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.     

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。     

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。     

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。     

突水突泥高风险隧道施工技术与管理

地球上约有15％的地形是喀斯特岩溶地貌．中国是世界上岩溶分布面积最广的国家之一。最新统计表明．裸露于地表的碳酸盐岩面积约203万km^2,加上埋藏型碳酸盐岩,总面积达365万km^2．约占国土面积的1／3以上。裸露型碳酸盐岩主要分布在中国南方地区,其中四川、云南、贵州、重庆、广西、湖南、湖北和广东八省区面积达74万km^2,占总面积194万km^2的38．1％。中国碳酸盐岩分布见图1。     

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.     

岩溶区大断面隧道突泥突水的防治

通过对岩溶区客运专线大瑶山隧道的分析,针对隧道施工中出现的突泥突水现象,总结出发生此现象所具备的四个条件,提出客专隧道施工中如何进行防治,同时也提出隧道岩溶区岩溶管道、溶洞、断层破碎带等特殊地段施工控制技术,对今后类似工程的施工具有指导意义。     

综合超前地质预报在玉磨铁路复杂地质隧道的运用

玉磨铁路长大地质复杂隧道施工中采用了地质调查法、物探法、钻探法等多种手段进行超地质预报工作。本文详细阐述了前震旦系昆阳群围岩突水突泥段、岩溶区、岩盐段、弱胶结砂岩段、有害气体段的超前地质预报探测路线、方案、模式及侧重点,并列举实例进行具体说明。结果表明：（1）总结提出长大地质复杂隧道的超前预报应采用多种手段相互结合、相互印证的模式开展预报工作;（2）地质调查法是基础,综合分析工作是重点;动态调整地质复杂程度分级;动态调整探测手段和技术要求;（3）超前地质预报工作不仅要探明不良地质体降低施工风险,为隧道开挖确定围岩级别、设计参数、工程措施提供依据,而且也要为全隧施工组织优化和确保工期提供有利支撑等观点。     

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。     

某轨道交通1号线雅蛮区间隧道岩溶突泥突水处治对策分析

以某轨道交通1号线雅蛮区间左线ZDK19+200处开挖支护施工时发生突水突泥事件为工程背景,分析了岩溶突泥突水的成因,完成对溶洞淤泥清理、一次涌泥处理、二次涌泥处理以及掌子面加固等措施;对右线地质进行补勘,提前处理隐藏的岩溶,对突泥突水引发的周边构造物裂缝和沉降问题进行加固处理;在此基础上,结合本次工程事故与前人对岩溶隧道的研究,对处理溶岩突泥突水问题提出可行性建议。     

南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术

研究目的:南广铁路白云隧道施工中遇到断层发生小型突泥,清淤时发生大规模突泥突水,造成人员伤亡,形成灾害。研究结论:(1)超前地质预报是防范突泥突水的有效手段,施工中必须严格实施,当施工中发生突泥时,必须进行清淤安全评估,贸然清淤将十分危险。(2)采用注浆法成功地处理了突泥突水溃口并完成断层破碎带的安全施工。(3)通过采取堆渣挡护、迂回施工、正洞处理等技术措施,完成该隧道断层破碎带的处理,可供类似工程参考。     

山岭地区隧道涌水量预测计算方法的应用分析

研究目的:山岭地区隧道基岩裂隙水的涌水量计算,至今仍是一项需要不断深入研究的课题.传统的地下水动力学法,与实践中应用的地下径流模数法、水文学法、降水入渗法均经过模型概化,或以均质介质进行解析,显然存在一定的缺陷.研究结论:为使涌水量的预测计算更趋于实际、合理与科学.结合工程实践认为,在考虑到裂隙的折减、边界条件等的不对称性时,稳定流宜采用分部叠加法计算,非稳定流宜选择符合实际的渗透系数和含水层厚度进行计算;地下径流模数法应以分析地貌、构造条件为基础,利用有效汇水面积预测涌水量;水文学法具有宏观估算作用,不宜用于定量评价;条件具备时,应建立数值模型计算方法,尤其是三维流的数值模型计算.     

深埋隧道岩溶突水灾害的地质条件研究

研究目的:明确岩溶山区深埋隧道施工突水灾害形成的地质条件,给隧道施工地质超前预报工作提供技术基础。研究方法:在现场调研的基础上,对宜万铁路岩溶地区的隧道工程进行了多方面的分析。研究结果:得出了深埋隧道施工过程中揭露的深部岩溶地质特征,岩溶洞穴、管道的形成与地层岩性、岩层构造、褶皱形态、岩层产状、断层特征等岩性构造因素的相关性,以及岩溶地貌和地下水条件与隧道突水灾害的关系。研究结论:岩溶突水地质灾害可能发生的工程位置与岩性分异界面、岩层接触界面、褶皱核部转折端、断层等地质因素有密切关系,这些部位是大型岩溶洞穴可能出现的位置,因此隧道线路上这些地质位置也是岩溶突水灾害形成的可能部位。在此基础上提出了岩溶山区隧道施工过程中岩溶灾害危险地段的判定原则。     

广西裸露型岩溶山区铁路隧道岩溶综合勘察

结合广西某铁路隧道勘察,介绍了裸露型岩溶峰丛地区岩溶综合勘察的工作思路、工作布置、成果综合分析,特别是介绍了利用近年来快速发展的电磁法和高精度重力法探测技术进行综合物探探测,阐述了多方法的优越性可以弥补单一方法的不适用,且综合解释可以克服多解性,总结出适合于裸露型岩溶峰丛地区的隧道岩溶勘察的方法组合并提出实施建议。     

综合勘察与超前地质预报技术在兰渝铁路长寿山隧道中的应用研究

长寿山隧道为特长隧道,其工程规模大,埋深大,需勘察范围广,地形地质条件十分复杂,为了详细查清隧道的工程地质与水文地质条件,并及时对地质勘察资料进行补充和完善,指导并保证隧道施工的安全顺利进行,通过在勘察阶段采用遥感、大面积地质调绘、物探、钻探、综合试验、测试相结合的地质综合勘察技术,在施工阶段,采用地质编录、TSP、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等相结合的综合地质超前预报技术,提高勘察效率及质量,补充地质资料、指导及保证安全施工,取得很好的效果。实践证明,山区长大、深埋、地形地质复杂隧道,在勘察及施工阶段分别采用综合勘察与地质超前预报技术,其方法是必要、合理、恰当的。     

南京长江隧道泥浆处理技术分析

介绍了南京长江隧道泥水平衡盾构施工中泥浆处理的工艺流程,系统阐述了泥浆处理的数量、粘度、密度和含砂率等技术要求,泥浆处理的预筛分、一级分离、二级分离的多级分离原理,泥浆处理设备的泥浆处理数量、筛分能力、泥浆循环的流速、渣料的含水量及制新浆的能力,分析了泥浆处理设备的各种性能指标,全面列举了加强值班巡视、配备设备时考虑了一定的富余系数、不同地层时的分级分离设备的选用、补充新浆能力、液位自动平衡装置、泥浆防溢装置等保证泥浆处理正常运转的保障措施,进而总结出泥浆正常处理对保证盾构施工进度、成本及提高经济效益的作用。     

宜万线别岩槽隧道出口DK 406+422特大突水分析

研究目的:宜万线别岩槽隧道出口DK406 422大突水引起地质灾害,本文分析形成突水溶腔的条件和原因,以便采取有效的整治措施.研究结论:通过对这一特大突水进行分析,得出:与暗河相通储水溶腔,宜排(水量较大宜采用泄水洞泄水)不宜堵;建议在隧道外部打泄水洞(约400 m),替代庙坪暗河的等效作用,不致造成环境影响,又可降低水位,确保隧道施工安全,消除可能存在的隐患;跨越隧道溶腔建议采用桩基承台跨越,因揭示的溶腔周边岩体完好、整体稳定、宽度不大(11 m),采用板拱形式跨越亦是有可能的.