某岩溶隧道涌水预报技术探索

研究目的：提高隧道涌水预报的可靠性和预报工作效率，减少盲目性，为现场施工地质超前预报寻找一种较为适宜的地质调查与分析的方法。 研究方法：在勘察设计资料基础上，通过对隧道穿越区域地面及洞内工程地质及水文地质的实地调查，对岩溶发育的规律及隧道涌水进行相关性研究。 研究结果：通过研究，得知深大断裂对深部岩溶洞穴与暗河发育具有控制作用，划分出了隧道穿越区内重点涌水区段；对重点涌水区段，选择与探测目的相适应的中短距离电法物探手段进行详细探测，并预测涌水规模；运用洞内地质编录信息对预报方案及相关技术参数进行修正，实现了预报体系的逐渐优化。 研究结论：深大断裂对岩溶的发育控制作用显著，大型充水溶洞的总体发育方向与断裂走向相同；中短距离的高精度电法物探手段对水的敏感性强于弹性波法物探手段，适宜进行重点涌水区段的详细探测；岩溶区隧道涌水预报工作宜采用多手段协同预报的方法，以提高预报的可靠性及工作效率；预报的过程是一个不断优化的过程。     

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。     

双层注浆超前小导管支护技术的应力及受力模拟分析

管棚超前支护以其在山岭隧道中独特的优点必将得到更为广泛的运用。但就管棚法中的两种超前预支护技术而言，它们的力学行为特征、最适的围岩条件、设计及施工的合理性等方面还存在诸多的不确定性，有待作更为深入的研究。针对张（百湾）～双（峰寺）铁路2标段四道沟隧道的实际情况．主要研究了两种管棚超前支护方案的选定技术。     

长大单坡隧道涌水段综合治理施工技术

通过重庆地区万开高速公路铁锋山2号隧道的施工,提出了长大单坡下坡隧道高涌水地段综合治理施工方法,采用地质超前预报探明涌水段位置和涌水规模,对涌水量大的破碎带采用超前深孔预注浆和超前管棚预注浆止水,并在初期支护后采用周边径向注浆防水。结果表明,该综合治理施工技术能有效地控制进入隧道水量,保证施工安全顺利进行。     

深埋隧道施工组织及不良地质地段施工方法

结合某深埋隧道工程，分析了隧道工程的施工过程与方法；针对该隧道的不良地质情况，重点介绍了超前帷幕注浆的技术方案、注浆设计和注浆工艺。     

海底隧道涌水量的预测及其应用

海底隧道深埋于海水以下，处于高水压富水区，涌水是海底隧道的最大威胁。涌水量预测是海底隧道防排水设计和施工措施制定的依据。采用理论分析方法，推导了均质围岩中海底隧道注浆圈外表面、衬砌外水压力及涌水量的理论解析公式，并分析了涌水量与各量值之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究，采用等效连续介质模型用数值方法分析了隧道渗流场的分布，计算出海底隧道的每延米涌水量，并与理论解析解进行了对比分析。结果表明：海底隧道的涌水量不仅与围岩和注浆圈的渗透系数的比值关系密切，而且还与隧道的半径、远场水压力、注浆圈的半径有关；数值计算所得结果与理论解析公式计算得到的涌水量基本一致；为了确保海底隧道施工及运营的安全，应采取“以堵为主，限量排放”的治水方案。     

破碎带地层盾构隧道建造关键问题

断层破碎带是引起盾构隧道施工灾害的关键因素之一，其形态各异、岩性复杂以及高渗透性，都极易导致隧道涌水、塌方等施工灾害，给隧道安全高效掘进带来了巨大挑战。总结分析断层破碎带的形成机理，包括破碎带地层的形成原因、破碎带地层的岩体性质及其与盾构施工安全之间的内在联系。重点介绍了近年来盾构隧道穿越破碎带所面临的刀具磨损、开挖面稳定控制、同步注浆质量控制、衬砌外水土压力确定、破碎带地质预报和地层处理等方面问题。结果表明：断层破碎带岩体破碎，黏聚力低，渗透系数从10^-5～10^-3 cm/s不等，且含水率较高；对于高水压断层破碎带管片结构防水应采取防、排结合，以排为主、以防为辅；含断层破碎带盾构隧道工程建设应做好断层破碎带的综合超前地质预报，将传统的地质分析法、超前钻孔法等与新型探测技术、数字技术相结合。研究结果可为盾构隧道穿越断层破碎带提供借鉴与指导，对进一步提高中国隧道及地下工程建设水平有着积极意义。     

对隧道施工地质超前预报工作的反思与探讨

研究目的：寻找在隧道施工地质超前预报实践中存在的问题和预报重点,理清现阶段施工地质超前预报工作思路。研究方法：通过对隧道施工地质问题的回顾与地质预报工作现状调查,对主要的几种隧道施工超前地质预报手段及特点进行归纳,从手段和方法上对存在问题进行分析。研究结果：得出了隧道施工超前地质预报的工作重点是灾害性地质的预报,应结合地质理论对工程安全稳定性进行评价后作出,而不仅仅停留在对不良地质体的探测上;提出了地质超前预报纵、横向探测范围的建议值。研究结论：地质预报工作是信息化施工的延伸,预报应考虑施工过程在地质体上的作用,探测技术可尝试对开挖面前方地质体工程特性进行监测与控制等观点;提倡制定地质预报规程,统一作业水平,建立地质预报评价体系,进行多手段、多方法的协同预报思路。     

青云山特长隧道F_9断层带涌水治理方案研究

研究目的:地下工程特别是长大隧道断裂带塌方涌水地质灾害治理是工程施工过程中经常发生的难题,治理不慎将出现机毁人亡的事故,并产生次生地质灾害。全面分析塌方涌水原因,采取技术可行、经济合理、安全可靠的快速治理方案,是摆在各级工程建设者面前的重大课题。对地下工程塌方涌水灾害采取的治理工艺、原材料配比试验等关键技术参数的取舍仍然是值得继续深入研究的课题。研究结论:(1)本文对向莆铁路青云山特长隧道F9断层带的涌水灾害原因进行了分析研究,对断层带涌水、坍塌段落提出了采用分段前进式帷幕注浆治理方案;(2)对坍塌涌水治理所采用的工艺措施与穿越断层带的施工方法进行了论述;(3)该研究成果可为同类山岭隧道工程的施工提供借鉴和参考。     

聚氨酯复合注浆材料浆液扩散特性及应用研究

山岭隧道所处地层大多节理裂隙发育，水系丰富，由此引发的突涌水灾害普遍具有突发性高、危害性大和破坏性强等特点，直接威胁隧道施工安全。基于化学改性和无机-高分子杂化技术，以聚氨酯材料与普通硅酸盐水泥为基础，结合复合功能助剂，制备得到聚氨酯复合注浆材料。通过对该复合注浆材料的SEM观测，分析浆材固结体的防渗性能。通过水槽注浆模拟试验，研究注浆材料的浆液扩散和抗冲刷特性。利用Galerkin有限元法建立连续模型方程，数值模拟浆液的流动过程，分析注浆过程中的流场特征。通过现场工程应用，验证该复合注浆材料对山岭隧道突涌水的注浆封堵效果。研究结果表明，有机/无机杂化的空间互穿网络凝胶结构，提高了结石体的力学性能和防渗性能。浆液在动水环境下的富水砂砾地层留存率高，扩散程度好，注浆封堵效果明显。数值模拟结果与现场试验基本相符，对复合注浆材料浆液流场特征进行分析，有助于实现地下突涌水注浆治理全过程的优化控制。山岭隧道突涌水的现场应用表明，使用复合注浆材料对富水地层注浆后无渗水现象，后期经过长时间观测，封堵效果和耐久性优异。