隧道穿越断层破碎带的安全施工技术

研究目的:隧道工程穿越断层破碎带是施工中经常遇到的问题,它的难点在于容易出现突水、突泥、溜渣等地质灾害。本文对隧道穿越断层时遇到突水突泥溜渣的安全施工技术进行探讨,为安全施工和保证质量与工期探求合理的解决办法。研究结论:本文以张集铁路旧堡隧道为例,对隧道穿越F3断层破碎带及富水区的安全施工技术进行研究,提出了"排水降压、有水必排、岩变我变、超前支护、确保安全"的原则,指出了解决高压水问题是防止灾害发生的关键,为安全施工提供了重要保证。     

雁门关隧道破碎带突泥处理施工技术

长大隧道施工中通常穿越断层破碎带,在裂隙水发育的断层破碎带发生突泥,将严重影响隧道施工。结合北同蒲取直线雁门关隧道破碎带突泥施工处理实际,介绍了封闭掌子面、临时套拱加固临近突泥段初期支护、施作50密排双层超前小导管及上弧初期支护、突泥段套拱施工、左右交错开挖下导并施作初期支护、施作仰拱及二衬等断层突泥处理方法,对同类隧道工程有借鉴意义。     

兰新二线大梁隧道突水突泥原因分析与治理

研究目的:兰新二线大梁隧道施工至向斜翼部灰岩与板岩接触带时,多次发生突水突泥灾害,最大涌水量10 000 m3/h,共涌出泥砂及块石约20 000 m3,淤积隧道长度236 m。通过对突水突泥灾害原因分析,采取有效的处理方案,取得良好的处理效果。研究结论:(1)深埋铁路隧道向斜翼部软、硬岩接触带,由于导水性良好,围岩软弱破碎,易发生突水突泥(石),因此,施工中应加强超前地质预测预报,防止灾害发生;(2)隧道突水突泥发生后,应对清淤风险进行必要的评估,清淤到合理位置时应及时施作封堵墙,防止次生灾害发生;(3)针对隧道突水突泥,采取"正面封堵、侧面迂回、高位截排"措施可以形成处理工作面,并开辟新的工作面,形成两端夹击处理局面,同时高位截水可以降低溃口的处理难度,经该工程实践证明,"两端夹击、注浆加固、管棚支护"措施是处理突水突泥的有效方法;(4)本研究成果可以在类似隧道突水突泥处理中推广应用。     

保康隧道穿越断层破碎带施工控制技术

隧道掘进穿越断层和节理裂隙破碎带施工过程中易发生塌方、涌水突泥等灾害事故。为保证隧道穿越多裂隙带的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要选择合适的施工方法。保康隧道在穿越断层破碎带选择了CRD法施工技术,并且通过优化爆破参数,减弱隧道爆破振动对断层破碎带的扰动,使其安全通过多条破碎带,其控制技术可供类似工程借鉴。     

山岭隧道高压富水断层处理方案探讨

长大山岭隧道不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在隧道施工过程中,尤其是在断层带地下水发育、导水性良好、补给充分的情况下,极其容易发生突水突泥等地质灾害,严重影响施工及运营安全。本文对龙南隧道F8高压富水断层破碎带工程情况进行了综合分析,简要论述了穿越该断层所采用的超前支护措施、加强型排水衬砌、地表降水等综合工程措施,可有效控制隧道施工突泥涌水,技术经济效益高,可达到预期效果,可为今后此类隧道的设计与施工提供参考。     

大相岭隧道挤压变形段涌泥涌水处理技术

雅泸高速公路大相岭隧道将通过8条断层破碎带和800 m大变形段,通过此地段时将可能发生较大规模涌突泥和涌突水。对大相岭隧道右线YK62+899大变形段涌泥、涌水地段施工处理技术作了详细介绍,对同类地质灾害处理将具有一定的借鉴意义。     

岩溶区大断面隧道突泥突水的防治

通过对岩溶区客运专线大瑶山隧道的分析,针对隧道施工中出现的突泥突水现象,总结出发生此现象所具备的四个条件,提出客专隧道施工中如何进行防治,同时也提出隧道岩溶区岩溶管道、溶洞、断层破碎带等特殊地段施工控制技术,对今后类似工程的施工具有指导意义。     

宜万铁路齐岳山隧道F11高压富水断层特征及工程对策

介绍宜万铁路齐岳山隧道F11高压富水断层的地质背景、岩体结构、地下水赋存状况等工程水文地质特征,结合施工中发生的泥石流和坍塌情况,阐述隧道穿越该断层时发生突水、突泥(石)的主要原因,详细论述隧道穿越F11高压富水断层带采取的"分水减压、注浆加固、加强支护、综合治理"处理原则和相应的综合工程处理对策,对类似工程具有十分重要的参考价值。     

山岭隧道高压富水断层破碎带注浆施工技术

研究目的:山岭隧道断层破碎带地层岩性复杂,围岩破碎,在地下水补给源充分的条件下,极易发生高压突水等地质灾害,严重影响施工安全和进度。为了有效地预测和治理隧道断层破碎带涌水,防止发生隧道突发涌水等地质灾害,需要对断层破碎的地质特征以及处理措施进行深入研究。研究结论:隧道注浆堵水的方式一般要结合现场开挖揭示围岩情况和前方地层超前预报结果合理选择。隧道高压富水断层破碎带应采取超前预注浆堵水措施,以达到降低围岩的渗透系数,减少地下水流失的目的。注浆结束后应采取施作检查孔等方法对注浆效果进行检查和评定。     

胶州湾隧道穿越海底断层破碎带施工方案探讨

研究目的:胶州湾隧道需穿越海底断层破碎带,因工程地质勘察手段的局限性,决定了勘测阶段的地质资料不足.海底隧道施工又具备无限的水源,涌水的通道(断层裂隙),水压和施工扰动4大突水条件,施工中稍有不慎很可能导致沉陷坍塌、涌突水事故发生,产生灾难性后果,因此,制定切实可行的施工方案是关键.研究结论: (1) 采用超前地质预报摸清断层破碎带的位置、性质、规模及其海水连通性,为隧道施工提供预报信息.(2) 采用帷幕注浆加固是海底隧道施工的灵魂性技术,是工程成败的关键.(3) 设置防水闸门作为最后对水的防线,是海底隧道施工最重要的安全设施.(4)制定施工紧急预案,遇到问题即可迅速采取相应对策,以使海底隧道的施工做到万无一失.     

浙江苍岭隧道左线凝灰岩突水现象工程地质特征研究

研究目的：对发生在浙江苍岭隧道施工中发生在凝灰岩中的突水事故的成因、特点和主要控制因素进行研究，以便更好地对其进行预测和防治。研究方法：根据发生突水事故的浙江苍岭隧道的现场地质观测资料，具体分析其形成的规模、位置、诱发因素以及地质条件，从地质工程的角度，对突水发生地段隧道的岩石组成、地质构造、现代构造应力场以及地下水等工程地质特征进行探讨，进而发现其规律和防治预测的特点。研究结果：苍岭隧道施工中发生的突水事故受到地质构造和地下水活动特点的强烈控制，虽然凝灰岩本身不溶于水，但在现代构造应力场的作用下形成的特殊的构造，为地下水的运移和赋存提供了通道和场所，是造成突水的主要原因。并在此基础上，借助TSP-203^＋地质超前预报预报系统，建立了苍岭隧道突水灾害的超前预报识别标志，提出了“先疏导排水、后注浆封闭”的突水防治措施。研究结论：对于隧道出现的土水灾害，首先要进行其工程地质的研究，在此基础上再进行准确的预测和合理的防治是有效防治隧道灾害的正确方法和步骤。     

龙厦铁路象山隧道岩溶区段施工技术研究

研究目的:龙厦铁路象山隧道DK 24+083～DK 24+232和YDK 24+098～YDK 24+304段为半封闭岩溶洼地,周边为花岗岩、砂岩全风化地层。溶洞、溶槽、管道相互连通,形成一个巨大的储水构造。隧道采取全断面帷幕注浆后,开挖时发生大规模突水突泥,造成淹井灾害,地表坍陷。通过地表施作洞内"透水不透泥"堵水塞,完成进口端反坡安全抽水。随后对岩溶区段采取信息化综合注浆技术,采取"两端夹击、泄水降压、注浆加固、管棚支护"完成溃口处理。研究结论:(1)通过地表深孔投料注浆,可以实现"透水不透泥"堵水塞结构的施作;(2)信息化综合注浆技术在满足质量的基础上,比全断面帷幕注浆施工速度提高1倍以上;(3)采取"两端夹击、泄水降压、注浆加固、管棚支护"的施工原则,成功地处理了突水突泥溃口。     

瓦窑坡隧道岩溶地质超前预报

研究目的:瓦窑坡隧道地质条件非常复杂,处于构造剥蚀中低山区,地表溶蚀强烈,存在岩溶、冲沟浅埋段和破碎带等不良地质现象。为预防隧道塌方、突泥、突水等事故,迫切需要提高超前地质预报在岩溶隧道预报中的精度。研究结论:(1)本研究以地质法为基础,TGP206地质超前预报系统为主要手段,预报了溶洞类型、位置及规模;(2)地震反射法适用于预报长距离范围内的不良地质体的构造轮廓;(3)地质震达主要适用于短距离内的地质预报。     

野三关隧道DK 124+602突水相关水文地质分析

研究目的:野三关隧道出口突发性大涌水,造成灾害。研究与分析施工资料、既有水文地质资料及现场观测资料,探究其原因,总结其规律,有效地确定其设计、施工整治方案,规避施工风险。研究结论:志留系碎屑岩组成的山地分水岭与栖霞组、茅口组灰岩组成的山地斜坡之间的地貌交界处和岩性界面处是汇水富集的地方;P1q+m富水地层中发育3#暗河,存在3个不同类型的充水层,它们都与3#暗河有不同程度的联系,隧道突水将暗河导入隧道;改道后的暗河继承、保留了原3#暗河的管道流特征、径流流量动态变化特征、降雨-流量关系特征等;暗河改道将对环境产生一定影响、大流量水流突出的泥石和随带的泥沙对施工和营运养护将造成困难。     

基于云模型的隧道突水突泥风险评估

突水突泥灾害是隧道施工最常见的事故类型之一,构建基于云模型的突水突泥风险评估模型,以指导隧道施工组织中的灾害预防工作。从水文条件、地质条件和气候条件三个方面展开研究,建立风险评估指标体系。针对评价指标模糊性与随机性的特点,应用逆向云发生器生成风险云特征数字,应用正向云发生器生成风险云与标准云对比图,表征突水突泥和各级评价指标的风险状态。以某隧道为工程背景进行计算,该隧道突水突泥综合风险等级为高,风险不可接受,需进行管理决策,规避转移风险;夏季雨水集中,极易引起大气降雨向地下运移,造成大规模的突水突泥灾害;评估结果与工程实际基本一致,可为灾害预防工作提供理论依据。     

齐岳山隧道F11断层注浆截水帷幕施工技术

研究目的:山岭隧道在穿越断层破碎带时,经常会遇到高压水,如处理不当,往往会引起突水突泥、坍方甚至泥石流的严重威胁,给施工安全造成极大的威胁,施工进度也无法保证,严重时,还会使周围生态环境发生恶化。因此在隧道穿越该区域时,必须采取一种有效措施来确保施工安全及周边生态环境免遭破坏。研究结论:齐岳山隧道在穿越F11断层高压富水带时,在该段钻孔过程中,单孔最大涌水量达到1 800 m3/h,水压高达3.2 MPa,给施工带来巨大风险。在施工过程中,按照"以堵为主,限量排放"的原则,采用硫铝酸盐水泥单液浆、普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆,通过合理匹配注浆参数,精心组织施工,对掌子面前方的高压富水地段进行了注浆封堵,形成一道截水帷幕,同时对前方破碎围岩进行了有效加固,为施工创造了条件,确保了隧道施工安全及周边生态环境不被破坏,对今后类似工程具有重要的指导意义。     

遂渝铁路荆竹岭隧道复杂地质段设计

研究目的：消除荆竹岭隧道发生岩溶突水引起施工灾害事故发生可能,避免过可溶岩段地下水大量漏失破坏水环境引起地表塌陷,解决隧道过巨大溶洞群、地下暗河、岩溶突泥段及石膏层膨胀腐蚀性对隧道结构强度、稳定、耐久性的影响问题。 研究方法：本着治水、环保、安全、运营救援相结合的理念,系统设置辅助坑道、特殊地质段加强超前地质预报、富水地段帷幕注浆堵水与岩溶暗河疏导排水相结合,并运用ANASYS程序数值仿真计算。 研究结果：完成隧道跨越“溶洞、暗河、突泥段”设计、石膏地层段支护结构设计、抗水压衬砌设计。 研究结论：本隧富水段、岩溶暗河段的防排水设计理念及复杂地质段设计措施,确保了隧道结构的施工、运营安全,可很好地指导今后类似复杂地质段工程设计。     

综合测井技术在太行山隧道勘察中的应用

研究目的:根据石太客运专线27.87 km长的太行山隧道洞身岩性以石灰岩、白云岩为主夹薄层角砾状泥灰岩、石膏岩及其次生的膏溶角砾岩,通过地区全部处于地下水的补给区,隧道区内断裂构造较发育,地下水较丰富的情况,在地质勘察阶段查明洞身岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。研究方法:布置23个地质钻探孔,选择声波波速、视电阻率、自然电位、井温、井斜五个测试参数,同时以井中全景式彩色电视检测为补充,开展综合测井工作,采用概率统计方法对测试参数进行统计分析。研究结果:不同的岩性具有不同的概率曲线特征,灰岩、断层角砾岩、膏溶角砾岩离散度大,岩石破碎可能性大,对施工影响大。而鲕状灰岩、花岗片麻岩离散度小,岩石发生破碎的几率小。井中电视观测是对地下水出水情况进行判断最直接的方式。研究结论:采用上述方法可以准确判断岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。     

地铁特殊地质黄土隧道施工技术

研究目的:通过对西安地铁黄土隧道施工采取的施工方法和措施及通过F3地裂缝穿越施工竖井出现涌水的处治,总结出一套合理、安全可行的施工处理方法,确保竖井和地铁隧道施工安全,为类似工程积累经验。研究结论:通过采用竖井外施做旋喷桩技术,使地下水和地裂缝涌水绕旋喷桩隔水帷幕外通过,同时采用竖井内注浆加固堵水、井内降水、分部开挖、向下外插花管注浆、竖井底混凝土封底,超前引排地下水及隧道内降水等措施,有效克服了黄土地区富水夹砂地层竖井和隧道施工涌水的难题。