漫谈矿山法隧道技术第十四讲——隧道涌水及其控制方法

分析制定隧道控制地下水对策的基本观点:既要考虑隧道施工对地下水的影响,也要考虑地下水对隧道施工的影响。指出控制地下水的对策必须符合3个条件:1)确保施工作业安全、顺利地开展;2)不对周边环境产生有害的影响;3)以合理的工费和工期来实现。隧道涌水视其发生位置、涌水量、发生时期、涌水量的历时变化等是各种各样的,应对隧道涌水进行合理分类,以便有的放矢地采取相应的对策。介绍了日本统计的地质构造和涌水现象的分类。涌水处理应达到3个基本目标:1)确保隧道施工在无水的条件下进行,或者是在可以接受的渗漏水条件下进行,或者是在对周边环境"可接受干扰"的条件下进行;2)二次衬砌原则上不承受水压作用,不得已时把水压控制在二次衬砌容许的范围内;3)运营中的隧道洞内不能成为地下水流经的通道,隧道衬砌背后必须形成一个纵横交错的、不易堵塞的、通畅的排水系统。达到上述目标的基本方法是:充分利用和提高围岩的隔水性能,合理地处理好"排"与"堵"的关系。针对涌水处理的3个基本目标,分别介绍了国内外相应的经验和措施。1)一些国家的指南、标准对隧道的涌水量进行了分级,认为涌水量≤2.5 L/(min·m)时基本上可以认为是在无水条件下施工;一般的线状流水、经常涌水可以用自然排水法排水;而针对突发大量涌水,则需要采取特殊的地下水对策予以解决。2)按照二次衬砌是否承受水压,隧道可分为3种情况:1衬砌不承受水压,即所谓的完全排水型隧道;2衬砌承受全部水压,即所谓的非排水型(防水型)隧道;3衬砌背后设置注浆域,分担衬砌承受的水压,衬砌只承受部分容许的水压。从目前的隧道设计实际来看,在山岭隧道中多数采用方案1,在城市隧道中多数采用方案2,在高水压和突发大量涌水的极端情况下采用方案3。介绍了日本、美国的设计经验。3)我国铁路隧道采用把地下水引入隧道,再从洞内两侧边墙附近设置的排水沟排出地下水的做法是值得商榷的;特别是在可能发生冻害的地区,更不可取。在国外,日本、德国、法国等国家的铁路、公路隧道基本上是把中央排水管设置在仰拱内或仰拱下方,而在隧道两侧只留有用于排出流入隧道内的雨水或隧道清洗水的排水沟;因此,建议立项研究取消洞内排水沟,设置中央或两侧脚部排水管的问题。最后指出,实现涌水处理的3个基本目标我们尚需努力,特别是"目标"的定位问题,尚需进行基础性的研究才能解决。在隧道施工中,涌水是不可避免的、客观存在的现象,我们积累的经验非常丰富,但缺乏系统的、认真的总结和归纳。     

侧压力系数与非同步开挖对分离式隧道影响研究

使用有限元方法进行了一系列的计算分析,探讨不同侧压力系数对分离式隧道左、右洞不同步开挖时两洞间的影响程度,并通过现场动态监控量测来验证数值模拟的正确性。结果表明：侧压力系数越大相邻隧道的影响程度越大。     

监控量测在姚村坦隧道施工险情预报中的应用

以景(德镇)婺(源)黄(山)高速公路姚村坦连拱隧道施工中出现的险情为例,结合地表沉降、洞内净空收敛及拱顶下沉进行观测及现场观察,针对隧道出口段围岩失稳导致中导洞右侧工字钢严重内敛现象进行了动态预报,从而为及时采取有效措施排除险情争取了时间,避免了重大事故的发生,以此进一步说明了监控量测在隧道修建过程中的必要性。     

新型公路隧道降噪吸音砂浆的制备工艺

文章根据公路隧道对降噪吸音材料的特殊要求,以水泥、陶砂、膨胀珍珠岩等材料为主要原料,结合一系列的拌制工艺,研制出一种环保无污染、防火、防撞击、施工方便快捷、喷覆式的新型隧道吸音材料--陶砂膨胀珍珠岩吸音砂浆,并采用驻波管法测试砂浆的吸音性能.     

京珠高速公路隧道病害检测与处治对策研究

通过京珠高速公路隧道病害现场检测,对其主要病害进行了分类统计。考虑该隧道的勘察、设计、施工等因素影响,对该隧道主要病害产生原因进行了分析,在此基础上,对隧道病害等级进行了判定,并针对不同等级病害,提出了具体的处治措施。     

基于FDS公路隧道火灾仿真研究

针对公路隧道突发火灾事故问题,采用模拟软件对隧道发生的火灾进行研究。分析火灾条件下公路隧道内被困人群的疏散行为特点,给出隧道内人员疏散的安全依据,按照隧道火灾条件下通风风速不同时火灾烟气蔓延情况,确定火灾可利用疏散时间(ASET),通过分析人员疏散特点计算出所需的疏散时间(RSET),通过对比得出:通风风速至少为3m/s时才能保证人员的安全疏散。     

公路隧道下穿饮用水水池的爆破控制

本项目是新建隧道下穿原有饮用水水池,因直线距离较小、且水池安全要求较高,无法使用传统爆破开挖,为保证水池正常使用,施工时严格控制同一段雷管起爆装药量,使爆破振动速度降低到安全范围内,并对爆破震动速度进行监测,确保在水池附近的振动处于可控。     

侧推减阻降噪装置设计与应用探索

侧推减阻降噪装置是一种填补国内空白的特种船舶装置,此装置可针对性解决因侧推通道激发的局部紊流及气泡层影响船舶声学设备正常使用的难题,该文介绍了该装置产生的背景、预期功能、设计校核方案及船上安装使用方法,经实船验证,该装置满足母船声学设备使用要求。     

海流作用下沉管—双驳船沉放系统沉放过程的阻力特性分析

文章通过CFD方法对海流作用下沉管管节与双驳船组成的沉放系统在不同沉放水深时的阻力进行分析,采用RANS方程和SST k-ε湍流模型,利用试验结果验证所用模型和方法的正确性。结合沉放过程三个典型工况,分析90°来流时的流场变化对阻力特性变化产生的影响。结果表明数值结果与试验结果差异较小,驳船和沉管之间的相对位置、沉管沉放深度对流阻力大小影响较大。     

渤中稠油乳状液的流变性实验研究

此项研究的目的在于揭示含水率、压力和温度等对稠油乳状液流变特性的影响.实验结果表明,油品乳状液的反相点大约在含水率70%左右,温度对乳状液黏度和流变性影响较为明显,压力对乳状液黏度和流变性影响不大.