盘岭隧道突水和突泥事故地质成因分析及处治措施

长大山岭隧道施工过程中不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在断层带地下水发育、导水性较好、补给充分的情况下,极易发生突泥涌水等地质灾害,严重影响施工安全。针对三黎高速公路盘岭隧道工程发生的突水、突泥类破坏模式进行分析,探索未胶结的富水压性断层突水、突泥的特征、模式及地质成因。并对该隧道提出了反向施工、全断面帷幕注浆的施工顺序及方法,有效地控制了隧道施工造成的地下水流失,达到了预期处治效果,保证了施工安全。     

南大梁高速公路华蓥山隧道地质特征分析

位于川东平行岭谷区的南大梁高速公路华蓥山隧道是一座典型的山岭特长岩溶隧道，地形地质条件复杂，隧道建设面临煤层瓦斯、采空区、有害气体、断裂破碎带、石膏及岩溶角砾岩、岩溶与岩溶涌突水等特殊地质问题。在对华蓥山隧道地质条件进行论述的基础上，重点针对煤层瓦斯和岩溶涌突水问题进行对比分析，总结隧道勘察和施工地质问题。     

新型速凝材料注浆加固富水破碎带机制分析

富水断层破碎带是治理难度较大的不良地质体,针对南京地铁建设中基坑大面积涌水、支护结构沉降变形及常规注浆材料防渗加固效果有限的问题,基于水文地质和高密度电法,分析基坑涌水的渗流状态;通过室内试验测定新型速凝浆液的初终凝时间、结石体强度及结石率,得出该材料具有较好的可注性和可行性;采用COMSOL数值软件,联合仿真模拟了富水破碎带注浆加固过程,对比分析注浆前后基坑渗流规律,并基于此开展了现场注浆试验;利用地质雷达和压水试验对注浆效果进行验证,结果显示该新型速凝材料对富水破碎带加固效果良好,COMSOL联合仿真对注浆设计有科学的指导性。     

回弄山隧道灾害性涌水突泥的原因分析与对策研究

以回弄山隧道施工过程中所遭遇的灾害性涌水突泥为例,分析研究了其形成原因和施工对策,得出了如下主要结论与建议:隧道施工中应综合多种地质手段以提高超前地质预报的准确性;涌水突泥有三种应对方案,即使对于同一隧道,也应根据地层条件、水量和水压、补给条件等因素合理选用;富水断层带及其影响带的施工应适当扩挖,并加强径向排水,或采用超前小导坑工法,二次衬砌宜紧跟。     

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。     

岩溶隧道断续节理掌子面突水判据及灾变过程

为了给岩溶区隧道掌子面突水灾害的预警与防治提供理论支持,针对岩溶隧道掌子面断续节理防突岩体,从断裂力学角度分析了地应力和岩溶水压力等自然营造力作用下断续裂纹的压剪起裂属性以及分支裂纹尖端应力强度因子随水压和支裂纹扩展长度的变化规律,推导了断续节理岩体发生轴向张拉贯通破坏突水的临界水压力。运用两带理论和推导的临界水压力公式,建立了基于最小安全厚度的岩溶隧道掌子面断续节理防突层失稳突水判据,并分析了掌子面前伏岩溶水压力、断续主裂纹长度、断续裂纹排距及裂纹与最大主应力夹角等对防突层最小安全厚度的影响规律。采用可考虑流固耦合效应和岩体结构特征的三维离散元数值分析方法,研究了岩溶隧道近接前方高压富水溶腔顺序开挖中掌子面防突层岩体位移场、渗流场等演化规律及其临突特征。数值模拟结果表明：随着岩溶掌子面的不断推进,掌子面防突层岩体挤出位移逐渐由单一卸荷引起向卸荷和前伏岩溶水压共同影响过渡;掌子面各测点位移及位移增加幅度均持续增大;掌子面挤出位移和掌子面水流速度在突水通道即将形成时出现激增和突升现象,具有明显的突水前兆特征。     

某海底隧道风化槽突水机制细观模拟及工程应用

根据某海底隧道F1风化槽结构地质特点及其与隧道的位置关系,概化隧道突水地质模式,通过颗粒流数值仿真对隔水岩层突水通道的形成过程、突水的影响因素进行了分析。结果表明,保证临界隔水岩体的完整性和稳定性是防止突水的关键;海底隧道穿越风化槽突水通道的初步预测与定位,是海底隧道穿越风化槽注浆加固设计的基础。基于以上分析,采用复合注浆方法对F1风化槽进行了堵水和加固,取得了较好的工程效果。     

高压富水公路隧道带水作业施工

以大丰华高速公路鸿图特长隧道为例,通过总结隧道穿越莲花山断裂带、棋盘网格状构造的宽张裂隙高压富水凝灰岩、安山玢岩地层条件下带水作业综合施工技术,解决了带水作业中突泥涌水、高压水伤人等安全隐患.针对掌子面涌水量超1500m3/h、水压超2MPa的工况,通过采取隧道突涌水预警、超前泄水降压、人工-多臂凿岩台车联合开挖等措施...     

红外探水在高水位下断裂破碎带隧道施工中的应用

在隧道施工中,断裂破碎带富水段常出现涌水、突水突泥等地质灾害问题,在施工过程中进行超前预报探水可以在一定程度上减少人员伤亡以及财产损失。以揭(阳)惠(来)高速公路小北山一号隧道高水位断裂破碎带施工为工程背景,阐述红外探水技术的基本原理、实施方案、操作方法,以及HS-S310红外探水仪在工程中的应用实践。实践表明:超前红外探水技术针对于断裂破碎带隧道掌子面前方隐伏含水构造体的预报具有一定的准确性以及可参考性。     

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。     

富水隧道突水处置及结构受力特性研究

依托武靖高速洞头山隧道工程,对工程中富水岩溶带引发的突水涌砂问题进行分析,提出采用洞内管棚结合径向注浆处置方案;通过流固耦合数值分析,对富水条件下衬砌结构受力特性和安全性进行研究。结果表明采用该方案能保证该地质条件下施工顺利进行,并可保证在运营时衬砌结构较高安全性,研究可为类似工程提供参考。     

西南地区某铁路隧道涌突水地质分析与施工措施

隧道涌水是铁路施工过程中一种十分常见的地质灾害问题,它对隧道施工进度及隧道施工安全具有直接的影响。针对西南地区某铁路隧道施工期间发生的涌突水事故,结合隧道工程地质及水文地质特征,分析了此次涌突水事故的机理,对隧道继续掘进的涌突水风险进行了预测,同时对后续的施工提出了相应措施,确保隧道的安全掘进。     

隧道涌突水危险度的模糊综合评价方法

应用模糊数学理论,把模糊综合评价方法具体应用到隧道涌突水综合评价研究中,结合工区的实际情况将涌突水因素根据需要分成若干个指标实现对涌突水等级综合评判,评价结果与实际开挖吻合.     

梁山隧道深埋富水陡倾软弱带突水涌泥机制分析及旋喷技术

梁山隧道是厦深铁路福建段的控制工程之一,施工中遇到深埋富水陡倾软弱带,多次导致突水涌泥及洞顶塌陷情况。通过研究突水涌泥及洞顶塌陷的灾害特征,分析得到突水涌泥机制,即:在这种多因素复杂地质条件下,隧道开挖导致形成极高的渗透压力差,并产生新的地下临空通道,在地下水渗透压力作用和自身重力作用下,全风化物质涌入隧道,形成突水涌泥;而软弱构造带塌陷的主要原因为地下水位的急剧下降。通过调研、理论分析及试验等方法,确定采用长距离水平旋喷桩通过软弱带,并提出其布置形式、施工工艺及检验标准。工程实践证明,采用长距离水平旋喷桩作为预加固手段是可行且有效的。     

封一/四

自21世纪以来，中国国民经济飞速发展，地上空间资源的利用日趋饱和，城市面临着“摊大饼”式快速扩张问题。随着地下隧道、地下车站、地下综合体等重点地下工程项目的建设，地下工程呈现出微变形、小间距、大断面、大埋深、高精度、长距离和超大规模等特点，面临着“水、软、变形难以预测”三大技术难题，严重影响了地下空间的发展，给我国地下工程施工技术与施工装备带来了严峻挑战。为此，总结分析了近年来地下空间尤其是城市地下空间近接施工技术、施工装备和数智化技术等方面的技术进展与创新，详细分析了软土富水地层位移和变形控制技术，提出富水地层冻结技术和跨地铁运营隧道综合辅助施工控制技术；介绍了集合人工智能、物联网等新一代前沿技术和隧道装备核心共性技术，以及具有绿色化、智能化且具有自主知识产权的典型超级地下工程装备。从设计、施工、监测、运维4个方面介绍了现代地下空间数智化技术的特点以及应用情况。强调通过地下空间信息的共建共享，构建可视化的地下空间信息平台，是实现“透明地下空间”的基础；对复杂地质条件灾害的预警与控制，是地下工程安全建设的有力保障；基于物联网、大数据等现代信息技术的控制管理系统，是支撑智慧城市基础设施安全的关键；并指出未来地下工程需加强数智化技术应用，实现整个建设过程的精细化、数字化、智能化以及信息化。     

莲花山1号特长隧道ZK190+640-ZK190+625段破碎带突泥处理施工技术

隧道通过高压富水断层破碎带时极易发生突水、突泥等地质灾害。莲花山1号隧道同时穿越F13和F14两个断裂带,在隧道左洞开挖至ZK190+637处发生了两次突水、突泥地质灾害。为快速恢复正常施工,通过采用直径76mm自进式钢花管超前支护工艺,并结合正洞上台阶注浆加固,克服了在断层破碎带水压高、水量大、传统超前注浆小导管支护难以成孔的困难,顺利对该段进行了注浆堵水和加固处理。实践证明,所采取方法有效合理,不仅保证了施工安全和质量,而且施工过程简单便捷,操作性强、作业空间小、费用少、加固效果好,实现了在高压富水断层泥带的安全快速施工,对类似工程具有一定的参考价值。     

隧道涌突水的原因和预测预报方法

复杂地质条件下的隧道涌突水是常见的施工灾害之一,严重威胁着现场施工安全及进度。为了能更准确地预测预防涌突水的发生,减少危害,从常规地质方法角度进行研究,从地下水补给、流通、存储和水压等几方面进行系统分析,解析涌突水的原因以及可能性;对几个隧道涌突水事件发生的原因进行探索,并结合理论分析和实践经验,提出一些勘察、预报时容易忽视的地方,以引起注意。     

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。     

毗邻水库隧道断层破碎带限制性防排水注浆技术研究

毗邻水库的隧道穿过断层破碎带时,有可能诱发隧道涌突水,这对隧道施工、水库正常蓄水及地质生态环境会产生不利影响.为此,基于毗邻水库隧道断层破碎带涌突水机理的研究,通过注浆圈理论提出F4-5断层破碎带围岩限制性防排水注浆圈参数,并结合工程实际情况,进行了超前帷幕注浆和防排水的设计与施工.研究与实践结果表明:选取注浆圈厚度为...     

地下水对山岭隧道影响及其防治

处于富水地带的隧道面临着隧道水害的威胁,隧道突水、涌水将严重影响隧道的施工和使用,引起巨大的经济与生态损失。由于隧道属于地下隐蔽结构,地质条件复杂,水害防治困难。本文采用理论与实践结合的方式,通过分析隧道水害产生原因,介绍隧道突水、涌水对隧道的影响,针对各原因提出相应的防治措施,并提出施工过程中的注意事项,严格把控施工质量,为隧道防治水提供有益借鉴。