隧道突水突泥致灾构造及其多尺度精细观测技术

隧道突水突泥致灾构造作为灾害发生的控制因素,具有复杂的多尺度特性,而深长隧道山高洞长、传统野外地质踏勘面临艰难险阻且不能满足精度要求。通过百余例隧道突水突泥案例的统计分析与现场调研,识别概化了2类5种隧道突水突泥致灾构造,即富水夹泥断裂带（富水断裂破碎带及夹泥断裂带）与充水充泥岩溶体（深部充水岩溶、表层裂隙岩溶带及充填岩溶洞穴）,总结分析了不同突水突泥致灾构造的典型地质特征,提出了不同突水突泥致灾构造的判别理论方法。其中,气候湿热的碳酸盐岩地区表层裂隙岩溶带也可能诱发隧道突水突泥灾害。针对突水突泥致灾构造的复杂和多尺度特性,从大尺度到小尺度整体剖分地质结构,结合无人机高空航测、数字摄影测量、钻孔电视等先进技术手段,探索了隧道突水突泥致灾构造的多尺度精细观测技术,提出了一套空中（Air）-地表（Outcrop）-孔中（Borehole）-隧道（Tunnel）的地质行迹与致灾构造观测方法（AOBT）,并在多个隧道工程中进行应用。结果表明：空-地-孔-隧（AOBT）地质行迹与致灾构造观测技术可实现不同尺度结构面的高精度、快速测取,改进了传统地质调查方式。研究成果可为隧道突水突泥灾害防控提供参考。     

岩溶隧道灾害案例统计分析研究

针对岩溶隧道施工过程中存在各种地质灾害,通过收集160个岩溶隧道的工程地质条件、灾害类型、灾害后果与灾害发生原因等内容,建立了岩溶隧道灾害案例数据库。根据案例数据的统计分析获得了岩溶隧道发生突水突泥、塌方、大变形等灾害的频次统计结果,并对发生原因进行了总结分析。分析了突水突泥灾害发生频次与地层岩性、地形地貌、岩层产状等工程地质因素以及自然环境因素与人为诱发因素与突水突泥灾害发生的统计关系,探讨了各因素的影响规律;进而建立处岩溶隧道突水突泥致灾因素的层次关系,其可为岩溶隧道施工前风险评估与施工过程中的风险管理提供指导。     

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用 TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用 TSP 超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。     

地质雷达在岩溶隧道地质超前预报中的应用

岩溶地区隧道施工中对掌子面前方一定范围的地质情况进行超前预报是保证隧道施工安全的关键。六宜高速公路共有33座隧道,均处于岩溶地区。在建设过程中均采用了地质雷达对隧道进行全程跟踪超前地质预报,针对地质雷达的特点,总结了地质雷达岩溶预报的规律,一共揭露岩溶灾害不下数百起,有效的指导了岩溶隧道施工。文章以加底峒隧道为例,具体阐述了SIR-20型地质雷达系统的基本工作原理及其在岩溶隧道超前地质预报中的测试方法,并针对岩溶预报雷达图像进行了具体的解译。     

隧道岩溶区灾害处治措施探讨

本文论述了岩溶对隧道的危害和超前地质预报的方法,深入探讨了隧道岩溶处治的措施,并对有关施工注意事项进行了说明。在隧道岩溶区施工时,通过综合运用超前地质预报方法,准确预测围岩的实际情况和溶洞的具体性状,制定有针对性的灾害处治措施,保证施工正常进行。     

基于BP神经网络方法的岩溶隧道突涌水风险预测

为了准确预测岩溶隧道突涌水风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,在参考相关文献的基础上,统计研究及综合分析岩溶隧道水文地质条件,选取不良地质、地层岩性、地下水位、地形地貌、岩层倾角和围岩裂隙6个主要因素作为岩溶隧道突涌水风险评价指标。在不同水文地质条件下,影响因素的权重有较大差异,为避开影响因素权重分析,运用BP神经网络方法对岩溶隧道突涌水风险进行评估。在对突涌水风险评估基础上,结合超前地质预报,优化隧道施工开挖支护方案。在工程应用中,运用BP神经网络方法,对某隧道进行突涌水风险评估,结果与实际施工情况较一致,并结合超前预报提出合理的支护方案,避免了隧道突涌水事故的发生,以期为岩溶隧道突涌水风险预测提供借鉴。     

贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术

以贵广高铁上寨隧道岩溶工程地质特征及隧道结构加强措施为例,对采用大管棚支护穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段等软弱破碎围岩施工方法和旋喷桩对岩溶发育地段隧道底部进行加固处理的施工技术进行介绍。由于岩溶地质条件的复杂性,施工过程中进行超前地质预报并根据围岩地质条件进行动态设计,可有效降低施工安全风险及隧道结构安全风险;大管棚结合小导管注浆超前支护是穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段的有效手段;且隧道底部较大较深溶洞采用旋喷柱加固效果良好。     

隧道施工超前地质预报信息融合技术GPT现场试验研究

采用隧道施工超前地质预报地震散射场、围岩电磁场、介质温度场探测及正反演方法及其信息融合技术,针对岩溶地区隧道地质特点研究建立了基于信息融合的隧道施工超前地质预报技术GPT及其工作流程,通过数值模型试验、现场试验和实际隧道施工开挖对比方法,论证本文提出的岩溶隧道超前地质预报技术方法的准确性和可靠性。     

喀斯特地质条件下公路隧道施工技术及管理分析

近年来经济的不断发展,促进了公路隧道工程建设工作的日趋深化,进而对施工技术的要求也越来越高,隧道施工特别是在喀斯特地区复杂岩溶地质条件下的施工面临着许多的灾害问题,为了最大程度上降低灾害事故发生的可能性,岩溶区域隧道施工技术及管理的研究对于隧道施工具有重要的实际意义。文章以何家寨隧道为实际工程背景,简述了何家寨隧道施工过程中的所采用的3种超前地质预报方法,并阐述了隧道监控量测管理与分析策略,对类似地质环境下的隧道施工具有一定的参考价值。     

超前水平钻探在岩溶隧道地质预报中的应用研究

如何精准确定岩溶区隧道施工掌子面前方是否存在岩溶破碎带、溶腔、赋存水状态,并据此判断是否可能造成瞬间突水、涌泥及冒顶塌方的灾害,成为岩溶地区山岭隧道施工中亟待解决的关键问题。传统地质预报方法因预报距离短、受主观影响大使得预报准确率偏低。该文以在建岩溶区某隧道突泥涌泥事故为工程依托,采用超前水平钻探技术对里程桩号ZK451+810～ZK873段范围内的围岩地质情况进行预报,详细阐述超前水平钻探地质预报的实施流程,并根据预报结果提出相应的处治措施,保障处治施工时的安全,同时避免了更大规模的突水突泥事故。     

高陡倾岩溶裂隙构造中隧道突水突泥机理及防控方法研究

依托重庆石柱至黔江高速公路七曜山隧道工程，结合施工过程中的突水突泥灾害统计，阐述高陡倾岩溶裂隙构造中隧道突水突泥的发生机理及有效防控措施，对其致灾构造形态、突泥物源、灾变机制、防控措施等内容进行研究。研究结果表明:高陡倾充填型岩溶裂隙是一种致灾性极强的突水突泥致灾构造；七曜山隧道突水突泥的主因是动态河水流入落水洞，通过水体运移网络流向掌子面并形成高水压；通过对七曜山隧道裂隙封堵、排水泄压、泄水洞等措施来处治涌水突泥灾害，新建泄水洞有效保证了隧道安全。     

岩溶隧道超前地质预报几种主要物探方法的选择与实践

超前地质预报的物探方法有多种，由于岩溶发育空间分布的复杂性和岩溶含水介质充填物的多样性，单一的超前地质预报方法都具有局限性，如何针对岩溶的地球物理特征，选择适用的地质预报物探方法，以提高预报成果的准确度非常必要。通过对TSP法、地质雷达法、瞬变电磁法等超前地质预报主要物探方法工作原理、有效探测距离和地球物理特征等进行分析，论述岩溶隧道超前地质预报方法的理论依据和方法选择。以九景衢铁路何家隧道为例，详细论述施工过程中采用的几种主要超前地质预报方法以及组合方法，通过对比分析，验证和总结几种主要物探方法预报成果的适用性和准确度。实践成果表明： 1）单一的超前地质预报方法都具有局限性，难以应对岩溶隧道的复杂地质条件和施工高风险，需采取“三结合”措施，选取不同的超前预报方法作为组合方法，相互验证。2）TSP法未能对是岩溶还是断层破碎带进行区分，必须结合其他方法，进行对比验证才能区分； TSP法+地质雷达法长短结合探测方法，是一般简单岩溶隧道通用的组合。3）瞬变电磁法在岩溶隧道探测中效果明显，判译解释准确度高，适合大型岩溶强发育地段； 超前水平钻+瞬变电磁法+地质雷达法+水文监测地质预报组合，是复杂岩溶隧道超前地质预报可采用的有效组合。叠加超前水平钻与瞬变电磁剖面图进行分析，能详细分析出岩溶的空间分布和形态特征。     

穿越岩溶不良地段隧道施工工法探讨

文章综合超前地质预报及超前探测,探明岩溶不良地段的范围、岩性的必要性,重点介绍隧道穿越岩溶不良地质段的施工工法及原则,对隧道通过岩溶段的施工方案及措施进行探讨。     

深埋隧洞TBM超前地质预报及预处理关键技术研究

为有效解决复杂不良地质条件造成的施工风险，系统开展TBM施工超前地质预报工作，综合采用TRT7000、TSP203、超前地质钻孔、微震监测等技术手段，结合地勘、地面物探及已揭露围岩特征，实现对不良地质的准确有效判识；针对隧洞沿线实际地质条件，对TBM设备进行优化设计，提高TBM设备应对断层破碎带、突涌水、挤压大变形及岩爆等灾害的能力；在此基础上，提出TBM施工灾害超前预处理技术方案，以减少卡机现象，避免埋机等事故风险。     

超前地质预报在长凼子隧道中的运用

结合奉恩路长凼子岩溶隧道地质预报成果,介绍超前地质预报在隧道施工中的探测方法、探测效果等。     

复杂隧道施工的地质技术工作

隧道穿越断层破碎带、岩溶和暗河等不良地质构造,存在突水、突泥等地质自然灾害,施工过程中采用超前地质预报物探技术、监控测试技术、超前水平钻探技术等,查清隧道隐伏的重大地质问题,根据掌握的地质资料,及时改进施工方法,以保证隧道施工安全。     

探地雷达在岩溶区隧道超前地质预报中的应用研究

超前地质预报技术在岩溶区隧道施工中具有非常重要的作用,在探讨电磁理论和岩溶形成机理的基础上,开展了岩溶区隧道内超前地质预报工作,分析了不同岩溶区不良地质的波形特征以及不同干扰源的典型波形,并提供了有效的解决方法,同时准确进行了岩溶区隧道超前地质预报,研究可为类似工程数据的准确解译积累经验并提供参考。     

岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨

在隧道施工中我们会经常遇到岩溶的地质现象,因为岩溶地区的特殊地质构造,容易引起涌水突泥、衬砌灾害、塌方灾害以及二衬破坏等病害现象,不但对工作以及行车人员产生威胁,还会破坏周围原有的地质环境。因此必须重视岩溶隧道的施工质量和岩溶地区的人文地质环境,岩溶隧道产生病害的原因以及处置方法得到人们的广泛关注。本文探讨了隧道岩溶病害治理的方法和施工技术,为岩溶地区营运隧道常见病害处置方法处理提供参考。     

乌池坝长大隧道综合地质预报技术

为了保证岩溶隧道施工安全,对岩溶隧道进行准确及时的超前预报,是当前岩溶地区隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。本文结合乌池坝隧道施工对综合超前地质预报的方法、原则、预报方案、流程进行了阐述,对今后工程施工提供一定借鉴。     

长大隧道施工过程中突水突泥灾害预测预报技术研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,由于深层岩溶发育的复杂性,造成施工过程中突水突泥灾害频繁发生,对工程造成很大影响,所以进行施工地质预测预报是必要的,这项工作主要包括预测和预报两个阶段。预测主要是根据岩溶水文地质与工程地质的基础理论,对岩溶洞穴管道集中发育地段进行判定,确定突水突泥灾害的危险地段,预报工作是在危险地段应用地质探测方法对施工掌子面前方的岩溶洞穴管道分布状况进行探测,在这方面主要方法有水平钻探和物探手段,探地雷达作为近年来发展起来的一种物探方法,由于其探测过程的连续性和定向性,在中短距离的探测预报中具有突出的优势。文章探讨了岩溶形成条件综合判识、水平钻探与探地雷达相结合进行岩溶隧道突水突泥灾害超前预测预报的方法。