基于溶蚀实验的微观岩溶形态分形特征和水化学动力学特征研究

为有效防治长大岩溶隧道涌水、突泥等地质灾害问题,有必要深入开展岩溶发育规律及岩溶溶蚀作用机理研究。文章在前人研究成果的基础上通过自主研发实验装置,开展了不同工况下溶蚀磨片的溶蚀实验。在对溶蚀实验结果进行初步分析的基础上,借助分形理论开展溶蚀磨片的微观岩溶分形特征分析,借助水化学动力学理论开展溶蚀液的水化学动力学参数和水化学分形特征研究,进一步探索岩溶形态分形特征与水化学动力学特征二者之间的相关性。研究表明,溶蚀实验水化学分形评价指数与微观岩溶分形指数之间的相关性总体上是显著的,为深入认识岩溶地下水作用机理、开展岩溶发育程度评价技术奠定了实验和理论基础。     

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.     

岩溶隧道施工全过程风险管控措施

岩溶隧道是高速公路建设工程中的难点.岩溶地质灾害严重影响隧道施工工期、施工质量,并极大地增加了施工安全风险.文章提出了岩溶隧道施工全过程风险管控的理念,并针对当前隧道施工安全管理存在的一些问题与不足,结合实际工程案例,从施工前、施工中、施工后三个阶段对岩溶隧道风险管控措施进行了探讨,以期为同类工程提供参考.     

新型注浆材料在岩溶隧道支护中的应用研究

我国西南地区岩溶地质条件发育良好,为交通隧道建设带来极大的挑战。为了能够科学治理岩溶隧道突涌、塌陷等问题,文章通过室内研发、制备新型岩溶地层注浆加固材料,对其开展凝结试验与抗压强度等物理性质研究,并依托西南某公路隧道工程对其工程实际应用性与经济性展开了深入探讨,发现新型注浆材料在岩溶隧道支护中取得了良好的加固效果,且具有工期短、经济成本低的特殊优势,在岩溶隧道支护中应用前景十分广阔。     

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。     

综合超前地质预报在长乐山隧道施工中的应用

在岩溶地区修建隧道过程中,经常遇到突水、突泥等地质灾害。为了规避地质灾害的发生、减少其对隧道施工运营造成的损失,通常要投入大量的隧道超前地质预报工作。文章在进行水文、地质、地貌研究的基础上,提出了运用岩溶地质学原理对隧道岩溶发育情况进行定性预测,划分重点预报地段、选择合适的物探方法或物探组合模式、有的放矢地进行综合超前预报的观点;以长乐山隧道为工程背景,采用了岩溶地质定性预测+地震波法探测+地质雷达探测的超前预报模式,取得了良好的效果,验证了综合超前地质预报的有效性、经济性。     

郑万铁路重庆段岩溶隧道平行导坑快速施工关键技术

岩溶隧道施工中,为超前探明前方地质状况,解除突泥涌水造成的工程地质灾害,以及进一步增开正线工作面,实现"平行导坑超前,长隧短打"和满足工期目标的目的,以郑州至万州高速铁路小三峡隧道工程为例,对岩溶隧道平行导坑如何进行快速施工组织管理进行探讨,主要从改善进洞条件、调整施工组织、克服反坡施工困难、优化施工方案等方面进行了总结,得出的结论可为类似隧道工程建设提供借鉴和参考。     

武隆隧道岩溶整治设计构思

武隆隧道通过地段岩溶发育、岩溶水量大,对施工造成了很大影响.结合对岩溶整治方案的研究,从施工安全防护、岩溶水处理、岩溶地段隧道结构、基础处理等方面介绍了岩溶地段隧道设计构思和经验教训,阐述了岩溶对隧道工程的影响,并对隧道内岩溶暗河的整治设计思路进行探讨.     

地质雷达与TRT法在隧道涌水预报中的应用

富水岩溶地区隧道施工过程中,极易发生突水、突泥工程地质灾害,极大地危害了施工安全。因此,采用超前地质预报探测隧道掌子面前方围岩工程地质及水文地质情况显得尤为必要。文章以南充-大竹-梁平(川渝界)高速公路铜锣山隧道工程超前地质预报为例,提出综合利用地质雷达法与TRT法对隧道掌子面前方涌水情况进行预报,经实践验证该组合预报技术能为隧道施工提供有效的参考依据,一定程度上减小突水、突泥地质灾害的发生几率。     

基于个旧组岩溶地质的长大隧道施工要点研究

文章通过对个旧组各个地层段勘察资料、研究文献进行收集整理,从地质年代、地层划分特点等方面进行详细分析,初步掌握个旧组岩性特征及分布;其次,针对目前典型岩溶施工方案对个旧组地层隧道适用性不强的情况,以兴隆隧道为工程依托,对隧道洞口端和洞身段进行工程地质评价,并与雷口坡组典型岩溶地层进行对比,进一步说明两者之间的地质和隧道施工存在的异同;最后,结合兴隆隧道各地段施工现状,从隧道进洞,洞身开挖、支护及通风等方面提出技术要点。     

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。     

顶上隧道涌泥成因分析及整治

针对顶上隧道施工过程中的涌泥事故,通过地质调查、地质雷达探测、钻探等手段,详细研究了事故发生地段的工程地质情况、水文地质情况;分析了该隧道岩溶的发育、赋存、分布规律及规模;指出顶上隧道涌泥的主要原因是岩溶洼地及落水洞中的地表积水和残坡积水以及基岩裂隙水,经岩溶管道不断地渗透于花岗岩体与钙质砂页岩及灰岩接触部位的薄弱地带,从而形成了以垂直发育为主封闭性较好的管道溶洞。实践中结合地质补勘结果,采用跟管管棚、溶洞回填、加强溶洞段初期支护等治理措施,对顶上隧道的涌泥进行了有效处治。     

岩溶发育区公路隧道溶洞处理施工方法探讨

文章结合贵州某高速公路岩溶发育区隧道施工工程实例,得出岩溶发育区隧道施工控制要点,并总结了隧道溶洞处理方法,为今后公路隧道施工处理类似工程情况提供参考。     

岩溶隧道排水管结晶堵塞试验与数值模拟研究北大核心CSCD

为实现岩溶区隧道排水系统堵塞过程的精准刻画和预警防控,开展了与现场1∶1等比例的排水系统堵管室内试验,探讨了仿真现场水动力、水化学和干湿循环条件下管道结晶沉淀量的变化规律,构建了考虑水动力和碳酸盐岩组分溶解-沉淀化学反应耦合驱动过程的数值模型,结合室内试验数据,对所建立的隧道排水管结晶堵塞模型进行验证。模拟结果表明,随着时间的推移,模拟值与试验观测值之间的误差逐渐减小,至15 d左右,二者拟合决定系数R2为0.67,证明在相对较长时间尺度下,所构建的数值模型在一定程度上能够较好地预测隧道排水管道内的结晶生成过程,模型能为隧道排水系统堵塞问题的防治提供理论指导,进而为岩溶隧道地质灾害的早期识别与安全评价提供保障。     

武隆长大岩溶隧道综合施工技术

武隆隧道为渝怀铁路第二长大隧道.该隧道的施工地质条件非常复杂,存在古滑坡浅埋、软岩、断层、煤层、非煤系地层瓦斯、岩爆、高压富水、岩溶、暗河、涌水等不良地质灾害.岩溶、暗河以及岩溶涌水是本隧道施工的最主要地质问题和整治重点.文章详细介绍了该隧道的主要工程地质条件,并针对不同的地质条件提出了相应的综合施工措施,可为同类长大铁路隧道施工中借鉴.     

施工地质超前预报技术在宜万铁路大支坪隧道出口施工中的应用

长大隧道施工往往存在不同程度的地质灾害问题，而隧道工程在前期勘察设计段准确无误地查清其工程岩体的状态、特征及可能引发的不良地质灾害几乎是不可能的，这些问题必须在施工中开展超前地质预报工作来解决。本文主要介绍施工地质综合预报技术在宜万铁路大支坪隧道出口施工的一些应用，并谈几点认识供类似工程参考。     

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.     

高频地震反射法在大坪隧道施工中的应用

随着西部大开发战略的实施,我国西部地区公路隧道工程的数量越来越多,工程等级也不断提高。然而在隧道施工中难免会遇到诸如岩溶突水、岩爆、围岩大变形、塌方等地质灾害问题,为了将地质灾害影响程度降到最低,在隧道施工前进行地质超前预报是十分必要的。文章以大坪隧道为例,介绍了TGP12(高频地震反射法)探测系统的原理、数据处理、解译技术,通过对比分析验证了预报结果的准确性,并总结了应用TGP12进行地质超前预报的体会,展示了TGP12探测系统在隧道施工地质超前预报中的广阔应用前景。     

疏通岩溶隧道排水系统堵塞的清洗溶剂对结构的无损性测评

岩溶地区隧道工程普遍存在岩溶结晶阻塞排水系统的问题,严重威胁隧道工程的结构安全及其长期运营。文章在疏通岩溶排水堵塞的清洗溶剂制备与效能研究基础上,确定了清洗溶剂为浓度2 000 ppm、重铬酸盐指数为17.71%的单分子羧酸类有机酸溶剂,并开展选定清洗溶剂对隧道衬砌结构混凝土与排水系统PVC塑料纤维材料的无损性测评。首先开展有机酸溶剂浸泡混凝土试件的试验,评估溶剂对混凝土侵蚀的强度损伤状况。其次开展有机酸试剂溶液浸泡PVC排水板与塑料盲沟管的试验,从宏观角度和微观角度评估溶剂对隧道排水系统侵蚀的质量损失状况和腐蚀损伤状况。试验结果表明:单分子羧酸类有机酸溶剂的侵蚀降低了混凝土材料强度指标约7%～9%左右,单分子羧酸类有机酸溶剂对排水系统塑料材料几乎没有腐蚀损伤影响。     

城市地铁穿越岩溶地段盾构掘进技术

岩溶专项勘察报告揭示岩溶发育区溶洞形状复杂且不规则,为确保盾构机通过岩溶区的施工安全及盾构隧道以后的安全运营,研究岩溶发育区轨道交通工程隧道建造技术具有较重要的理论价值和工程意义。岩溶探测方法采用孔间层析成像(CT)和高密度电阻率法,勘察钻探揭示本场地溶洞情况;建立隧道三维有限元模型模拟盾构地铁掘进施工过程,研究不同埋深处溶洞对隧道稳定性的影响;施工前对溶洞做注浆加固预处理,盾构掘进中重点监测排泥量,同时加强同步注浆工作。岩溶注浆加固效果显著,盾构隧道施工中未出现塌陷、坍塌等情况。研究结果表明：(1)随着埋深的增加,隧道在竖直方向的沉降位移逐渐变大,施工初期应该密切监测隧道的变形量。(2)对岩溶区实施合理的加固处理措施,满足盾构掘进安全及隧道结构稳定。(3)盾构机选型充分研究分析地质、水文和周围环境情况,考虑掘进地层有黏土和风化岩,选用土压平衡盾构机进行施工。(4)盾构顺利通过岩溶区,盾构姿态控制良好,根据监测数据显示,地表沉降控制到位,地表最大沉降量满足规范及设计要求。(5)根据隧道三维有限元模型数值分析结果,结合盾构施工实际控制值比较,隧道拱顶沉降变化受埋深影响较大,预加固后的岩溶...