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。     

高压富水隧道断层破碎带突涌水分析与工程对策

长大山岭隧道施工过程中不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在断层带地下水发育、导水性较好、补给充分的情况下,极易发生突泥涌水等地质灾害,会严重影响施工安全.文章对青云山隧道F高压富水断层破碎带突涌水的特征及原因进行了综合分析,详细论述了穿越该断层所采用的超前地质预测预报、全断面超前预注浆、超前大管棚、加强型抗水压衬砌及全包防水等综合工程措施.施工中由于采取了这些工程措施,有效地控制了隧道施工造成的地下水流失,达到了预期效果,保证了施工安全.     

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。     

高压富水断层破碎带地层隧道事故处理

在高压富水断层破碎带地层隧道施工中,因为洞段受构造运动的影响,断层内往往出现很多严重病害,影响工程质量和进展,因此必须加强该类型隧道的施工技术,预防事故的发生。结合具体的工程实例,对高压富水断层破碎带地层隧道事故及其处理措施进行了探讨,以保证工程施工的安全和顺利进行。     

汶马高速米亚罗3号隧道瓦斯涌（突）出机理研究分析

变质砂板岩及千枚岩等非煤系地层瓦斯涌出具有随机性、分布不均匀等特点。文章以汶马高速公路米亚罗3号隧道为工程背景,通过对该隧道地质背景、瓦斯地质特征和实测瓦斯数据的分析,研究该类地层瓦斯涌突机理及防治措施。研究表明:砂板岩类地层中的碳质成分具有一定的生烃能力;长大贯通裂隙及断层破碎带将深层的瓦斯气体导至浅层;瓦斯储存于节理密集发育带、次级褶曲转折部位及次级断层破碎带内,呈透镜状、串珠状气囊分布。施工揭穿透镜状储气蓄水构造体周围的封闭盖层,构造体内的破碎岩体、水、气就会在水压、气压作用下突然涌出,形成突出灾害。该类瓦斯成因机制复杂、预测困难,应采取超前排放、稀释、监控等综合处治措施。     

明月山隧道塌方突水治理分析

文章以明月山隧道塌方突水治理为例,提出隧道经过破碎断层时塌方,遇高压水,可采取以止浆墙全断面封闭,然后注浆回填处理塌方,超前预注浆加固围岩并堵水的处理措施穿过该断层,为破碎且突水量和水压大的隧道施工提供经验借鉴。     

隧道施工“关门”式灾害及其成因初步分析

文章在对隧道施工"关门"式灾害调查及隧道施工"关门"式灾害与隧道施工地质灾害关系分析的基础上,提出了7种围岩变形失稳塌方致灾构造、6种突泥致灾构造和2种隧道洞内泥石流致灾构造,并对其致灾成因进行了分析。结果表明:围岩变形失稳塌方致灾构造位置的围岩级别未据实修正、初期支护未及时施作或初期支护强度不足,导致围岩变形失稳塌方;自体隔泥土盘或复合隔泥岩土盘的厚度不足、强度过低或突泥致灾构造条件变化等造成隔泥岩土盘被突破,导致突泥和泥石流;隔泥节理裂隙化岩盘沿优势结构面剪裂破坏导致突泥;隧道施工爆破震动导致岩溶中充填的粘土瞬间下坐,隔泥岩盘被突破致使突泥。     

推覆构造区变质片岩隧道塌方、涌水特征及地质成因分析

隧道塌方、涌水往往发生在地质条件差的地段,有必要从地质角度研究该类灾害发生机制。文章以十房高速(十堰—房县)通省隧道塌方、涌水为例,分析了灾害发生过程,归纳总结了其典型的围岩大变形—塌方—涌水—突泥四阶段特征。在此基础上,结合隧道地质条件分析、隧洞内及地表地质调查、TRT探测等,从工程地质和水文地质角度探讨了隧道塌方、涌水灾害机理,认为主要有四个方面的原因:(1)隧道穿越压性断层破碎带,断层破碎带由含水破碎岩块及粘土构成,直接导致隧道开挖后塌方、涌水、突泥的发生;(2)推覆构造导致围岩呈层状-碎裂结构;(3)片岩中粘土矿物含量较高,遇水易泥化;(4)断层破碎带中含有承压地下水。最后,提出了加强超前地质预报及地质分析等风险规避建议,研究结果可为同类工程提供借鉴。     

垂直冻结技术在大埋深山岭铁路隧道中的应用

程儿山隧道地层主要为弱胶结第三系砂岩,洞身穿越F_2断层核心带,施工中多次发生突泥、涌砂及掌子面向外推移的地质灾害,施工风险极高。基于F_2断层核心带高压、富水的具体情况,文章通过对多种施工方案技术性、可行性和安全性进行对比分析,首次在铁路山岭隧道中应用垂直冻结技术对地层进行加固,并对冻结方案和隧道支护措施进行了研究,可为类似地层隧道施工提供借鉴与指导。     

永莲隧道大型承压含水体探查及处治方法研究

江西永莲隧道施工穿越断层破碎带时多次发生突水突泥灾害,严重影响隧道施工与运营安全。文章通过采用地球物理探测法与超前钻孔探查法确定承压不良地质含水体的空间位置、展布形态以及富水性等,并根据探测结果采取左洞重点涌水钻孔的小偏角原位扫孔注浆、含水体区域的左洞加密钻孔注浆、重点区段的帷幕加固圈加厚处理以及右洞工作洞室钻孔泄水释能并注浆的方法进行左右洞联合处治。注浆效果评价以及实际开挖效果表明,采用左右洞联合处治方法,承压含水体处治效果良好,含水体区域岩体的强度、稳定性及渗透性均得到了较大的提高,隧道顺利安全地通过了F_2断层破碎带。     

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。     

大瑞铁路大柱山隧道高压富水断层处理技术

大理—瑞丽铁路大保段大柱山隧道地质构造复杂,断层密集,岩性繁多,软弱破碎,岩溶发育,高压富水,地下水压力最高达3 MPa。在平导施工穿越燕子窝断层时发生了严重的突泥涌水事件。针对富水高压断层处理问题,文章开展了注浆加固堵水技术研究,在反复试验的基础上探索总结出了高压动水分段引排、超高压聚合注浆施工技术,并详细阐述了注浆加固技术方案、施工设备配置、关键工艺参数以及施工组织管理要点等,对类似工程具有良好的借鉴意义。     

宜万铁路齐岳山隧道F_(11)高压富水断层注浆法与冷冻法方案比选与实施

随着铁路跨越式发展需要,大量高等级的铁路即将投入建设,由于受到设计时速和地形的限制,大量的铁路地下工程需要穿越原来被认定为"施工禁区"的地段,建设者将面临更多的施工难题.宜万铁路齐岳山隧道F11断层横穿隧道长度253 m,规模极其宏大,断层带由构造角砾岩、碎裂岩和断层泥组成,胶结松散、岩体破碎,稳定性极差.现场超前深孔钻探实测单孔最大涌水量为1 800 m3/h,最大水压力2.6 MPa,高压富水的存在使断层施工难度更大.针对F11高压富水断层,将注浆法与冷冻法在安全可靠性、工法适应性、计划工期和经济性四个方面进行了比选,最终决定采取注浆法.通过现场试验与实施,顺利地完成了F11高压富水断层的注浆堵水加固,保证了隧道的安全施工.     

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。     

隧道断层涌泥整治技术研究

南冲隧道团山1号断层为全新世活动断层,断层带以断层角砾为主,隧道施工过程中发生了地表塌陷和洞内涌泥灾害。文章详细阐述了地表塌陷和洞内涌泥灾害发生过程并提出了针对性的整治措施。包括:对地表陷坑进行反压回填,洞内分阶段清淤以及利用硫铝酸盐水泥单液浆对涌泥体进行注浆加固。这些措施达到了良好的整治效果,可为今后隧道涌泥体的处理提供参考。     

基于非线性渗流模型的管道型岩溶隧道突水机理研究北大核心CSCD

管道型岩溶突水是一个复杂的多场耦合的非线性渗流问题,致灾具有突发性。为揭示管道型岩溶突水灾害的发生机理,文章基于多物理场耦合作用机理,开展了不同溶腔水压、岩溶管道内不同填充介质、不同岩溶管道宽度及岩溶管道长度条件下的多场耦合分析。得到以下结论:(1)管道型岩溶破坏模式下发生的突水灾害,根据填充介质透水性能的异同而表现不同;(2)流体从富水溶腔中流出时流速较小,流经岩溶管道后流速逐渐增加,进入隧道后达到最大值;(3)影响突水过程的因素主要有:富水溶腔水压、岩溶管道或断层裂隙带内填充介质的种类、岩溶管道的宽度、隧道与水源的距离,其中,岩溶管道宽度及岩溶管道内填充介质类型对突水影响大于其他因素。     

钻爆法海底隧道防排水技术探讨

钻爆法海底隧道环境和地质条件差,隧道通过的风化槽、断层破碎带等软弱破碎围岩含水丰富、水头高,施工中极易发生坍塌和涌水突泥,运营中二次衬砌结构容易出现开裂和渗漏水。结合厦门轨道交通3号线过海段隧道钻爆法防排水设计和施工情况,阐述和分析了隧道防排水的主要方法及技术措施,提出了提高海底隧道防排水质量的建议,可供类似工程参考。     

高速公路断层破碎带隧道处理技术研究

高速公路断层破碎带隧道施工具有施工难度大的特点,严重影响到施工进度。鉴于此,重点探讨了断层破碎带隧道施工中的围岩及涌水问题,并针对此提出了具体的施工方案、施工要点以及注意事项,以保证高速公路沿线隧道工程的高质量建设。     

承秦高速公路隧道施工安全风险辨识分析

隧道工程项目是一项集多个学科门类的复杂系统工程,经常会遇到断层、破碎带等不良地质而导致坍塌、涌水和突水等地质灾害发生,这些灾害的发生,将会导致施工进度缓慢,并且造成设备损坏和人员伤亡,甚至导致整个工程的失败,造成严重的经济损失和社会影响。在隧道工程项目施工过程中,面临着大量的风险和不确定因素,这些风险具有复杂性、多样性、综合性、突发性及偶然性等特点。因此,结合承秦高速隧道施工的实际,依据提出的施工安全风险辨识理论,对承秦高速公路隧道工程进行了全面分析,并系统分析了坍塌、洞口失稳、爆炸、触电等主要风险事件的风险因素,为今后同类工程的施工提供借鉴。