武汉地区沙漏型岩溶塌陷数值分析与模型试验研究

隧道穿越沙漏型岩溶地质时，岩溶处理范围直接影响工程安全和投资。为量化计算岩溶处理范围进行岩溶塌陷角的分析和研究，首先，采用模型试验模拟岩溶塌陷过程,验证饱和砂性土渗流液化塌陷机制，定量研究砂层漏失量和塌陷角大小，测算出塌陷角为35.8°； 然后，通过5种工况下的岩溶塌陷过程模拟分析隧道变形形态，结合隧道变形控制标准确定隧道与溶洞的最小安全距离，反算出塌陷角为33.9°； 最后，对比分析模型试验和数值计算得到的岩溶塌陷角大小，得出沙漏型岩溶塌陷角与砂土内摩擦角近似的结论，塌陷角取值可在内摩擦角的基础上加1~3°。将研究结果应用在武汉地铁6号线沙漏型岩溶治理中，取塌陷角为35°计算岩溶处理范围，按此方案实施后盾构顺利穿越岩溶区。     

羊角脑隧道施工时的岩溶灾害及处治

通过发生在羊角脑隧道施工过程中的地表塌陷及岩溶突水事故,通过微分电测、探地雷达探测与钻探等手段,详细研究了事故发生地段的工程地质情况,分析了该隧道岩溶的发育、赋存、出露以及规模等特征,提出地形地貌、岩溶溶蚀、上覆土压力以及地下水下降等是造成地表塌陷及岩溶突水发生的主要因素.并根据实际情况,建议结合超前地质预报,采用注浆处理、改进掘进措施并控制爆破作业工法等治理措施,对羊角脑隧道岩溶地质灾害进行了处治.     

高速公路岩溶路基塌陷地质勘察及处治研究

以贵州省某高速公路路基塌陷为研究对象,结合工程地质调绘、地质雷达法、高密度电法,以及工程地质钻探等多种勘察手段,对该路基塌陷的影响因素、路基病害机理进行分析及研究。结果表明,准确地查明岩溶的发育特征,应严格遵循合理有效的勘察原则,结合多种勘察方法进行综合分析及验证;岩溶路基施工及相关治理工程应重视路基区截、排水措施。     

长沙市某区域岩溶塌陷危险性评价

岩溶塌陷对人民和财产安全,造成严重危害。对长沙市某勘察区岩溶塌陷进行危险性评价,是保证塌陷治理使其稳定的重要前提。在调查的基础上,探讨了塌陷的形成机制和诱发因素,并选取岩溶发育特征、覆盖层的特征、水动力条件、地貌条件、自然因素和人为因素作为权重因子,对勘察区进行了定性经验指标预测法评价。其结果是岩溶塌陷处于中等-强烈发育阶段,且具高频率、高密度特点。针对评价结果提出了主要防治措施,以确保安全。     

藏东南某隧址区高原型岩溶发育特征及工程影响

在青藏高原特殊的地质构造背景下,区内岩溶发育具有其独特性。为探究高原型岩溶的发育特征,探索高原型岩溶的调查分析方法,为高原岩溶区隧道工程选线提供参考,以藏东南怒江峡谷区某隧道工程为依托,通过调查确认区内现存各级夷平面的地形、地貌、结构特征,参考其对应的古气候特点,分析该区高原型岩溶的阶段性发育特征;利用地表岩溶现象调查数据、航空电磁物理勘探及深孔钻探成果,进一步分析区内岩溶的垂直分带规律,验证基于夷平面演化分析高原型岩溶发育程度的可行性;统计隧址区出水点的分布高程,采用其流量、同位素测试结果,结合岩溶发育规律分析岩溶水的补径排特征,划分岩溶地下水的垂直分带;在此基础上,分析岩溶区隧道工程潜在风险,提出隧道选线及工程设置建议,以降低隧道工程施工中的岩溶塌陷与强烈突涌水风险。     

柳南铁路凤凰至来宾段地面塌陷机理及防治措施研究

柳南铁路凤凰至来宾段下行线K41+350处发生岩溶地面塌陷,引起铁路局的高度重视。研究小组从工程地质特征和水文地质特征两个方面对其地质机理进行研究,开展了工程地质及水文地质调查,从物探、钻探、原位测试及水文地质试验等手段研究着手,分析上覆硅质岩风化层厚度达20 m,下伏栖霞组灰岩岩溶强烈发育情况下,在地质构造复杂、地下岩溶水丰富环境中,遭受特别暴雨时,位于向斜轴部低洼处的路堤坡脚积水塘汇聚了大量地表水,地表水向向斜轴部张节理密集带渗透(渗灌)后形成高水压力的集中入渗点,在地下水潜蚀作用下,上部土体沿潜蚀通道流入地下溶洞及溶蚀裂隙内,在基岩接触面附近的软塑状土层内形成土洞,发生了地面塌陷的地质灾害。通过该地面塌陷机理分析,判定高速铁路路堤坡脚200 m范围内抽取地下水会引起岩溶地面塌陷,同时200 m范围内集中排放地下水也会引起岩溶地面塌陷。     

京广铁路路基覆盖型岩溶塌陷整治关键技术

以京广铁路乐昌段K1994+780~K1995+020段路基基底覆盖型岩溶塌陷引发路基沉降为例,分析覆盖型岩溶的形成原因及发育机理;采用“探灌结合”的方式进行岩溶塌陷治理,采取钻孔取芯法和钻孔降水头注水试验法验证注浆效果。研究结果表明:采用压力返浆充填的注浆方案充填了岩溶溶腔、溶蚀土洞及裂隙,降低了路基地层的渗透性,封闭了地下水潜蚀作用。     

广西某铅锌矿矿区周边岩溶地面塌陷成因机理分析

广西某铅锌矿矿区经过40多年的开采,昔日矿山良好的生态环境遭到严重破坏,矿区岩溶地表塌陷严重.从岩溶发育的地质环境、岩溶发育特征、塌陷概化模型、塌陷形成阶段等方面对该矿区岩溶塌陷的成因进行分析,表明该矿区因采矿大量抽排地下水,导致地表塌陷.     

小安隧道岩溶发育特征及地下水动力分析

川北地区碳酸盐岩广泛分布,由于地壳的阶段性隆升、断裂作用和强烈的流水侵蚀、溶蚀,使岩溶的发育表现出多期叠置性及空间分布的不均匀性。以西成客专小安隧道工程为例,在岩溶水文地质调查的基础上,结合勘察设计与现场施工情况,论述了隧道区岩溶地貌类型、发育规律及地下水动力特征。     

武汉地区岩溶发育特征及地铁工程中岩溶处理

以武汉地铁岩溶专项勘察资料和地铁工程中岩溶处理案例为依据,采用综合统计方法分析岩溶发育特征和规律,总结地铁车站、区间隧道穿越岩溶区时的处理方法。研究表明武汉地区岩溶为浅层岩溶,主要在岩面以下0~15 m范围发育,表现为溶洞、溶沟、溶槽,钻孔遇洞率约50%,线岩溶率约6%,溶洞埋置越深填充率越低。岩溶区主要分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3种地质结构类型并对应高、中、低3种岩溶塌陷风险区。根据岩溶地质结构类型分类总结武汉地铁建设中采取的注浆填充、岩层注浆帷幕、土层隔离、旋喷加固及围护结构入岩等处理措施。     

旋挖钻全护筒成孔工艺在岩溶发育区的应用

在改扩建项目施工过程中,如何保证原有建（构）筑物的安全一直是一个难题,特别是在岩溶发育强烈的地区。为此,在总结岩溶地区改扩建工程的地质条件和周边环境的基础上,结合广清高速公路改扩建工程,系统介绍了岩溶地区桩基施工的一种新工艺——旋挖钻全护筒跟进岩面钻进成孔工艺。该工艺在实践中有效地解决了坍塌和地面沉降过大等问题,保证了桩基施工过程中孔壁的稳定性,提高了成桩的质量。     

山间沟谷岩溶发育特征及工程结构措施选择研究

安六铁路DK62+955~DK63+305段位于山间岩溶沟谷地区,轨面至地面高差10 m,该段地下有发育暗河及“V”溶槽。采用物探、钻探、原位测试及室内试验等方法,从工程地质特征和水文地质特征两个方面开展了工程地质及水文地质调查,结果表明:山间岩溶沟谷地段具有沿断裂带上发育地下暗河,地面岩溶塌陷严重,溶槽内厚层软土沉降控制困难,岩溶注浆加固风险大等特征。通过地面塌陷机理分析,提出以桥梁工程跨越地面岩溶塌陷及地下暗河区,避开各种建设风险,确保铁路运营安全。     

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。     

上坪隧道重大风险事件安全评估与控制

随着我国公路隧道建设规模的快速增加,隧道工程安全风险评估变得日益重要。结合上坪隧道地勘资料、水文地质资料及设计资料,对塌方、岩爆等重大风险事件进行了分析、辨识和评估,并提出了控制措施建议,以降低风险。     

铜锣山隧道区岩溶特征及地下水文分析

南大梁高速公路铜锣山隧道处于岩溶地区,而一般山区岩溶工程地质条件较复杂,勘察难度大。通过加大对隧道岩溶区的调查研究,采用区域地质环境条件分析、岩溶特征分析、岩溶水文地质条件的综合分析法,全面阐述了隧址区的岩溶发育特征和地下水文分布规律。     

铁路隧道疑难工程地质问题分析——以30多座典型隧道工程为例

以30多座在施工中发生与地质因素有关的工程事件为例,归纳为15类疑难工程地质问题： 高压富水岩溶、软弱围岩大变形、太古界硬质变质岩大变形、侵入岩脉蚀变风化破碎岩体塌方和突泥、富水逆掩断层破碎带大规模突泥、层状地层大规模顺层塌方、中更新统老黄土崩塌、新第三系地层突泥涌砂、泥岩页岩可燃气体燃烧和爆炸、白云岩剪涨裂缝突砂涌砂、岩溶地面沉降、含石膏地层围岩变形、断层破碎带与软岩层面组合围岩变形、新第三系粉质黏土岩（土）垂直节理坍塌变形及石英砂岩断层破碎带突水涌砂。分析各类疑难工程地质问题发生的原因,总结其工程地质特征。针对高压富水岩溶的分类、断层破碎带突水涌砂和大变形问题、高压地下水的防治、高位选线、大变形及大变形分级标准、挤压大变形和卸荷大变形、隧道顺层偏压构造的危害、5种围岩变形失稳类型的特征对比、隧道围岩压力现场实测、岩溶地面塌陷、Q2老黄土和N2黏土层垂直节理渗水崩塌、N2弱胶结地层“流变”、石膏地层隧道衬砌开裂以及非煤系地层的可燃气等14类问题进行讨论,并从依法合规性、地质不确定性、专项地质工作、工程劣质岩、修订围岩分级和纳入规范等方面提出6条建议。     

地质雷达在南会隧道超前地质预报中的应用

在隧道施工中通常会遇到诸如围岩坍塌、岩溶涌水等地质灾害,施工前进行超前地质预报,能够最大程度地降低地质灾害对工程的影响。以太行山高速公路南会隧道工程为例,研究了施工中应用地质雷达超前预报技术,较为成功地预报出掌子面前方出现的富水、裂隙带等情况,确保了隧道的施工安全。     

汶川震中区桃关#2隧道施工地质分析及对策

桃关#2隧道为映汶高速公路控制性工程，地处汶川震中区，隧道地质条件复杂，隧道开挖过程中遭遇崩塌堆积体、断层、软弱破碎带、岩爆及地下水等多种地质问题，严重影响了隧道施工进度及施工安全。从宏观及微观地质构造方面探讨上述地质问题的成因，找出工程地质变化的规律性，通过恰当的施工期地质超前预报技术，及时发现了隧道存在的复杂工程地质问题，并提出科学合理的对策措施。