岩溶隧道突水突泥影响因素及对策

研究目的:突水突泥是隧道施工过程中常遇的现象,给工程施工造成的危害性极大.马鹿箐隧道是宜万铁路八座一级风险隧道之一,地下暗河、岩溶、高压、富水、溶腔等不良地质广布,施工中多次遭遇特大型突泥突水.本文通过对该隧道突水突泥现象研究,分析各种岩溶隧道突水突泥影响因素,探讨隧道突涌水整治问题.研究结论:通过分析得出:(1)岩溶隧道突涌水与其穿越地层的岩溶空腔(溶腔、溶隙等)的静水储量大小密切相关,与溶腔内的水压高低有关,与地表及地下水系的连通性有关;(2)隧道穿越高压、富水、岩溶地层时,应重视超前地质预测预报工作,特别推荐超前水平钻孔和周边钻孔相结合的方法,探明开挖前方的工程地质、水文地质特征、溶腔的边界情况,提前采取可靠的工程措施,以达到“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营”的目的.     

高密度直流电测法超前地质预报技术

研究目的:复杂的岩溶隧道易发生突水突泥安全质量事故,为了对隧道前方地质富水状况进行准确的探测,给隧道安全、快速施工提供超前地质依据。研究结果:通过结合水平超前钻探验证,证明在岩溶隧道依靠高密度直流电法对岩溶富水情况探测较为准确,为防止隧道发生突水突泥,保证安全、快速施工提供了有力保障。     

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。     

宜万铁路白云山隧道软弱地质岩溶富水段施工技术

软弱地质岩溶隧道的主要特点是充填软塑状黏土,岩溶、地下水、暗河发育,极易发生塌方、突水、突泥等地质灾害,结合宜万铁路白云山隧道采取的安全有效的施工措施,对软弱地质岩溶隧道施工方法进行探讨,首先利用综合超前地质预测预报手段进行预测;其次根据预测结果采用科学开挖支护及帷幕注浆施工技术对各类软弱围岩地段及点、线状出水段进行施工,取得良好效果。     

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.     

齐岳山隧道超前钻探施工技术

齐岳山隧道是宜万铁路8座高风险隧道之一,地质条件复杂,不良地质多,施工难度大。结合齐岳山隧道超前钻探施工技术在岩溶高压富水区、断层破碎带和暗河等不良地质段的应用,简要介绍超前钻探施工技术、施工方法、分析判断和成果报告等内容。     

彭水隧道洞口段不良地质及灾害防治

渝怀铁路彭水隧道是全线十大关键控制工程 ,该隧道集长隧、大跨、岩溶、瓦斯、暗河、突水、涌泥、断层破碎带、洞口顺层滑坡等众多工程结构与不良地质特点于一身 ,最大涌水量达到 3 6万m3/d。介绍该隧道洞口段施工中遇到的不良地质及灾害的防治 ,包括进口突水整治、出口浅埋富水大跨顺层滑坡体进洞技术     

山岭隧道高压富水断层处理方案探讨

长大山岭隧道不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在隧道施工过程中,尤其是在断层带地下水发育、导水性良好、补给充分的情况下,极其容易发生突水突泥等地质灾害,严重影响施工及运营安全。本文对龙南隧道F8高压富水断层破碎带工程情况进行了综合分析,简要论述了穿越该断层所采用的超前支护措施、加强型排水衬砌、地表降水等综合工程措施,可有效控制隧道施工突泥涌水,技术经济效益高,可达到预期效果,可为今后此类隧道的设计与施工提供参考。     

马桑哨隧道穿越暗河处理综合施工技术

结合沪昆铁路客运专线马桑哨隧道穿越暗河的工程实践,介绍了隧区地层岩性、地质构造、水系和岩溶发育特征。根据隧区水文地质条件,分析了隧道遇到暗河系统的发育规模、涌水特征、稳定性等;根据该暗河系统的工程水文地质条件及与隧道的空间关系,对增设泄水洞方案、注浆封堵方案进行了对比和甄选;并详细介绍了复杂岩溶地质条件、穿越暗河地段容易引发隧道岩溶突水、突泥风险,以及施工过程中为预防涌突水而采取的工艺、方法等,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

宜万铁路齐岳山隧道选线、施工与管理

宜万铁路横穿南北向的齐岳山山脉,设计总长10 528 m的齐岳山隧道。隧道进口至宜万铁路终点万州站航空直线距离40 km,高差约900 m,地面坡降达0.023。隧道进口段穿越齐岳山背斜,为灰岩地层,占隧道长度的47%,岩溶、岩溶水极其发育;出口段为碎屑岩地层,节理裂隙发育,富含高压裂隙水。区内发育有15条断层,其中F11断层规模宏大。隧道灰岩地段、可溶岩与非可溶岩接触带、灰岩地段断层破碎带等极可能发生涌突水突泥等地质灾害。针对坡降大、岩溶发育、穿越规模宏大的F11高压富水大断层等3个不利条件,通过对单面坡和人字坡方案从安全、投资、运营等多方面考虑,最终确定了单面坡方案。齐岳山隧道工程实践证明,选线方案是正确的。施工过程中,针对极其复杂的岩溶及岩溶水、高压富水大断层、砂岩段高压裂隙水,研究并采取了注浆堵水、注浆加固、先排后填、泄水洞排水、释能降压、信息化注浆、绕行规避等多项施工技术,成功地解决了隧道施工难题,丰富了高压富水岩溶及断层区隧道修建技术。齐岳山隧道建设过程中,建设单位充分发挥了核心主导作用,组织参建各方决策方案、现场落实方案、建立系统的安全体系,这是齐岳山隧道获得成功的关键所在。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

复杂地质山区安顺至紫云高速公路定线研究

安顺至紫云高速公路所经区域地貌以岩溶及侵蚀中低山地貌为主,尤其杨武乡至终点段地形起伏较大,地貌类型复杂多变,断层破碎带、岩溶消水洞、出水口、溶腔、暗河等较为发育,顺层边坡较多,在复杂地质区域定线时应首先察明线路廊带内地形、地质条件,研究线路各段落工程地质主要特点,抓住控制线路布设的关键因素,提出合理可行的线路方案及比选意见。论述在项目定测期间,应用综合地质选线技术使推荐的线路方案良好绕避开断层破碎带,合理地绕避岩溶消水洞、出水口及暗河等,有效减少顺层边坡,推荐的线路方案安全、经济、合理。     

隧道穿越大型充填溶洞超前支护方案研究

岩溶隧道在穿越高压富水溶腔时频发突水涌泥灾害,给施工安全和周围环境造成严重威胁。根据渝怀铁路某隧道穿越溶洞实际情况,分别对“超前小导管+帷幕注浆支护”和“管棚+帷幕注浆”2种超前支护方案进行数值模拟分析,对围岩变形特征和塑性区进行对比分析,结果表明:(1)管棚超前支护对控制拱顶围岩沉降、拱底围岩隆起以及周边收敛变形更有利;采用管棚超前支护比超前小导管支护围岩变形明显降低。(2)采用管棚超前支护比超前小导管支护的塑性区发展深度有效降低,更能保护围岩的稳定性。采用管棚超前支护成功通过了该隧道大型充填溶洞的高风险段,可为类似工程提供借鉴。     

大型暗河发育特征与工程处理方案的研究

研究目的:本文研究总结大型暗河的发育特征及工程处理方法。研究方法:本文以渝怀线武隆隧道揭示的暗河为例,采用综合勘探的方法,应用岩溶发育理论,进行统计、分析、归纳。     

隧道下穿暗河施工技术

研究目的：通过对五爪观暗河的处理，总结出一套经济合理、安全可行的隧道下穿暗河的施工方法，确保隧道施工及运营安全，为类似工程积累经验。研究方法：工程类比和现场试验。研究结果：通过采用上游注浆截流堵水使地下暗流走行于隧道之上、岩堆体内深孔注浆堵水加固相结合治理暗河方案，以及洞外堆积体内动水注浆、洞内小导管注浆、台阶法开挖、强支护，隧底钢管桩注浆加固等一系列工程措施，五爪观隧道成功下穿暗河。研究结论：在岩堆体敞开式边界条件及高富流动水状态下，根据暗河工程地质和水文地质条件，采用“分区分序、多泵联合、多浆组合、快凝早强”等关键技术，可有效解决注浆截流、抬高地下水位、隧道下穿暗河堆积体开挖支护的施工难题。     

盾构隧道穿越高强度强富水灰岩上浮段工程风险分析及应对措施

针对盾构穿越土岩交界面、高强度富水灰岩段及灰岩岩溶区所存在的风险进行分析,合理做好盾构选型,通过工程类比法并结合工程实际提出相应处理措施。采取全土压掘进模式、合理的掘进参数及渣土改良等手段控制土岩交界面上方管线及地表变形;穿越高强度强富水灰岩段,为防止掘进过程中产生"喷涌"现象,采取盾构半敞开式掘进模式、洞内补偿注浆封堵后方来水、地表注射聚氨酯和渣土改良等措施;针对高强度硬岩,通过合理选用刀具、控制盾构掘进参数减少刀具的磨损和破坏。穿越石灰岩岩溶区,针对溶洞的大小、与隧道相对位置关系和充填类型采取地面袖阀管注浆预处理,并结合管片预留孔进行注浆处理,通过采取上述综合技术措施,保证了盾构机在高强度富水灰岩上浮段的顺利掘进。     

深埋岩溶隧道水压力的预测与防治

研究目的:为保护洞顶水资源和环境,深埋岩溶隧道“以排为主”的设计原则巳不适应环保要求,开始尝试 “以堵为主”的防排水原则。封堵地下水会使隧道衬砌承受巨大水压灯,“以堵为主”的关键问题是预测和防治隧 道水压力。 研究方法:隧道水压力受地下水水头损失和地下水与衬砌接触面积的双重影响,据此在调整岩溶隧道水头 折减系数的基础上,分析隧道水压力模式。 研究结果:给出了用渗流水量确定隧道水压力的公式,继而讨论了基于水环境平衡的适度排水和围岩注浆 的防治原则,并给出了注浆圈和其内衬砌的水压力的计算公式。 研究结论:引用锦屏二级水电站探洞和渝怀铁路圆梁山隧道的实测资料对上述水压力公式进行检验,其计 算的隧道水压力较符合实际。     

宜万铁路别岩槽隧道F3断层突发性涌水治理

研究目的：宜万铁路别岩槽隧道F3断层围岩破碎，为碎石土，局部溶隙、溶槽发育，有少量地下水，施工中按V级围岩采用超前小导管支护、格栅钢架支撑、网喷混凝土，采取台阶法丌挖。在初期支护完成3个月后，由于受地表强降雨影响，致使隧道线路右侧暗河（距隧道约10-20m）水量增大、水压升高，继而导致隧道初期支护严重开裂-变形，突发大规模涌水。本文主要分析了F3断层突发性涌水机理，介绍了F3断层突涌水的治理措施。 研究方法：突发性涌水后，现场立即启动应急预案，在安全监视下，采取工字钢环向加固和横向支撑，并对线路右侧边墙进行钻孔放水泄压。水量稳定后，对F3断层段采取径向加固堵水注浆；拆除变形格栅钢架，采用120钢架替换；并及时施作二次衬砌。 研究结果：通过采取“径向注浆加固-初期支护加强-及时施作二次衬砌”等综合技术措施，F3断层治理后，仅在局部位置出现渗流水，水量1m^3／h，治理效果良好。 研究结论：（1）通过别岩槽隧道F3断层涌水事故，当隧道周围（不超过100m）存在暗河通道等赋水条件，隧道开挖揭示囤岩破碎，那么，既使隧道开挖中未发生涌水，也难以保证初期支护完成后不发生涌水事故，甚至很难保让隧道完成后运营过程中不出现问题，随着“强本简末，为运营服务”隧道修建理念的提高，针对类似地质构造，做到提前防范，加强处理。（2）针对类似别岩槽隧道F3断层地质特点，采取径向注浆是一种有效的治理及防范措施。     

瓦窑坡隧道岩溶地质超前预报

研究目的:瓦窑坡隧道地质条件非常复杂,处于构造剥蚀中低山区,地表溶蚀强烈,存在岩溶、冲沟浅埋段和破碎带等不良地质现象。为预防隧道塌方、突泥、突水等事故,迫切需要提高超前地质预报在岩溶隧道预报中的精度。研究结论:(1)本研究以地质法为基础,TGP206地质超前预报系统为主要手段,预报了溶洞类型、位置及规模;(2)地震反射法适用于预报长距离范围内的不良地质体的构造轮廓;(3)地质震达主要适用于短距离内的地质预报。