的安全施工和运营是关键。西南地区地质条件复杂,隧洞穿越不良地层易引发涌突水,威胁人民生命财产安全。文章基于大量既有资料和文献,分析了西南水电工程水工隧洞涌突水问题,得出的结论为:(1)水工隧洞主要类型有枢纽区隧洞群型和傍河长距离型;(2)基于水文地质结构,枢纽区隧洞群型主要发生有裂隙涌突水,傍河长距离型主要发生有裂隙涌突水、复杂构造破碎带涌突水和岩溶涌突水;(3)发生涌突水隧洞的围岩常表现为裂隙和构造发育、可溶岩分布广等特征;(4)为了水工隧洞的安全、经济和生态,需系统分析地下水特征,优化裂隙、岩溶系统探测,开发涌突水定量化数学、数值模型,组建专家决策团体,编写具体、完整、针对性和科学性的规程,并提出治理措施。