深埋富水大型溶腔隧道施工技术——宜万铁路野三关隧道“602溶腔”释能降压及安全施工技术

文章以宜万线野三关隧道"602"溶腔为例,对深埋大型富水溶腔隧道的综合施工技术进行了系统的论述,主要包括查找溶腔、判释溶腔、锁定溶腔、打开溶腔、处治溶腔等释能降压技术,以及泄水洞、信息化注浆、开挖支护、长期监测、结构安全评价等过溶腔安全施工关键技术。     

马鹿箐隧道高压富水大体量充填性溶腔处治技术

宜万铁路马鹿箐隧道DK255+978处通过一高压富水隐伏溶腔,先后发生多达19次的突涌水(泥)灾害.在对该高压富水隐伏岩溶的处治中,系统地运用了释能降压原理,释放了溶腔所存储的能量,降低了水土压力对隧道的稳定性影响.释能降压技术主要采取了综合地质预报手段探明溶腔边界、内部充填物特性和分布特征等,并根据溶腔的水压、水量测试结果进行排水系统规划、钻孔泄水,采用控爆措施揭开溶腔,并进行实时预警预报监控.结果表明,运用释能降压技术处治马鹿箐+978溶腔,规避了岩溶溃水的风险,取得了良好的效果.     

一种基于半空间扫描测量模式的隧道坍腔地质雷达三维成像技术

地质雷达作为一种高效、无损的地球物理探测手段,被广泛应用于隧道地质灾害尤其是隧道坍腔的探测中。由于受环境条件的制约,目前隧道中地质雷达探测方式多以二维反射剖面为主,存在空间探测范围局限性较大的问题。为了在尽量不增加工作量、不降低数据采集效率的前提下,尽可能的提高地质雷达的空间探测范围,文章提出了一种基于半空间扫描测量的探测模式,通过对三维数据体的反演实现了隧道掌子面半空间区域30 m范围内的全方位3D成像。通过基于CPML吸收边界条件的三维FDTD数值模拟分析以及对接收信号的频谱分析,验证了该方法的有效性。将该方法应用于河北省荣成—乌海高速公路营尔岭隧道右洞坍腔检测中,成功探测到里程K103+607～K103+567区域内隧道顶部的坍腔危害。此外,将三维地质雷达探测结论与三维地震地质超前预报结果进行交叉验证,吻合效果良好。     

山区隧道突泥处治施工技术

文章以某山区公路隧道施工为背景,针对隧道在开挖过程中出现的塌方、涌泥等现象,采用C6超前钻探技术全面探测前方溶洞溶腔规模、大小、形状以及围岩情况,在初支变形段增设护拱,采用大管棚及小导管对溶腔段进行注浆加固处理,并施作止浆墙,后续对溶腔泵送C25混凝土进行加固,在规定时间内安全有效地处治了突泥病害,无安全事故发生,效果显著,确保隧道顺利实现贯通。     

宜万铁路马鹿箐隧道进口泄水洞揭通溶腔施工技术

在宜万铁路马鹿箐隧道施工中,出口平导PDK255 978处发生了溶腔突水、突泥的情况,造成了重大突发性工程地质事故。鉴于溶腔规模大、水压高、储水量和动态补给量大等地质条件,采取了地表钻孔封堵平导、在平导进口左侧20 m处增加泄水洞的优化施工方案;结合现场实际情况,尽早揭通溶洞,并采取了直墙平底断面型式、锚喷初期支护以及取消二次衬砌、取消围幕注浆和管棚、采用光面爆破、加强超前地质预报等措施,施工中取得了较好的效果。     

典型不良地质体地质雷达探测正演试验研究

地质雷达(GPR)作为一种常规探测方法已经被广泛应用在隧道超前地质预报中。由于隧道空间狭小,受洞内施工器具及探测结果多解性的影响,准确预报隧道不良地质体具有的一定的复杂性和难度。基于此,文章利用二维时域有限差分法正演模拟隧道典型不良地质体地质雷达剖面记录,分析了隧道空间不良地质体雷达剖面特征,获取了实测雷达资料解译的理论依据。通过在安江高速公路3座岩溶隧道施工中进行大量地质雷达探测现场试验,并结合施工现场掌子面地质素描资料,成功预报了含水溶洞、空腔溶洞、溶蚀破碎带等不良地质体。该研究提高了地质雷达法在隧道空间内探测不良地质体的精度,为隧道工程施工提供了安全保证。     

三叉岭隧道穿越溶腔处理技术

文章以三叉岭隧道遭遇大型溶腔为例，根据其溶腔病害具体情况，从靠近溶腔未坍塌段、受坍塌破坏段的加固处理及穿越溶腔的支护处理等方面介绍了大型溶腔的处理技术，并提出了相应的注意事项。实践证明，采用该溶腔处理技术可获得良好的工程实效。     

地质雷达在高速公路岩溶路基探测中的应用

隐伏岩溶的有效探测是保证高速公路岩溶路基施工安全与质量的重要因素,对于灰岩裸露或覆盖层薄的浅层岩溶探测,地质雷达较其他物探方法有突出优势,可以高效准确地查明隐伏岩溶的发育规模、分布范围和埋深等。文章结合工程实例,探讨了地质雷达在高速公路路基浅层岩溶探测中的应用,评述该技术能够有效地完成岩溶地区的浅层岩溶探测工作任务,具有较好的推广应用价值。     

管波探测法在施工勘察工程中的应用

文章基于管波探测法在阳和南路下穿泉南高速公路通道工程施工勘察中的应用,从工期、经济性、安全性等角度对"一桩一孔+管波"的勘探方法与"一桩一孔""一桩多孔"的勘探方法进行了分析对比。分析结果表明:采用"一桩一孔+管波"的勘探方法,在工期上缩短时间约为50%,在经济效益上节约成本约49%,且其能详细查明基桩范围内的不良地质现象,为持力层的选择提供了准确的地质资料,为基桩设计和施工工程提供了安全可靠的保障。     

齐岳山隧道施工中物探与钻探的应用比较研究

在岩溶山区隧道工程的施工过程中,地质超前预报是重要的施工工序,以宜万铁路齐岳山隧道为例,研究了基于地震波理论的TSP203探测设备的应用方法和目前在国内外水平钻探领域功能最完善的RPD-150多功能地质钻机的应用方法;分析比较了地球物理探测和地质钻探方法在隧道地质超前预报中的特点,提出了岩溶山区隧道地质超前预报技术方法的应用原则.研究结果表明:TSP203地质预报系统探测、解译距离远,分辨率高,系统智能化程度高,数据记录基本采用自动记录系统,试验过程简单,对施工影响较小,但是整个系统数据记录与分析比较单一、公式化;RPD-150C多功能钻机系统具有探测准确、探测结果受外界影响小等优点,但是数据分析往往不能对有些数据和图形进行量化,只能作出定性的分析.从而得出结论,RPD-150C多功能钻机系统与TSP203地质预报系统有很大的互补性,综合两种手段,可以及时预测预报到大部分地质不良地段,为隧道工程的施工奠定基础.     

顶上隧道涌泥成因分析及整治

针对顶上隧道施工过程中的涌泥事故,通过地质调查、地质雷达探测、钻探等手段,详细研究了事故发生地段的工程地质情况、水文地质情况;分析了该隧道岩溶的发育、赋存、分布规律及规模;指出顶上隧道涌泥的主要原因是岩溶洼地及落水洞中的地表积水和残坡积水以及基岩裂隙水,经岩溶管道不断地渗透于花岗岩体与钙质砂页岩及灰岩接触部位的薄弱地带,从而形成了以垂直发育为主封闭性较好的管道溶洞。实践中结合地质补勘结果,采用跟管管棚、溶洞回填、加强溶洞段初期支护等治理措施,对顶上隧道的涌泥进行了有效处治。     

喀斯特山区公路隧道施工地质灾害处治对策探讨

在喀斯特山区公路隧道施工过程中,洞口滑坡、崩塌、偏压,洞身冒顶塌陷、突泥涌水、溶洞及变形等各种地质灾害处治方案制定成为隧道施工的关键。文章结合广西六寨至河池高速公路隧道施工中发生的地质灾害实例,探讨了喀斯特山区公路隧道施工地质灾害的处治方案。     

地质雷达在隧道覆盖层不良地质检测中的应用

文章从地质雷达的工作原理入手,利用低频天线地质雷达对某高速公路隧道覆盖层的地质状况进行了探测分析,并提出了相应的工程防治措施。实践证明,低频天线地质雷达能有效探测隧道覆盖层地质状况,探测结果可靠。     

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。     

天山新二号双线铁路隧道断层坍方处理设计计算

天山新二号双线铁路隧道施工中,由于地质情况不明发生了断层破碎带坍方。根据坍体形态,对空腔地段采用明洞通过,对堆碴地段采用固结注浆大管棚支护、侧壁导洞法开挖,顺利地通过了坍体。文章对管棚结构承受的荷载及受力进行了探讨和检算,对明洞结构的护拱及缓冲层进行了设计计算论证。     

高频地震反射法在大坪隧道施工中的应用

随着西部大开发战略的实施,我国西部地区公路隧道工程的数量越来越多,工程等级也不断提高。然而在隧道施工中难免会遇到诸如岩溶突水、岩爆、围岩大变形、塌方等地质灾害问题,为了将地质灾害影响程度降到最低,在隧道施工前进行地质超前预报是十分必要的。文章以大坪隧道为例,介绍了TGP12(高频地震反射法)探测系统的原理、数据处理、解译技术,通过对比分析验证了预报结果的准确性,并总结了应用TGP12进行地质超前预报的体会,展示了TGP12探测系统在隧道施工地质超前预报中的广阔应用前景。     

宜万铁路齐岳山隧道629高压充水溶腔处理技术

在齐岳山隧道正洞DK363+629掌子面进行超前水平钻探时,揭示出前方存在一个大型腔体,随后实施超前探测,初步判断了腔体形状,对腔体进行了处理。首先对溶腔进行注浆试验,总计注浆1 613 m3,注浆效果不明显,掌子面停止注浆试验;注浆试验失败后,对DK363+629溶腔进行放水试验,放水量为3 000 m3/h,持续放水共计144 h,水量约43万m3,水压持续在0.2 MPa左右,由于受到外界降雨的影响水压持续上扬,证明腔体具有良好的地表联通性和水量补给持续性,为了保证施工安全停止了放水试验。平导贯通后可采用自然流出法排水,并对腔体采取"释能降压"施工。本次泄水总量约63万m3,水压自0.4 MPa降至0.0 MPa,水量稳定在约1 000 m3/h;随后对腔体实施爆破施工,爆破后采用管道引排的方法在不改变原有水流方向和不影响整体地下水系的情况下顺利通过。     

The Concept and Practice of Treatment for Damage in Railway Tunnel Linings Caused by High-pressure Karst Water北大核心CSCD

In recent years, railway tunnels in karst areas have frequently suffered flooding after high-intensity rainfall, which seriously affects the safety of tunnel operation and the order of transportation, and even interrupts the traffic. Based on the water hazard case in the Yuanbaoshan Tunnel on the Zhijin-Bijie Railway Line, this paper explores the causes of lining damage in terms of geology, rainfall, and the design and construction of water hazard sections, and puts forward the treatment technology for tunnel water hazards with the core concept of "making full use of existing structures and employing open drainage methods in key sections". Besides, this paper simulates and analyzes the formation of hazards and the treatment effect through numerical simulation. The results show that the subjective causes for the damage in tunnel linings include an insufficient understanding of the water-bearing formations at the geological investigation stage, the underestimation of water hazard risks posed by high-intensity rainfall during construction, and the unimproved waterproof and drainage system in the design alteration, while the objective reasons include the development of karst near the tunnel section that passes through the stratum, the strong connectivity of water conduits, and the high-intensity rainfall in a certain period of time on the tunnel site. As for the simulation results, they show that the increase of external water pressure caused by the sudden rise in groundwater level after rainstorm significantly increases the internal force of linings, and eventually leads to a much lower safety factor of sidewall linings and large scale damage, which is in consistency with the characteristics of the actual on-site damage. After on-site emergency treatment, the tunnel structure has become stable and even encountering unprecedentedly heavy rainfall twice, the tunnel has still remained in a good condition. Since then, no water hazards and other disasters have occurred, which proves that the treatment plan is valid. © 2022, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.