暗河发育区隧道选线与突涌水灾害预控分析（双语出版）

为控制隧道穿越暗河发育区突涌水风险,通过对中国21例隧道穿越暗河发育区突涌水工程实例的统计分析,研究暗河发育规律和地质判识特征,提出"横向查延伸-竖向定标高-洞内探位置"的三阶段暗河识别方法和隧道穿越暗河发育区选线原则;研究隧道穿越暗河发育区突涌水的孕灾环境和致灾因子,遴选出隧道突涌水的主要影响因素,建立隧道穿越暗河发育区突涌水风险评估层次模型,确定评价指标的权重,开展暗河发育区隧道选线与突涌水灾害预控分析研究。研究结果表明：提出的三阶段暗河识别方法综合采用地质勘察、工程类比、示踪试验、物理探测等方法,可依次确定暗河流向、暗河水位、暗河与隧道空间位置关系;暗河发育强度、暗河水流量、暗河与隧道的空间位置是隧道穿越暗河区突涌水风险的主控因素,其次为超前地质预报、暗河形态、暗河坡度,最后为前兆信息、监控量测、开挖支护。研究成果在利万高速齐岳山隧道德胜场暗河的识别与风险评估中得到了成功应用,验证了暗河识别和突涌水风险评估方法的合理性与可行性,对类似穿越暗河发育区隧道工程建设具有一定的借鉴意义和参考价值。     

基于BP神经网络方法的岩溶隧道突涌水风险预测

为了准确预测岩溶隧道突涌水风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,在参考相关文献的基础上,统计研究及综合分析岩溶隧道水文地质条件,选取不良地质、地层岩性、地下水位、地形地貌、岩层倾角和围岩裂隙6个主要因素作为岩溶隧道突涌水风险评价指标。在不同水文地质条件下,影响因素的权重有较大差异,为避开影响因素权重分析,运用BP神经网络方法对岩溶隧道突涌水风险进行评估。在对突涌水风险评估基础上,结合超前地质预报,优化隧道施工开挖支护方案。在工程应用中,运用BP神经网络方法,对某隧道进行突涌水风险评估,结果与实际施工情况较一致,并结合超前预报提出合理的支护方案,避免了隧道突涌水事故的发生,以期为岩溶隧道突涌水风险预测提供借鉴。     

西南山区某高速公路特长隧道岩溶水文地质分析

随着我国高等级公路的快速发展,隧道穿越岩溶区难以避免,尤其是岩溶发育强烈且复杂的地区,公路隧道的岩溶病害将更加突出。深入认识隧址区岩溶发育规律,有效规避岩溶工程地质问题就显得十分重要。以云南晋宁-红塔高速公路的光山4号特长隧道为例,通过大量调查、物探、钻探、水文试验、分析论证,基本查明了隧址区域岩溶发育的主要特征和岩溶水补给、径流、排泄等规律,分析了隧道开挖与地下暗河的相互影响关系,探讨了路线如何有效避让或减轻大型岩溶洼地、溶洞和槽谷等发育地段工程地质问题。综合工程勘察与研究结果确定,设计隧道主体处于岩溶水的水平径流区,平面上大角度与九龙池暗河相交,并高于暗河100m以上,与暗河间没有直接影响,隧道施工出现涌突水风险小。九龙池泉水的出流量主要受降雨量控制,开挖对出流量影响有限且施工污染泉水风险小。因此,根据岩溶水文地质勘测研究结果设计的公路隧道路线方案合理可行。本文成果对岩溶区公路隧道工程选线与建设具有借鉴意义。     

郑万铁路巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案研究

郑万铁路湖北段巴东至香炉坪隧道群在穿越可溶岩地区地质勘察期间,深孔钻探揭示到能听见水声、伴有冷风冒出、超过80m的巨型半充填溶洞等。为解决上述不良地质问题,在经过区域水文地质调查及系统的地下水动力分析,推测该溶洞底部为暗河,施工图设计阶段对初步设计阶段既定线路方案进行优化。由于受车站位置、标高及线路纵坡等因素控制,无法从竖向空间进行综合调整,进而从平面上提出5种线路方案,并从主要不良地质、岩溶发育程度、围岩级别、辅助坑道、施工风险、工程投资等方面进行综合比选,推荐出施工风险相对较低、投资相对较少的线路取直且绕避暗河的D8K线路方案。施工开挖揭示表明,隧道成功避开岩溶强烈发育区的巨型含水地下暗河,巴东至香炉坪隧道群岩溶地质选线方案是成功的。     

基于综合赋权-TOPSIS法隧道突涌水风险评价及应用

为解决目前隧道突涌水风险性评估结果模糊、评价指标定量化不全面的问题,改进评价指标并将TOPSIS法运用于隧道突涌水风险性评估中,将AHP法和变异系数法相结合组成同时考虑主、客观因素的综合赋权法,根据评价指标分级结果构造4个风险等级的典型样本,以典型样本与正理想解的贴进度确定隧道突涌水风险等级区间,建立TOPSIS法隧道突涌水风险评估体系。以广大铁路祥云隧道为例,应用该方法对6个洞段进行突涌水风险性评估。结果表明,综合赋权-TOPSIS法隧道突涌水风险性评估结果准确且与隧道开挖结果相符,可为隧道突涌水风险评估提供一种新的方法。     

某隧道岩溶突水机理分析及安全岩墙厚度的确定

结合涌水实例用地质法分析了涌水区溶洞暗河形成过程，并成功应用于涌水预报中；对岩溶涌水机理进行了分析，阐述了岩溶发育的条件及施工地质调查的范围与内容；从几方面分析了涌突水的成因及确定施工中安全岩墙厚度应考虑的几个因素，提出了本工程的安全岩墙厚度值及施工策略。     

湖北三峡鸡公岭隧道顺利贯通

日前,湖北三峡翻坝高速公路最长隧道——鸡公岭隧道提前实现双幅顺利贯通。鸡公岭隧道为分离式隧道,右幅长4540m,左幅长4505m;隧道底部设计标高约306m到249m,最大埋深约338.5m,属深埋特长隧道。隧道穿过处地下水丰富,岩溶十分发育,施工中极易发生突水、突泥、塌方等地质灾害,安全风险极高,对全线能否如期通车具有控制作用,是三峡翻坝高速公路的控制性工程之一。结合工程施工需要,项目组成立了风险评估小组,对鸡公岭隧道施工进行跟踪风险评诂与控制,提出了施工许可机制,详细研究了鸡公岭隧道区岩溶发育规律,并利用自主研发的超前地质预报设备准确预报了多处突涌水情况,为隧道安全施工提     

基于检查表法和层次分析法的隧道涌水突泥事故可能性指标体系研究

本文基于检查表法和层次分析法,研究确定隧道涌水突泥事故可能性的指标体系。首先通过对隧道工程施工中的涌水突泥事故进行风险源辨识,建立风险评估指标;其次,采用层次分析法建立突水涌泥风险评估指标分值。     

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。     

藏东南某隧址区高原型岩溶发育特征及工程影响

在青藏高原特殊的地质构造背景下,区内岩溶发育具有其独特性。为探究高原型岩溶的发育特征,探索高原型岩溶的调查分析方法,为高原岩溶区隧道工程选线提供参考,以藏东南怒江峡谷区某隧道工程为依托,通过调查确认区内现存各级夷平面的地形、地貌、结构特征,参考其对应的古气候特点,分析该区高原型岩溶的阶段性发育特征;利用地表岩溶现象调查数据、航空电磁物理勘探及深孔钻探成果,进一步分析区内岩溶的垂直分带规律,验证基于夷平面演化分析高原型岩溶发育程度的可行性;统计隧址区出水点的分布高程,采用其流量、同位素测试结果,结合岩溶发育规律分析岩溶水的补径排特征,划分岩溶地下水的垂直分带;在此基础上,分析岩溶区隧道工程潜在风险,提出隧道选线及工程设置建议,以降低隧道工程施工中的岩溶塌陷与强烈突涌水风险。     

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。     

大断面软弱围岩隧道突泥涌水风险评估及控制措施

为评估大断面软弱围岩隧道突泥涌水风险,结合广东省江门至罗定高速公路王北凹隧道实例,建立了基于可拓法的隧道突泥涌水风险评估模型。通过计算分析表明,隧道左、右线LK100+354~LK99+988.5与RK100+385~RK99+978段突泥涌水风险等级极高,同时隧道开挖结果也进一步验证了风险评估结果。经研究分析,采取了"引、堵、排"结合的隧道突泥涌水控制原则,加强隧道超前地质预报,初期支护采用V级围岩的支护参数(I20b工字钢纵向间距75 cm;φ8@20 cm×20 cm双层钢筋网;26 cm厚C20喷射混凝土)。此外,超前支护采用双层注浆小导管,并采取帷幕注浆对掌子面进行封闭加固。实践表明,采取的风险控制措施合理可靠,能有效地控制隧道突泥涌水灾害。     

大支坪隧道岩溶水文地质分析

文中结合大支坪隧道勘察阶段的成果及施工阶段的涌水特征,对隧道区岩溶水文地质条件进行了分析和总结:隧道岩溶发育较深,不同岩溶水文地质条件对隧道产生的影响不同.建议对隧道进、出口段和中部,应采取不同的工程措施,才能有效地达到处理和防范目的,以避免施工中的涌水和突水突泥的风险,使隧道施工得以安全顺利进行.     

断层破碎带隧道突涌水灾害风险等级评价研究

为了准确评价隧道突涌水灾害风险等级,以降低隧道施工过程中突涌水事故的风险,依托海南五指山隧道进行风险等级评价研究.通过文献调研确定断层破碎带隧道突涌水灾害影响因素及评价指标,在专家打分的基础上,采用AHP_熵权法得到指标权重,进而通过模糊综合评价方法确定灾害发生概率等级.调研归纳给出隧道最大集中涌水量与灾害后果等级的对应关系,最终根据灾害发生概率等级和灾害后果等级确定隧道突涌水灾害风险等级.将建立的风险等级评价方法应用于五指山隧道,评价结果与隧道实际突涌水情况一致,验证了该方法的合理性及可行性,为断层破碎带隧道突涌水灾害风险定量评价提供了有效途径.     

岩溶与采空区隧道涌水突泥区间概率风险响应研究

湘中地区岩溶与采空区十分普遍,修建隧道发生涌水突泥事故会造成较大损失,需在施工前进行专项风险评估。文中根据岩溶与采空区隧道涌水突泥事故特点,耦合概率风险评价与区间数学理论进行风险响应研究;以湘中地区安平隧道为例,采用风险区间概率法得出施工中发生涌水突泥的风险为Ⅳ级,通过超前帷幕注浆等技术措施将其风险等级降至Ⅱ级,从而符合公路隧道安全施工的要求。     

基于AHP-理想点法的隧道突泥涌水风险评价

为实现对隧道突泥涌水风险的有效管控,减少因这种灾害带来的损失,采用AHP-理想点法建立了隧道突泥涌水风险等级的评价模型,分析了雅叶高速公路折多山隧道发生突泥涌水风险的等级.首先,通过分析影响隧道突泥涌水的各种因素,将不良地质、地层岩性、水力条件和人为因素作为一级指标,构建了一个多层次的隧道突泥涌水风险评价指标体系,并采...     

复杂隧道施工的地质技术工作

隧道穿越断层破碎带、岩溶和暗河等不良地质构造,存在突水、突泥等地质自然灾害,施工过程中采用超前地质预报物探技术、监控测试技术、超前水平钻探技术等,查清隧道隐伏的重大地质问题,根据掌握的地质资料,及时改进施工方法,以保证隧道施工安全。     

红岩寺隧道工程地质勘察成果总结

拟建的红岩寺隧道是一座特长公路隧道,构造发育,处于灰岩区,且隧道与暗河基本上处于同一高程,故隧道开挖过程中可能出现突水突泥、塌方等工程事故。在勘察工作中充分分析总结了区域地质及现场地质调查资料、岩溶水文地质调查研究资料、钻孔勘探及试验资料、EH4电磁勘探成果资料及地应力测试资料,形成了工程地质勘察报告。该报告为隧道设计提供了必需的参数;对围护方案提出了建议;对可能突水突泥及塌方的段落做出了预测。     

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。     

山区高铁岩溶隧道斜交拱跨暗河处理技术研究

在我国西部山区高速铁路建设过程中,面临隧线比高、地质条件复杂等困难。贵广高铁作为世界上穿越喀斯特范围最长、岩溶地质情况最复杂的高速铁路,全线隧道占比54%。为了克服这些岩溶不良地质,设计中采用了回填、桩基处理、梁跨、拱跨、桥跨等多种方式处理暗河、溶洞等。以贵广高铁I级高风险油竹山岩溶隧道大型斜交暗河处理工程为例,综合考虑岩溶暗河与线路相对关系、暗河发育情况、辅助坑道设置等因素,研究采用引水横通道+斜交拱桥+特殊暗洞衬砌的综合处理技术,取得了良好效果。