长凼子隧道岩溶突水、突泥特征及控制因素分析

长凼子隧道横穿长江支流大溪河分水岭--齐耀山复式背斜,为非单一碳酸盐岩溶区.区内岩溶及岩溶水受自然地理、地形地貌、地文期、地层岩性、构造地质控制,岩溶发育,岩溶地下水丰富,给隧道施工带来很大危害.文章对长凼子隧道岩溶突水、突泥特征及控制因素进行了分析,其分析结果对类似岩溶隧道的勘察、设计、施工,以及综合超前地质预报具有重要的指导作用和参考价值.     

多尺度综合探测技术在岩溶隧道突水成因判定中的应用

隧道穿越岩溶富水区时易发生突水事故,给施工安全带来威胁,如何准确、快速地分析突水成因,是治理突水事故的前提和关键。文章结合渝广高速华蓥山隧道突水实例,基于时空多尺度的概念,提出了"多尺度综合探测"岩溶隧道突水成因的判定方法,以时间尺度上突水前后的水文长观数据为依据,进行空间尺度上从点(掌子面)到面(区域)的综合分析。通过该方法,准确查明了突水成因为掌子面前方3.0~7.6 m处层间裂隙导通+180~+420 m标高范围的中深层水平循环岩溶水,且水源补给条件一般,此结论为后期采取开挖后径向注浆的治理措施提供了依据。     

基于地表沉降的岩溶发育区分析

受岩溶地质复杂性的影响,岩溶隧道施工中常常发生突水灾害,从而往往诱发地表沉降。基于此,文章提出了一种根据岩溶隧道突水诱发的地表沉降分析岩溶发育区的方法,其主要包括:以地表沉降图为基础分析地表沉降特点,在此基础上分析岩溶发育区的地质构造,并结合沉降区附近的地质资料分析岩溶发育区边界;根据沉降中心与河流的关系,分析隧道突水与河流的补给关系。文章依据龙厦铁路象山隧道YDK24+098岩溶突水诱发的地表沉降资料,通过对该隧道岩溶发育区的地质构造、隧道纵向岩溶边界、隧道突水与河流的补给关系的分析,验证了上述分析方法的可行性。     

关于岩溶水对隧道安全危害的探讨

文章以白龙山隧道地下岩溶水对隧道两侧边墙中间造成开裂、变形、凸出的典型实例,介绍了石灰岩地区岩溶水对隧道安全造成的危害,详细分析了它的形成原因及处理过程,探讨了怎么预防岩溶水对隧道安全的危害.     

兰渝线新龙凤隧道涌水分析

文章结合兰渝线新龙凤隧道发生的岩溶涌水突泥地质灾害问题,在对隧道地质环境及岩溶发育特征分析研究的基础上,从隧道所处地段的岩溶发育强度、岩溶水动力垂直及横向分带,以及大气降雨条件等方面分析了隧道涌水的原因,认为新龙风隧道发生的涌水是揭露中小型岩溶管道所致,涌水的主要控制因素为大气降雨.     

圆梁山隧道向斜地段岩溶水循环特征及隧道施工对策

在对圆梁山隧道上方毛坝向斜地区的岩溶地质进行充分调查的基础上,结合地质勘探资料,对隧道在通过向斜核部时有可能遇到岩溶水的里程进行了初步预测.通过向斜核部地表、隧道内涌水点的水质分析,对隧道上方向斜地面地下水的径流模式进行了初步探讨,明确了在向斜核部、隧道上方的地层中存在着一条地下暗河或岩溶系统.该地下暗河或岩溶水系统通过向斜地层层间接触带连通隧道,并对隧道施工有一定程度的影响.最后有针对性地提出了隧道通过向斜核部里程时的施工对策.     

岩溶地区隧道设计的几点思考及建议

岩溶地区隧道修建中出现的问题较多,尤其是岩溶水对施工安全、结构安全、运营安全的危害,并严重影响建设工期和工程投资。为此从岩溶发育的类型、岩溶对隧道工程的影响和危害等方面,通过近年在株六、渝怀、宜万等铁路项目的工程实例,对岩溶地区隧道工程设计理念、设计技术等进行了系统分析,提出了岩溶地区隧道工程的选线应尽量避开岩溶水的径流带及深部缓流带的建议;针对岩溶危害,在隧道结构设计时应结合安全评价,采取适宜的加强措施;岩溶水一般宜按"宜疏不宜堵"原则治理,辅助坑道、洞口设置等应重视对岩溶水引排的适应性。     

隧道拱顶半填充大溶洞处治施工技术

文章依托广西武宣至忻城高速公路(来宾至忻城段)岩溶区内来宾三号隧道拱顶大溶洞的处治实例,从衬砌结构、溶洞内排水、施工方法等方面对护拱法穿越隧道拱顶大溶洞的具体处治方案及关键要点进行分析阐述。该处治方案操作简单,能有效地保障施工过程与运营期隧道的安全与质量,对隧道穿越岩溶地区溶洞的处治具有一定的通用性,可为解决类似恶劣地质条件的隧道问题提供参考。     

兰渝线桐子林隧道岩溶特征及整治方案探讨

文章介绍了兰渝线桐子林隧道施工中揭示的3处岩溶、暗河、岩溶水的发育特征,以及对不同岩溶提出了几种针对性的整治方案,并进行了方案分析、比选探讨.目前隧道施工已穿过岩溶地段,并已取得初步成效,特别是隧道通过后未产生新的水环境问题.     

宜万铁路隧道工程岩溶及岩溶水分析与应对

宜万铁路是目前国内外已建和在建工程中岩溶及岩溶水最发育、最复杂的工程,结合宜万铁路隧道工程对岩溶及岩溶水进行分类,根据不同类型的岩溶特征,制定相应的应对措施,从而实现岩溶治理标准化管理;同时对岩溶隧道安全施工防范突水突泥高风险进行了研究.治理方案有:针对无水洞穴和管道型岩溶宜采取回填方案,对充填型岩溶采取"注浆加固+大管棚"方案,对大型干溶洞根据不同情况采取板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、路基填筑方案和梁跨方案;针对岩溶水,通过分析岩溶工程及水文特征,针对性地采取引排方案、注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案和绕避方案.岩溶隧道施工防范突水突泥高风险主要措施包括:建立以超前深孔钻探和风钻加深5 m浅孔钻探为主的超前预测预报体系;保证3 m以上完整岩柱厚度,防止开挖面爆裂突水突泥;进行"降雨量-涌水量-水压力"水文专项设计、风险隧道突水突泥防灾报警系统专项设计、风险隧道施工安全逃生线路专项设计;采用专业注浆队伍进行注浆堵水加固;建立安全管理机制,进行安全等级管理、风险征兆辨识、设置专职安全员负责预警和组织逃生.     

红外探水技术在岩溶隧道施工中的应用

以大广南高速公路长乐山隧道工程为例,阐述了红外探水技术的基本原理、特点和操作方法,以及HY-303红外探水仪在工程中的应用实践,并分析了几种干扰场影响下红外探水预报的处理方法.研究结果表明:红外探水技术针对岩溶隧道含水体的预报是十分准确的,值得在岩溶隧道施工地质预报中选用.     

动水动态信息化注浆施工技术研究

在我国城市建设中,随着城市岩溶富水隧道的修建,岩溶富水隧道的帷幕注浆技术在城市隧道施工中得到了广泛运用。但在岩溶富水隧道施工中,由于对不良地质的超前预报是有限的,当前采用的帷幕注浆具有一定的探索性和盲目性。为了加强对帷幕注浆的指导性和可控性,进行动水动态信息化施工技术的研究是必要的。动水动态信息化注浆设计、施工技术的核心体现在:信息化注浆模型地质数据的更新;注浆方案的优化;现场动态控制。文章介绍了中梁山隧道岩溶富水段帷幕注浆的施工情况,研究分析了帷幕注浆动水动态信息化施工的技术特点和运用效果。     

基于非线性渗流模型的管道型岩溶隧道突水机理研究北大核心CSCD

管道型岩溶突水是一个复杂的多场耦合的非线性渗流问题,致灾具有突发性。为揭示管道型岩溶突水灾害的发生机理,文章基于多物理场耦合作用机理,开展了不同溶腔水压、岩溶管道内不同填充介质、不同岩溶管道宽度及岩溶管道长度条件下的多场耦合分析。得到以下结论:(1)管道型岩溶破坏模式下发生的突水灾害,根据填充介质透水性能的异同而表现不同;(2)流体从富水溶腔中流出时流速较小,流经岩溶管道后流速逐渐增加,进入隧道后达到最大值;(3)影响突水过程的因素主要有:富水溶腔水压、岩溶管道或断层裂隙带内填充介质的种类、岩溶管道的宽度、隧道与水源的距离,其中,岩溶管道宽度及岩溶管道内填充介质类型对突水影响大于其他因素。     

岩溶隧道突水风险与保险机制探讨

岩溶隧道突水风险损失严重,在加强工程防范措施的同时还应通过保险转移风险.通过与国外发达国家的保险现状相比较,分析了我国工程保险存在的问题;论述了我国岩溶隧道突水风险保险的必要性、可保性,分析了隧道突水风险的影响因素:并从工程保险实施的角度,对一定显著性水平下的区间估计的保险费率计算方法进行了探讨.     

武隆隧道岩溶暗河整治方案探讨

文章介绍了渝怀线武隆隧道施工中揭示的岩溶暗河及水文地质情况,结合岩溶暗河整治方案的研究,分析了岩溶对隧道工程的影响,并对隧道内岩溶暗河的整治及充填岩溶段的隧道施工方法进行了探讨.     

侧部高压富水溶腔与隧道间岩柱安全厚度的研究

岩溶区隧道周围不可避免地存在一些中小规模的隐伏溶洞,由于隧道的开挖、卸荷改变了隧道与溶洞间岩柱的应力状态,溶洞中的高压岩溶水进一步恶化了其稳定性,造成隧道突水、突泥等岩溶灾害的发生,带来了重大安全危害和经济损失.成为岩溶地区隧道施工中亟待解决的重要问题.除施工扰动、高水压作用外,隧道与溶洞间岩柱厚度不足是引起这一工程问题的主要因素,建立隧道与溶洞间岩柱安全厚度预测模型具有重要的理论意义和重大的工程实用价值.针对常见的中、小尺度的侧部高压富水溶腔,综合考虑安全厚度的影响因素,以隧道周围的塑性区和溶洞周围的高渗透带的贯通与否作为中间岩柱稳定的判断标准,建立了中间岩柱安全厚度力学预测模型,在此基础上分析了各因素对最小安全厚度的影响规律.以忠垫高速公路岩溶隧道为例,利用最小安全厚度预测公式判断中间岩柱的稳定性,其结果同基于现场量测判断的结果一致,从而说明上述方法具有一定的可行性.     

岩溶隧道突涌水致灾构造与前兆信息判识技术探讨

隧道突水突泥等地质灾害的发生具有一定的孕灾环境,灾害发生前往往表现出一定的前兆信息。文章基于工程实践、案例调研和理论分析,系统研究了岩溶隧道突涌水灾害源赋存规律,确定了突涌水灾害发生条件(有压含水构造、运移通道和外界干扰)的内在含义,将突涌水灾害划分为:断层破碎带突水、溶腔溶潭突水、富水裂隙突水、可溶岩与非可溶岩接触带突水、地下暗河及岩溶管道突水。通过对突涌水灾害源地质前兆信息和地球物理场前兆信息的研究,建立了突涌水灾害综合前兆信息判识体系,并成功应用于尚家湾隧道,避免了人员伤亡,降低了经济损失。     

铜锣山隧道岩溶浅埋段地表注浆试验研究

针对目前隧道地表注浆工程中出现的一些问题,以铜锣山隧道岩溶浅埋段K33 940～K34 035地表注浆为例,利用正交试验方法对3种注浆材料及36种浆液配比进行室内浆液试验研究,找到了适合于铜锣山隧道岩溶浅埋段地表注浆的注浆材料和合理的浆液配比。通过该试验得出:铜锣山隧道岩溶地区及裂隙较发育的地段,地表注浆压力应控制在1.0～1.5 MPa,注浆扩散半径约为1.0～1.5 m。同时也提出了压水试验、声波测试及取芯试验等多种注浆质量检测手段,进一步完善了隧道地表注浆的技术方法。     

岩溶隧道地下水环境动态监测体系及其应用

隧道长期排水影响隧址区生态环境和人居环境,严重时甚至可能引发社会纠纷。为准确评估隧道排水影响范围和合理解决因隧道排水而产生的环境纠纷,文章构建了岩溶隧道地下水环境动态监测体系,并对监测范围、监测布点、监测指标、监测时段及频率进行了分析;以垫邻高速铜锣山隧道为例,通过对施工期间隧址区地下水环境动态监测网络反馈的水质、水量信息的分析判断出:大气降水是该地区天然水的补给来源,岩溶水和碎屑岩裂隙水是隧道涌水的主要组成,在隧道中段位置、距隧道轴线约1 km范围内的地下水环境在一定程度上受隧道排水影响。     

齐岳山隧道进口背斜地段岩溶发育特征分析与治理

齐岳山隧道全长10 528 m,是在建铁路宜万线第三长隧道,隧道进口采取反坡施工。在进口齐岳山背斜地段施工过程中,先后揭示了6个大型岩溶,充填物有水、淤泥、粘土和块石土等多种,水量、水压不等。根据充填介质和工程及水文地质特征,施工中有针对性地采取了释放、排泄、注浆等不同措施,使不同类型的岩溶得到了有效的治理。