隧道岩溶及特大涌水治理与施工技术

渝怀铁路第二长隧--武隆隧道地质复杂,施工中揭穿6处的岩溶暗河,发生三次大规模的涌水,涌水量最大达138万m3/d.从地质情况分析、暗河岩溶治理及排水措施、隧道施工方案等几个方面对隧道岩溶暗河以及特大涌水的整治措施进行了叙述、分析,为类似工程提供参考.     

漫滩电站引水洞突泥突水处理技术

漫滩电站引水洞隧道具有多种不良地质,施工中多次发生特大涌水、突泥灾害,造成严重坍塌事故。通过对隧道突泥、突水灾害产生的原因及坍塌形态进行详细地分析研究,采取了一系列行之有效的处理措施,并对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段施工。     

上海某越江隧道的最大涌水量预测

上海某越江隧道工程将以盾构方式穿越黄浦江,为保证工程质量与安全,需进行最大涌水量的预测。详细介绍了隧道区域的工程地质条件和水文地质条件,进行了大量的水文地质试验,计算出隧道通过区域含水层的水文地质参数,并据此做出最大涌水量的预测:当隧道通过黄浦江中第2含水层时,最大涌水量可达70.51m3/d·m,对江中段的施工产生不利影响,需采取相应措施应对。     

张集铁路旧堡隧道断层破碎带初期支护大变形原因分析及治理措施

旧堡隧道穿越太古代变质岩系,构造发育、岩体破碎,地质条件极差。隧道于DK28+380~DK29+630段穿过断层及其影响带,施工过程中多次发生溜渣突泥突水塌方并引起初支大变形,严重影响施工安全及工程进度。结合该段地质条件,从围岩岩性特点、岩体结构特征、多期构造运动叠加及地下水共同作用等几个方面,探讨该隧道大变形的原因和机制,并阐述了后期施工中采取的加强结构支护、注浆加固、增设临挡护墙等处理对策,对类似工程地质条件地区隧道施工支护有一定的借鉴意义。     

五爪观隧道穿越暗河设计处理措施

研究目的:宜万铁路工程地质和水文地质极其复杂,岩溶、岩溶水、暗河极其发育,施工中容易出现突水突泥、坍塌等灾难性事故,严重威胁隧道施工安全,通过对五爪观暗河的处理,探索出一套经济合理、安全可行的措施,确保隧道施工及运营安全,为类似的工程问题积累经验。研究方法:通过工程类比及现场试验。研究结果:在暗河处理过程中,对处理暗河的横洞、底板的施做顺序、导流、注浆工艺、注浆材料及注浆参数、隧道的支护结构、防排水等提出可行的处理措施。研究结论:通过采取一系列的工程措施,五爪观隧道上台阶成功穿越暗河段,实践验证了处理措施是合理可行的。     

浅析隧道洞口不良地质段的施工技术

研究目的:简要介绍隧道洞口不良地质段的施工技术,隧道坍塌的预防和处理措施,总结隧道洞口不良地质段施工的一些体会。研究方法:通过对洞口不良地质段地质条件的分析,提出不同的施工方法并简要介绍其施工技术特点,同时对隧道坍塌的危害及原因进行简要分析,并提出相应的预防及处理措施。研究结果:在隧道洞口施工方案制定时,应充分考虑现场地质条件,施工前应根据现场实际情况对设计和施工方案进行调整,同时针对可能突发的情况做好必要的准备,并在施工中采取相应的措施。研究结论:山区隧道地质条件复杂,应根据不同的情况,采取合适有效的施工技术及施工方法,确保隧道施工安全及运营。     

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。     

南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术

研究目的:南广铁路白云隧道施工中遇到断层发生小型突泥,清淤时发生大规模突泥突水,造成人员伤亡,形成灾害。研究结论:(1)超前地质预报是防范突泥突水的有效手段,施工中必须严格实施,当施工中发生突泥时,必须进行清淤安全评估,贸然清淤将十分危险。(2)采用注浆法成功地处理了突泥突水溃口并完成断层破碎带的安全施工。(3)通过采取堆渣挡护、迂回施工、正洞处理等技术措施,完成该隧道断层破碎带的处理,可供类似工程参考。     

某隧道大型溶腔泄水处理措施

某隧道为宜万铁路重点控制工程之一，具有多种不良地质的特长铁路隧道，施工中发生了特大溃水自然灾害，造成严重事故。通过对隧道溃水产生原因及溶腔勘探情况分析研究，采取了一系列行之有效的处理措施，在平导左侧增设泄水洞，快速而有效地完成了泄水施工，达到了泄水减压的目的。介绍了隧道溶腔勘探情况和泄水施工处理措施。     

面店三号隧道坍方原因分析及处理

研究目的:找出面店三号隧道坍方的原因,为制定坍方处理方案寻求科学的决策依据,为类似工程施工提供借鉴。研究方法:对工程地质、设计情况、施工方案及过程、坍方后的综合物探结果进行深入的分析和研究,对拟定坍方处理方案的施工力学行为进行模拟计算分析和研究,对坍方处理的实施及优化情况进行论述。研究结果:分析认为工程地质复杂是发生隧道坍方的主要原因,机械地按行业规定要求施工而没有及时施作二次衬砌是发生隧道坍方的重要原因,论证了坍方处理方案是可靠的、其措施是充分的和有较大安全储备的,说明了坍方处理是成功的。研究结论:防止隧道坍塌要加强地质勘探及地质预报,要正确认识及有必要适时修改相关施工规定,应强化隧道施工防坍意识及果断、及时处理施工中出现的问题,重大技术方案应建立科学的决策机制。     

成兰铁路主要地质灾害与地质选线

研究目的:成兰铁路位于印度板块与欧亚板块相互碰撞缝合带附近,"5.12"汶川8.0级强震导致地质灾害频发,地形地质条件呈现出典型的"四极三高"特征。通过认真分析区域地质灾害发育分布特征,结合高烈度地震山区铁路综合选线技术研究,开展地质选线研究,对拟建的地形地质条件相似的川藏、滇藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。研究结论:成兰铁路地形地质条件极为复杂,活动断裂、高烈度地震、滑坡、崩塌、错落、岩堆、危岩落石、泥石流、采空区等构成控制线路方案的主要地质问题。地质选线定线原则为:线路应短距离、大角度以简单工程类型通过活动断裂,与活动断裂带傍行地段,应选择位于断层下盘(被动盘)并尽量远离断层;尽量绕避性质复杂、不易处理、集中分布的不良地质地段;应绕避大型采空区。选取了地质条件具有优势的西线方案、经雎水场方案、岷江左岸长隧方案。     

铁路与高速公路地质勘察对比

研究目的:目前高速公路与铁路蓬勃发展.两者均为线路工程,但由于所执行的行业规范不同,工程地质勘察中存在一些不同做法,实际工作时易引起地质人员混淆,造成失误.对两者勘察工作进行探讨有利于指导工程勘察与成果资料的交流使用.研究结论:(1)勘察阶段划分相近,高速公路工程地质勘察侧重于初勘、详勘,铁路勘察侧重于初测、定测、补定测三阶段勘察；(2)铁路隧道围岩分级采用定性描述与多指标定量评价相结合的方法,公路则是在定性评价基础上的多参数定量评价法,两者方法对隧道围岩分级差异不大；(3)在不良地质与特殊岩土如砂土液化与膨胀土判别中存在差异；(4)岩土分类中圆砾(角砾)与卵石(碎石)分界粒径、黏性土塑性状态划分与软土分类三方面存在不同；(5)对水与土腐蚀性评价存在一些显著差别.     

蒙河铁路主要地质灾害与地质选线

研究目的:铁路经过区域地质灾害突出,采用遥感判释、现场调绘、综合勘探、活动断裂鉴定等方法,对区域地质灾害分布特征及成因进行分析,并提出地质选线原则,推荐地质条件相对较好的方案,从而达到技术上可行、经济上合理的目的.研究结果:蒙河铁路沿线地质灾害分布具有明显的区域性特征,以龙骨塘-吉米-南汗大断裂为东西区域分界线,其形成主要受控于地形条件、气候条件、区域地质构造及新构造运动、地层岩性及特征,以及人类工程活动等因素.通过对地质灾害的调查分析,选取具有优势地质条件的中线方案通过,减小了工程处理难度和后续隐患,增加了线路方案的可行性和可靠性.     

超前地质预报中地质钻机的应用与优化

超前钻孔是超前地质预报技术的一项重要内容,是探测岩溶、断层破碎带、软弱围岩、突水突泥等地质灾害的重要手段,其投入小、操作简单、预报效果直观,已经广泛应用于岩溶隧道施工中.地质钻机是超前钻孔采用的主要工具,决定了预报效果、钻孔速度以及经济效益.以宜万铁路白云山隧道的超前地质预报为例,介绍地质钻机的选型、改进及工艺优化,以充分发挥地质钻机的作用.     

隧道超前地质预报中不良地质体的瞬变电磁响应特征

采用电磁场有限元方法,模拟计算隧道中瞬变电磁法预报不良地质体的视电阻率,研究视电阻率等值线图中断层、溶洞等不良地质体的瞬变电磁响应特征.研究结果表明:在不良地质体周围,视电阻率等值线相对密集,在不良地质体内部或者周围岩体,等值线相对稀疏;由此可根据等值线密集带和视电阻率相对大小,初步判断不良地质体的位置和大小.当掌子面前方存在富水溶洞时,溶洞部位视电阻率明显偏低且等值线密集;存在富水断层时,断层部位等值线密集且出现规则排列的塔形低阻区;存在干燥溶洞时,溶洞部位呈高阻区,且高阻区内部呈多个三角形组合分布;存在干燥断层时,断层部位出现近直线平行的视电阻率等值线密集高阻带.干燥溶洞和干燥断层的响应特征不易识别,需要结合地质资料进行更为细致的分析判断.部分响应特征已在实际工程中得到了应用和验证.     

川藏铁路主要地质灾害特征及地质选线探析

拟建川藏铁路横穿三山,跨越五水;沿线地形起伏大、构造活动强烈、地层岩性及气候复杂多变;大型崩滑体、高位危岩落石、泥石流、碎屑坡、水毁、雪崩、冰害及生长期高陡岩质边坡等山地灾害发育,其具有规模大、破坏力强、灾害发生频繁且难于治理等特点。在调查拟建川藏铁路沿线主要地质灾害及分析其特征的基础上,从地质角度研究其选线原则。研究认为:拟建川藏铁路高山峡谷地貌段选线首先应遵循线位服从桥位、桥位服从地质及线位服从车站、车站服从地质的两大总体选线原则;对于高山峡谷地貌段,铁路选线宜应先确定桥位,再以越岭的长隧方案或以傍山的长隧短打方案展线为宜,尽可能地绕避大型不良地质体;对于藏东南宽广的高山峡谷地貌段,铁路选线宜外移绕避大型滑坡、岩屑坡或展线于对岸避开泥石流,主要以路基或桥的方式、局部可辅以隧道绕避大型不良地质体通过为佳;而针对迫龙藏布峡谷段,铁路选线宜以傍山的长隧短打的方案通过为佳,尽可能减少线位露头以绕避地质灾害体。     

GMS三维地质模型在铁路地质勘察中的应用

地质体三维可视化是近年来铁路工程地质的发展方向。为了利用现有二维地质勘察成果直接快速地建立三维地质模型,以蒙西至华中地区运煤通道铁路裴庄隧道地质资料为基础,针对GMS数据特点开发地质资料自动转换程序,建立隧道周围63.54 km2范围内的三维地质模型。通过DEM和叠加遥感影像,真实再现裴庄隧道及周边地区的地形地貌和地层分布情况,为隧道方案比选提供了可视化手段,有助于提高地质工程师对场地复杂地质条件的认识和评价,同时对提高设计质量也具有一定的意义。     

太原地铁1号线工程地质条件及主要地质问题研究

结合太原地铁1号线地铁特有的地层岩性、地质构造、岩土特征、水文地质,分析与地铁隧道、车站建设相关的工程地质条件、水文地质条件特征。研究太原地铁1号线的主要工程地质问题,即交城活动断裂、地面沉降、地震液化、湿陷性土。在此基础上,对地铁车站基坑以及区间隧道开挖可能面临的工程地质问题进行分析和研究,得出结论:交城活动断裂带内不宜设置地下车站,地下站基坑开挖易产生流沙、基坑边坡失稳,地面沉降对工程影响不大。     

中尼跨境铁路工程地质环境特征及主要工程地质问题研究

中尼跨境铁路是首条穿越喜马拉雅山脉的铁路,位于印度板块与欧亚板块直接碰撞、拼合的作用带内,其地形、地质条件和自然环境极其复杂,是世界铁路建设史上难度及风险极大的铁路工程。通过分析总结工程地质环境特征,提出影响铁路建设的主要工程地质问题。研究表明:中尼跨境铁路工程地质环境特征呈典型的"六极四高"特征,存在极高地应力下的软岩大变形、硬岩岩爆问题,深大活动断裂的工程地质效应问题,高烈度地震问题,高地温热害问题,边坡稳定性问题,泥石流水毁问题及其他工程地质问题。建议采用"科学研究作先导,先进勘察技术为手段,常规调查与勘探是基础"的勘察设计理念,针对性开展中尼跨境铁路主要工程地质问题分布规律、对铁路工程影响、综合选线技术、工程措施等关键技术研究。     

西宁至成都铁路同仁至甘加越岭段工程地质问题及地质选线

为了科学地指导西宁至成都铁路同仁至甘加越岭段的地质选线工作,采用综合勘察方法,借鉴兰渝铁路的勘察及施工经验,并结合灰色关联法与变权理论,查明三叠系软岩大变形及上新近系砂岩水稳性为研究区的主要工程地质问题;根据岩性、岩体完整程度、层厚、强度应力比、地下水等因素,对三叠系软岩大变形进行风险分级;构建地质选线数学模型对多种线路方案进行定量评价,得出最优方案,为地质选线提供依据。