岩溶隧道灾害案例统计分析研究

针对岩溶隧道施工过程中存在各种地质灾害,通过收集160个岩溶隧道的工程地质条件、灾害类型、灾害后果与灾害发生原因等内容,建立了岩溶隧道灾害案例数据库。根据案例数据的统计分析获得了岩溶隧道发生突水突泥、塌方、大变形等灾害的频次统计结果,并对发生原因进行了总结分析。分析了突水突泥灾害发生频次与地层岩性、地形地貌、岩层产状等工程地质因素以及自然环境因素与人为诱发因素与突水突泥灾害发生的统计关系,探讨了各因素的影响规律;进而建立处岩溶隧道突水突泥致灾因素的层次关系,其可为岩溶隧道施工前风险评估与施工过程中的风险管理提供指导。     

岩溶隧道突水灾害与防治措施探讨

探究岩溶隧道突水灾害发生的主要原因并据此制定防治措施,能够实现对突水灾害的有效预防,对确保岩溶隧道施工的有序进行,具有重要帮助。本文在对岩溶隧道突水灾害的发生机制进行深入分析的基础上,论述了岩溶隧道突水灾害的防治办法,以期为相关人士提供借鉴和参考。     

云雾山隧道岩溶灾害综合预防技术及其应用

岩溶地区地质条件复杂,在隧道施工过程中易发生涌水、涌泥、塌方等灾害。针对地质勘探、监控量测、超前地质预报、超前钻探、地下水监测等单项技术在岩溶灾害风险预测方面的不足,根据溶洞与开挖面的位置关系、补给水源、岩溶发育程度及规模、埋深、围岩级别这5个主要的致灾因子,提出岩溶隧道灾害风险预测模型。对5个致灾因素监测结果进行分析,得出灾害风险等级,并据此提出防灾预案和拟定工程措施,以提高岩溶隧道施工安全性。     

长大隧道施工过程中突水突泥灾害预测预报技术研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,由于深层岩溶发育的复杂性,造成施工过程中突水突泥灾害频繁发生,对工程造成很大影响,所以进行施工地质预测预报是必要的,这项工作主要包括预测和预报两个阶段。预测主要是根据岩溶水文地质与工程地质的基础理论,对岩溶洞穴管道集中发育地段进行判定,确定突水突泥灾害的危险地段,预报工作是在危险地段应用地质探测方法对施工掌子面前方的岩溶洞穴管道分布状况进行探测,在这方面主要方法有水平钻探和物探手段,探地雷达作为近年来发展起来的一种物探方法,由于其探测过程的连续性和定向性,在中短距离的探测预报中具有突出的优势。文章探讨了岩溶形成条件综合判识、水平钻探与探地雷达相结合进行岩溶隧道突水突泥灾害超前预测预报的方法。     

岩溶地区营运隧道常见病害处置方法探讨

在隧道施工中我们会经常遇到岩溶的地质现象,因为岩溶地区的特殊地质构造,容易引起涌水突泥、衬砌灾害、塌方灾害以及二衬破坏等病害现象,不但对工作以及行车人员产生威胁,还会破坏周围原有的地质环境。因此必须重视岩溶隧道的施工质量和岩溶地区的人文地质环境,岩溶隧道产生病害的原因以及处置方法得到人们的广泛关注。本文探讨了隧道岩溶病害治理的方法和施工技术,为岩溶地区营运隧道常见病害处置方法处理提供参考。     

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用 TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用 TSP 超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。     

杨眉堡隧道岩溶涌泥灾害预报及成因分析

岩溶涌泥是岩溶地区隧道特有的危害性较大的一种地质灾害，文章在简述杨眉堡隧道工程地质概况的基础上，介绍了ZK15＋567岩溶涌泥的预报及灾害情况，并分析了成因。     

岩溶隧道涌水涌砂及地表塌陷灾害防治

岩溶隧道涌水涌砂及地表塌陷 ,是山区铁路、公路常见的地质灾害 ,对工程的危害极大。结合贵州水柏铁路何家寨隧道岩溶涌水涌砂及地表塌陷灾害整治实践 ,就有关隧道设计技术问题进行总结与探讨     

隧道岩溶区灾害处治措施探讨

本文论述了岩溶对隧道的危害和超前地质预报的方法,深入探讨了隧道岩溶处治的措施,并对有关施工注意事项进行了说明。在隧道岩溶区施工时,通过综合运用超前地质预报方法,准确预测围岩的实际情况和溶洞的具体性状,制定有针对性的灾害处治措施,保证施工正常进行。     

柳州铁路局管内沿线岩溶塌陷的整治

岩溶塌陷灾害多为突发性，对铁路运输安全生产形成了很大危害，造成了很大的损失。本文概略介绍了自１９６０年以来发生在柳州局沿线的岩溶塌陷情况及整治方法。     

某隧道区域地下水系统分析及涌水量预测

在碳酸盐岩广泛分布的西南地区,穿越碳酸盐岩地层的隧道,大多数都曾遭遇不同程度的岩溶突水、突泥灾害。在资料搜集与整理的基础上,通过水文地质分析方法,重点研究了某隧道水文地质条件,包括地层含水岩组的划分、岩溶水的补、径、排条件及岩溶发育规律,并划分成了两个一级地下水系统;预测了隧道在断层F5处的涌水量,施工时应备有涌水应急预案。     

充填型岩溶突水突泥灾害源的核磁共振表征与泥水识别方法

隧道穿越富水岩溶地层时,为预报可能遭遇的突水突泥灾害类型、水量以及突出物信息,需提前探明掌子面前方地层含水量、渗透系数、导水系数等水文地质参数,从而对灾害源进行泥水识别。核磁共振探测（Magnetic Resonance Sounding,MRS）是一种能够直接探明地层水文地质特征的物探方法,基于MRS方法的这一优势,提出一种针对充填型岩溶突水突泥灾害源的核磁共振表征与泥水识别的方法,以期对突水突泥灾害进行预报并加以区分。通过引入Log-Gauss分布函数构建MRS弛豫时间的时空分布函数,用以表征不同灾害所对应的充填物特征;并对掌子面前方电阻率、含水量以及MRS弛豫时间分布进行三维离散,实现了对充填型岩溶突水突泥灾害源的核磁共振表征与建模。在此基础上,正演模拟了不同类型突水突泥灾害源的MRS响应信号,并分析了其响应特征与影响因素。基于灾害源的MRS响应信号特征,利用充填物含水量和MRS弛豫时间的时空分布函数建立了以充填型岩溶突水突泥灾害源的泥水识别因子作为对灾害源进行泥水识别的判据。     

地质雷达在岩溶隧道地质超前预报中的应用

岩溶地区隧道施工中对掌子面前方一定范围的地质情况进行超前预报是保证隧道施工安全的关键。六宜高速公路共有33座隧道,均处于岩溶地区。在建设过程中均采用了地质雷达对隧道进行全程跟踪超前地质预报,针对地质雷达的特点,总结了地质雷达岩溶预报的规律,一共揭露岩溶灾害不下数百起,有效的指导了岩溶隧道施工。文章以加底峒隧道为例,具体阐述了SIR-20型地质雷达系统的基本工作原理及其在岩溶隧道超前地质预报中的测试方法,并针对岩溶预报雷达图像进行了具体的解译。     

三峡翻坝高速公路隧道

三峡翻坝公路位于湖北省宜昌市境内,穿越两坝一峡,地质条件极为复杂。沿线季家坡隧道、鸡公岭隧道和天鹅岭隧道岩溶强烈发育,隧址区遍布断层、溶洞、岩溶管道以及断裂破碎带等不良地质是全线最典型的高风险岩溶隧道,也是全线控制性隧道工程。为确保隧道施工安全,指挥部和山东大学联合承担了西部交通课题高风险岩溶隧道不良地质预报与灾害控制研究,针对上述3条高风险岩溶隧道,开展了大量的现场试验和相关科学研究工作。三峡翻坝公路是为缓解三峡坝区、葛洲坝区水运压力而建的一条重要通道,为     

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。     

喀斯特地质条件下公路隧道施工技术及管理分析

近年来经济的不断发展,促进了公路隧道工程建设工作的日趋深化,进而对施工技术的要求也越来越高,隧道施工特别是在喀斯特地区复杂岩溶地质条件下的施工面临着许多的灾害问题,为了最大程度上降低灾害事故发生的可能性,岩溶区域隧道施工技术及管理的研究对于隧道施工具有重要的实际意义。文章以何家寨隧道为实际工程背景,简述了何家寨隧道施工过程中的所采用的3种超前地质预报方法,并阐述了隧道监控量测管理与分析策略,对类似地质环境下的隧道施工具有一定的参考价值。     

基于关联函数与加权平均法的岩溶隧道突水危险性评价及应用

通过对岩溶隧道突水机理的研究以及百余例岩溶隧道突水实例资料的分析,遴选出了岩溶隧道突水灾害发生的主要影响因素并建立评价指标体系,基于简单关联函数理论确定各评价指标的权值,结合加权平均法构建岩溶隧道突水模型,成功构建多因素-单一综合评价指标计算模型对隧道突水进行危险性评估。该方法将定性因素与定量因素、经验判断与定量方法有机融合,是一种多目标决策分析方法。最后通过对3个工程实例的突水危险性评价,得出其评价结果与现场开挖和文献评价结果一致,证明了此方法的有效性与可行性。     

岩溶隧道侧部岩盘突水机制研究

我国岩溶地区广泛分布,隧道建设穿越岩溶区域极易发生突水突泥灾害。为防止灾害的发生,采用隔水关键层原理对断层段岩盘突水力学机制进行了理论分析研究。就岩溶隧道断层段岩盘力学破坏机制探讨建立了溶腔位于隧道侧面条件下断层突水力学模型,推导了岩溶隧道断层段岩盘最小安全厚度计算公式,并结合工程实例对岩盘最小安全厚度的确定进行了讨论。对于压性断层,最小安全厚度计算依据以水压0.8 MPa为分界,小于0.8 MPa时应按抗弯强度分析,反之则应按抗剪强度分析,同时不能忽略零水压情况;对于张性断层,最小安全厚度计算需考虑侧方岩体上下部长度,较长部分更易被破坏,等长时下部易被破坏。确定岩盘最小安全厚度,综合考虑岩盘力学性质、溶腔水压及隧道半径等因素,对侧部岩溶隧道断层段设计施工提供了具体参考。     

基于加权平均法的岩溶隧道突涌水风险评估

岩溶隧道突涌水问题是岩溶地区隧道工程建设中的主要地质灾害之一。基于岩溶隧道突水灾害发生的影响因子,建立了以地层岩性、不良地质、地下水位、地形地貌、岩层产状及层面与层间裂隙等6个地质影响因子为主的评价指标体系;基于加权平均法考虑采用多因素单一综合指标评价方法,建立了隧道突涌水风险评估分析模型,以鸡公岭隧道ZK19+509~ZK19+539段为实例,对其突涌水进行风险评估,其评价结果与其他方法所得结果及工程实际情况较为吻合,验证了本方法的合理性与可行性。     

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。