岩溶隧道突水突泥预报综合评估

基于层次分析法建立岩溶隧道突水突泥预报综合评估的模型,分析发生突水突泥的地质因素、综合预报方法及预报解译因素,通过对它们之间联系的剖析,研究各项预报解译因素在评估突水突泥中的影响权值,根据不同预报解译因素的评价,结合其在整个评估体系的影响权值,得到被评估段落的突水突泥的综合评估结论。研究表明,基于层次分析法的评估可以灵活系统的根据综合预报的各项解译因素,综合评估岩溶段落突水突泥发生的可能性,可灵活应用于动态实时综合预报评估。     

长大隧道岩溶段综合处理技术研究

长大隧道修建过程中,经常遇到突水突泥等大型地质灾害,轻则冲毁机具、贻误工期,重则造成人员伤亡和重大财产损失。文章根据岩溶洞穴的大小及洞穴与隧道部位的关系,研究制定了岩溶隧道溶洞处治措施以及突水突泥风险控制技术措施,有效治理岩溶隧道施工中的突水突泥病害,以期对同类工程有所借鉴。     

兰新二线大梁隧道突水突泥原因分析与治理

研究目的:兰新二线大梁隧道施工至向斜翼部灰岩与板岩接触带时,多次发生突水突泥灾害,最大涌水量10 000 m3/h,共涌出泥砂及块石约20 000 m3,淤积隧道长度236 m。通过对突水突泥灾害原因分析,采取有效的处理方案,取得良好的处理效果。研究结论:(1)深埋铁路隧道向斜翼部软、硬岩接触带,由于导水性良好,围岩软弱破碎,易发生突水突泥(石),因此,施工中应加强超前地质预测预报,防止灾害发生;(2)隧道突水突泥发生后,应对清淤风险进行必要的评估,清淤到合理位置时应及时施作封堵墙,防止次生灾害发生;(3)针对隧道突水突泥,采取"正面封堵、侧面迂回、高位截排"措施可以形成处理工作面,并开辟新的工作面,形成两端夹击处理局面,同时高位截水可以降低溃口的处理难度,经该工程实践证明,"两端夹击、注浆加固、管棚支护"措施是处理突水突泥的有效方法;(4)本研究成果可以在类似隧道突水突泥处理中推广应用。     

长庆坡隧道岩溶高风险段预控制措施

全隧道穿越可溶岩,部分地段属地下水垂直渗流带和季节变动带,隧道施工时局部地段可能揭示岩溶腔或水囊,突水突泥风险高。对岩溶发育段、富水及破碎带等突水突泥高风险地段,采取超前周边预注浆堵水,固结围岩,尽量减小地下水涌出,以确保施工安全。     

湘桂铁路莲藕塘隧道施工安全风险控制研究

结合湘桂铁路莲藕塘隧道施工,以安全风险控制为出发点,对塌方、有害气体、突水突泥、边坡失稳等典型风险进行相应评估,得出隧道的边坡失稳和塌方属于高度安全风险因素,突水突泥和有害气体属于中度的安全风险因素.通过对安全风险源的监测,提出了修改完善施工工艺和施工参数建议,使湘桂铁路莲藕塘隧道施工安全风险得到有效的控制.     

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.     

宜万铁路马鹿箐隧道1·21突水突泥抢险治理技术

研究目的:通过介绍宜万铁路马鹿箐隧道突水突泥过程、抽排水试验,地表深孔施作堵水塞,对施工过程中开挖揭示堵水塞施作情况进行观察,分析第一次堵水塞失效原因,探讨堵水塞机理,并对堵水塞今后施作提出技术改进措施,以期为今后类似工程抢险积累经验.研究结论:隧道发生突水突泥后,若突水物以泥砂为主,采取抽水措施难以达到目的,应采取堵水塞措施.堵水塞对马鹿箐隧道突水突泥治理是成功的.堵水塞设计长度除进行抗剪强度验算外,应根据工程突水突泥介质特征和注浆机理确定.马鹿箐隧道突水突泥介质为粘性土和水,堵水塞注浆机理主要表现为挤占沉积作用和水化固结作用,同时受地表降雨和间断注浆影响,产生浆液结石体层间浮积作用,因此,堵水塞长度应取10～20倍洞径为宜.     

宜万铁路马鹿箐隧道1·21突水突泥抢险治理技术

研究目的：通过介绍宜万铁路马鹿箐隧道突水突泥过程、抽排水试验，地表深孔施作堵水塞，对施工过程中开挖揭示堵水塞施作情况进行观察，分析第一次堵水塞失效原因，探讨堵水塞机理，并对堵水塞今后施作提出技术改进措施，以期为今后类似工程抢险积累经验。研究结论：隧道发生突水突泥后，若突水物以泥砂为主，采取抽水措施难以达到目的，应采取堵水塞措施。堵水塞对马鹿箐隧道突水突泥治理是成功的。堵水塞设计长度除进行抗剪强度验算外，应根据工程突水突泥介质特征和注浆机理确定。马鹿箐隧道突水突泥介质为粘性土和水，堵水塞注浆机理主要表现为挤占沉积作用和水化固结作用，同时受地表降雨和间断注浆影响，产生浆液结石体层问浮积作用，因此，堵水塞长度应取10～20倍洞径为宜。     

天竺山隧道突水突泥原因分析及处治方案研究

结合天竺山隧道在施工期间出现的突水、突泥情况,分析该隧道突水突泥的原因,并对不同的处治方案进行比较分析,提出了局部绕行方案,并进一步提出设计、施工的具体实施方案。     

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。     

基于云模型的隧道突水突泥风险评估

突水突泥灾害是隧道施工最常见的事故类型之一,构建基于云模型的突水突泥风险评估模型,以指导隧道施工组织中的灾害预防工作。从水文条件、地质条件和气候条件三个方面展开研究,建立风险评估指标体系。针对评价指标模糊性与随机性的特点,应用逆向云发生器生成风险云特征数字,应用正向云发生器生成风险云与标准云对比图,表征突水突泥和各级评价指标的风险状态。以某隧道为工程背景进行计算,该隧道突水突泥综合风险等级为高,风险不可接受,需进行管理决策,规避转移风险;夏季雨水集中,极易引起大气降雨向地下运移,造成大规模的突水突泥灾害;评估结果与工程实际基本一致,可为灾害预防工作提供理论依据。     

精伊霍铁路科克乔克三号隧道突泥突水施工技术

针对某隧道发生的突水突泥,利用新奥法,通过对工作面超前核心岩土及工作面周边一定范围进行超前支护和加固,提高软弱围岩的自承能力,并在工作面进行超前钻探并安装排水管排水,使工作面前方核心土体在隧道开挖过程中保持平衡,防止滑坍。     

化解复杂岩溶隧道突水突泥风险应用技术研究

研究目的:宜万铁路穿越我国典型的鄂西碳酸盐岩地区,岩溶隧道总长约占线路长度的75%.当隧道穿越石灰岩、白云岩等可溶性岩层时,岩层地质成因常常非常复杂,极可能发生大型～特大型突水突泥,将对隧道施工带来巨大危害,施工应对稍有不慎,就可能酿成重大甚至特别重大的事故.而目前相关隧道施工规范、铁路工程监理规范并未列出具有操作性的风险控制措施,且无可供参考的实例,依然处于摸索阶段.因此,研究化解复杂岩溶隧道突水突泥风险的实用技术,对于保障施工安全、构建和谐铁路建设局面极其必要.研究结论:通过目前在建的宜万铁路风险隧道风险管理实践,总结出了化解岩溶隧道突水突泥风险的关键实用技术,并经实践应用,证实其行之有效,对加强未来类似隧道的施工风险控制有较大的借鉴价值.     

软弱围岩隧道帷幕注浆施工技术

泉南高速公路江西省吉莲段B5标永莲隧道左线进口ZK91+316处发生突水突泥地质灾害,突泥量累计达17100m3。根据6次专家咨询意见和现场实际,制定了水平旋喷桩加固法、帷幕注浆加固法、冷冻法、长管棚注浆加固法处治方案。最终经过方案比选,经济对照分析,选定帷幕注浆加固法治理突水突泥地质灾害。经过6个月,先后3个循环的帷幕注浆施工,顺利通过F2断层。开挖过程中,围岩稳定,初支变形满足规范要求。     

3洞小净距隧道围岩压力计算方法

针对3洞小净距隧道围岩压力计算问题,基于普氏平衡拱理论,将围岩压力看作单洞隧道的基本压力与相邻隧道开挖引起的附加压力之和,提出适用于3洞小净距隧道的围岩压力计算方法;根据该计算方法研究不同岩柱厚度、开挖跨度和开挖高度对围岩压力的影响规律,并将该计算方法应用于确定八达岭长城站3洞小净距隧道围岩压力。结果表明:随着岩柱厚度的增加,围岩压力不断减小,当岩柱厚度达到某一值时,围岩压力与单洞隧道相同;岩柱厚度、边洞跨度和中洞高度变化影响整体围岩压力,中洞跨度和边洞高度仅影响各自单洞围岩压力;3洞小净距隧道的最优开挖顺序为"先边洞、后中洞",中洞围岩压力大于边洞,应力值最大点为中洞顶部。施工中应注意中洞围岩稳定,采取有效的措施对岩柱区域进行加固。     

雪峰山1号隧道风险评估与管理

研究目的:铁路隧道建设过程中,因复杂多变的地质条件,隧道施工面临较多的不安全因素,长大隧道更是如此。长沙至昆明客运专线雪峰山1号隧道具塌方、突水突泥、围岩大变形等极高风险,按Ⅰ级风险管理,对该隧道围岩大变形、塌方、突水突泥等风险提出了针对性风险控制措施及风险管理基本制度,从而实现质量、投资、工期等建设目标。研究结论:(1)准确而完整的地勘资料是风险因素识别的重要基础,风险因素识别是随着隧道地勘资料的不断完善而逐步深入,从而形成全面、成熟的风险控制措施;(2)施工图阶段、施工阶段的风险评估是风险评估的重要阶段;(3)隧道风险管理是系统工程,组织保证是风险管理成功的基础,且依赖于设计、施工、建设等单位的组织管理;(4)隧道风险管理系统的有效实施能够将建设项目的安全、质量、投资、工期等建设目标成功落地;(5)该研究成果对高速铁路隧道的风险控制与管理具有较好的借鉴作用。     

高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法

依托郑西铁路客运专线大断而深埋黄土隧道洞群,进行现场围岩压力量测试验,得到不同黄土地层的围岩压力,发现围岩压力沿隧道全断面分布相对较为均匀.采用太沙基松散体围岩压力理论、铁路隧道设计规范深埋围岩压力公式、普氏理论、卡柯理论4种方法分别计算围岩压力,并与实测值对比.结果表明,基于太沙皋理论的计算值最接近实测值,且具有一定的安全余量,因此推荐采用太沙基理论计算大断面深埋黄土隧道的围岩压力量值.依据实测围岩压力的垂直与水平分量沿隧道跨度与高度方向的统计规律,确定垂直方向与水平方向围岩压力的计算图式.分析指出,垂直方向围岩压力计算图式可采用均匀分布或"尖峰"形分布,水平方向围岩压力计算图式可采用"鼓肚子"形分布.     

基于统计分析的隧道围岩压力分布规律研究

围岩压力和支护荷载的确定是隧道支护结构设计的关键问题。利用调研和统计分析等方法,通过对54座已建隧道的174个监测断面的围岩压力实测数据进行统计分析,探明了深埋隧道围岩压力的总体分布特征,给出了深埋隧道围岩压力与围岩级别和跨度的关系,修正了铁路隧规深埋荷载宽度影响系数计算公式,并修正了《铁路隧道设计规范》深埋隧道荷载计算公式。研究结果对分析隧道围岩压力作用机制和完善支护结构设计方法提供一定的参考价值。     

连拱隧道围岩压力计算方法初探

通过数值模拟及理论分析等手段对隧道压力拱的产生范围及受力机理进行研究,提出了压力拱内外边界的判定方法。在此基础上,指出隧道围岩压力是由压力拱内边界以下土体松动产生的松动压力,以及压力拱自身土体压缩形变而作用在支护结构上的压力共同作用所产生,并提出了基于压力拱受力机理的围岩压力计算方法。然后通过对围岩压力的各影响因素进行敏感性分析,可得围岩压力影响最敏感的因素是围岩的内摩擦角,其后依次为隧道埋深、岩体重度和隧道跨度,而弹性模量、泊松比以及黏聚力则是最不敏感的几个因素。再利用正交试验,将影响较大的几个影响因素与相应的围岩压力关系进行回归分析,拟合出便于实际应用的围岩压力计算公式。最后考虑施工过程对连拱隧道围岩压力的影响,分别考虑了先行导洞的洞高、跨度和导洞之间的距离对后行导洞围岩压力所产生的影响,将各影响系数添加到基于压力拱理论的单洞隧道围岩压力计算公式中,得出适用于连拱隧道的围岩压力计算公式,并通过工程实例进行了验证。     

宜万铁路大支坪隧道大型突水突泥溶腔迂回绕行施工技术

主要介绍根据宜万铁路大支坪岩溶隧道突水突泥溶腔及暗河形成的水文地质条件不同所表现出的岩溶发育程度、发育强弱及规模不同的原理,利用综合超前地报预测预报精确探测技术,在充分探明高压富水溶腔或暗河及岩溶发育规律后进行躲避、迂回绕行大型突水突泥溶腔的一项岩溶处治技术。