山区隧道涌突水灾害预警系统研究与应用

岩溶地质以及地下暗河情况下的山区隧道在施工过程中极易引发涌突水灾害,给施工设备及人员的安全带来一定影响,因此,对这类隧道工程中的涌突水灾害进行及时预警显得尤为必要。文章提出了基于多元分析法的隧道涌突水灾害预警系统,并结合工程实例完成相关的试验论证工作。试验结果表明,该系统具有良好的工程应用价值。     

高压富水隧道断层破碎带突涌水分析与工程对策

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,会严重影响施工安全.文章对青云山隧道F高压富水断层破碎带突涌水的特征及原因进行了综合分析,详细论述了穿越该断层所采用的超前地质预测预报、全断面超前预注浆、超前大管棚、加强型抗水压衬砌及全包防水等综合工程措施.施工中由于采取了这些工程措施,有效地控制了隧道施工造成的地下水流失,达到了预期效果,保证了施工安全.     

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。     

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。     

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.     

深长隧道突水致灾构造及其突水模式研究

突水灾害是深长隧道施工最严重的地质灾害之一,而突水灾害的发生与隧道施工开挖工作面接近前方存在的含水体或隧道开挖临空面外存在的含水体密切相关。文章在分析了国内外深长隧道突水灾害产生原因的基础之上,系统地提出了深长隧道五种突水致灾构造及其致灾模型,即未胶结的富水压性断层上盘强烈破碎带、未胶结的富水张性断层带、未胶结的富水顺层错动(节理密集发育)破碎带、充水岩溶、地下向斜储水构造含水体及其突水模式,剖析了五种突水致灾构造突水灾害。     

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。     

明月山特长隧道涌水突泥综合处理措施

明月山隧道为具有多种不良地质的特长公路隧道,施工中发生了特大涌水、突泥灾害,造成严重坍塌事故。通过对隧道涌、突水灾害产生的原因及坍塌形态进行详细的分析研究,采取了一系列行之有效的处理措施,并对地表、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及坍方段施工。文章介绍了隧道涌水、突泥灾害的概况和采取的综合处理措施。     

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.     

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。     

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。     

RPD-150C多功能钻机在齐岳山隧道中的应用

齐岳山特长隧道为宜万铁路的控制性工程,在溶岩地段施工中,最大的危险就是岩溶高压突水、突泥,为了保证施工安全必须严格地进行超前地质预报。超前地质钻探作为一种简便、直观的物探方法有着其它物探手段无法比拟的优越性。由中铁十二局首家引进的RPD-150C多功能钻机是目前世界上比较先进的钻孔设备,在齐岳山隧道工程中的应用实践表明,这种钻机能有效地克服目前国内超前地质钻探中数据记录自动化程度低、钻探深度浅和钻孔速度慢等不利因素。     

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。     

宜万铁路野三关隧道602溶腔处治

文章主要介绍宜万铁路野三关隧道DK124+602高压富水溶腔的规模与处治技术.602溶腔影响隧道纵向达20 m,向上与3号暗河连通,最大涌水量48万m3/d,实测水压1.0 MPa.该溶腔段施工采取了高位排水降压、帷幕注浆、管棚预支护等技术措施,实现了降压、加固、堵水、肪渗的目的,防止高压渗水直接传递给隧道结构,为隧道开挖通过溶腔及运营结构安全提供了重要保障.     

齐岳山隧道富水溶槽注浆堵水技术

齐岳山隧道进口端采取反坡施工,隧道施工到DK362 060处遇到富水溶槽。文章主要介绍了该富水溶槽的注浆设计方案、注浆材料及堵水技术。     

高密度电法地表探测在隧道施工地质预报中的应用

高密度电法是工程地质勘察中应用较多的地表物探技术之一,其对含水性地质病害具有较高的预报精度。文章依托岗头山隧道和叙岭关隧道项目,介绍了富水性区域病害、充填粘土型溶洞病害和断层破碎带等三类典型工程实例的成功经验,并且对漏测、检测结果的多解性和异常信息缺失等常见应用问题及其应对方法进行了总结分析。     

宜万铁路齐岳山隧道629高压充水溶腔处理技术

在齐岳山隧道正洞DK363+629掌子面进行超前水平钻探时,揭示出前方存在一个大型腔体,随后实施超前探测,初步判断了腔体形状,对腔体进行了处理。首先对溶腔进行注浆试验,总计注浆1 613 m3,注浆效果不明显,掌子面停止注浆试验;注浆试验失败后,对DK363+629溶腔进行放水试验,放水量为3 000 m3/h,持续放水共计144 h,水量约43万m3,水压持续在0.2 MPa左右,由于受到外界降雨的影响水压持续上扬,证明腔体具有良好的地表联通性和水量补给持续性,为了保证施工安全停止了放水试验。平导贯通后可采用自然流出法排水,并对腔体采取"释能降压"施工。本次泄水总量约63万m3,水压自0.4 MPa降至0.0 MPa,水量稳定在约1 000 m3/h;随后对腔体实施爆破施工,爆破后采用管道引排的方法在不改变原有水流方向和不影响整体地下水系的情况下顺利通过。     

马鹿箐隧道高压富水大体量充填性溶腔处治技术

宜万铁路马鹿箐隧道DK255+978处通过一高压富水隐伏溶腔,先后发生多达19次的突涌水(泥)灾害.在对该高压富水隐伏岩溶的处治中,系统地运用了释能降压原理,释放了溶腔所存储的能量,降低了水土压力对隧道的稳定性影响.释能降压技术主要采取了综合地质预报手段探明溶腔边界、内部充填物特性和分布特征等,并根据溶腔的水压、水量测试结果进行排水系统规划、钻孔泄水,采用控爆措施揭开溶腔,并进行实时预警预报监控.结果表明,运用释能降压技术处治马鹿箐+978溶腔,规避了岩溶溃水的风险,取得了良好的效果.     

深埋富水大型溶腔隧道施工技术——宜万铁路野三关隧道“602溶腔”释能降压及安全施工技术

文章以宜万线野三关隧道"602"溶腔为例,对深埋大型富水溶腔隧道的综合施工技术进行了系统的论述,主要包括查找溶腔、判释溶腔、锁定溶腔、打开溶腔、处治溶腔等释能降压技术,以及泄水洞、信息化注浆、开挖支护、长期监测、结构安全评价等过溶腔安全施工关键技术。