基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究

 突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌水的孕险环境和致险因子,遴选出突涌水的典型影响因素作为模糊层次评估方法的影响因子,统计分析出各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系,采用综合赋权法确定评价指标的权重,建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型,进行隧道施工前勘察和设计2个阶段的突涌水风险预评价和施工中的动态评价。首先,据勘察资料对隧道突涌水的孕险环境进行初步评价,以确定隧道不同区段降低致险因子影响度的施工对策;然后,为检验其有效性,在设计阶段综合考虑孕险环境和致险因子进行突涌水风险的预评价;最后,在施工过程中,基于突涌水风险预评价结果的区段特征,全程动态追踪隧道揭露围岩的水文地质、力场和地球物理场等反馈信息,辨识隧道即将揭露区段突涌水风险的孕险环境和致险因子,进行突涌水风险等级的动态修正,并通过对不同风险等级区段的风险接受准则和风险控制对策的界定,实现隧道施工期突涌水风险的实时、准确和有效的风险管理,从而建立完善的基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制体系。经三峡翻坝高速公路3条高风险岩溶隧道试运行证明,基于突涌水风险评价的施工许可机制在岩溶隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。     

岩溶隧道突水灾害防治研究及优化分析

马口排隧道岩溶不良地质十分发育、复杂多变,并穿过破碎带或断裂构造破碎带,隧道施工开挖极易产生大规模坍塌,突水可能性较大。为控制突水风险,依托龙怀高速公路马口排岩溶隧道为工程背景,通过系统的实际现场地质勘察和理论分析,针对马口排岩溶隧道的岩溶发育规律进行探讨,充分考虑地层岩性、地下水位、预测突水量和人为因素等的影响,对马口排隧道岩溶段施工过程中的发生突水灾害的风险进行了分段评价。在此基础上,对不同突水风险段制订最佳超前地质预报方案,并根据预报情况优化突水灾害防治措施。经龙怀高速公路马口排岩溶隧道的应用证明,该研究可有效降低突水灾害现象发生所带来的损失,对于其他类似岩溶隧道的突水灾害防治具有一定借鉴意义。     

基于风险评价的岩溶隧道综合超前地质预报技术研究

在岩溶地区隧道施工过程中,涌水、涌泥(砂)已经成为隧道施工的第一大害。对岩溶水进行准确及时的超前地质预报,是当前岩溶地区隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。应用地质学、岩溶学理论对隧道进行地质分析,运用模糊数学模型对隧道不同段落进行突水风险评价,进行风险分级。根据各种物探方法的优缺点和对岩溶水预报的敏感性,结合综合超前地质预报方法、原则,优化了综合超前地质预报的预报方案和流程,提高了岩溶水位置探查的准确性,并在沪蓉西高速公路乌池坝隧道予以实施。施工过程中,严格实施综合超前地质预报技术:通过地质分析和模糊数学模型,把乌池坝隧道划分为具有不同地质灾害风险等级的地段,在不同风险等级地段,制定了不同的预报方案。通过实施该综合超前地质预报方案,成功预报了隧道掌子面前方的岩溶水,证实了该方案的科学性和可行性。     

天池隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施

针对天池隧道岩溶涌水突泥情况,结合工程地质情况分析了涌水突泥灾害形成原因,利用超前地质预报手段,根据涌水突泥灾害的监测分析和岩溶发育规模确定了相应的整治方案,介绍了相关应急和永久整治措施,积累了隧道施工经验。     

复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究

 岩溶地区隧道地下水涌水预测方法和理论是长期以来难以突破的水文地质难题。基于我国岩溶地区隧道突(涌)水实例分析,从岩溶蓄水模式角度揭示岩溶区易发生涌水的构造机制,指出当前地质超前预报手段在涌水预报方面存在的问题。就岩溶地区隧道涌水量的预测理论研究现状,系统分析各预测方法的优缺点和适用条件。对不同含水地质构造的岩溶区进行划分,提出相应较合理的隧道涌水量预测方法,并结合工程实例验证其可行性。所得结论可为岩溶隧道涌水的预测研究提供借鉴。     

白涛隧道施工风险评价与突水灾害防治技术研究

在我国西南山区,修建隧道工程常会遇到岩溶和不良地质条件,施工中经常出现无法预料的地质灾害,如突水、突泥、坍塌等,造成极大的安全隐患。以重庆市白涛隧道为工程背景,通过系统地补充地质调查和地质分析,探讨了隧道的岩溶发育规律,综合考虑岩组岩性、地质构造、地下水位等因素,对隧道岩溶突水、突泥的风险进行了分段评价,初步提出了岩溶隧道四级风险评价体系,在风险分级的基础上,对不同风险段超前地质预报方案进行了设计,并根据预报情况制定灾害防治措施,该研究对于高风险岩溶隧道的灾害防治具有一定的意义。     

如何有效提高岩溶隧道超前地质预报准确性的应用研究

岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变,极易发生突水、涌泥及塌方等安全事故,在施工前期对岩溶隧道超前地质预报的准确性显得尤为重要。本文结合“新建铁路沪昆客专贵州段岩溶风险隧道超前地质预报项目”,对如何有效提高岩溶隧道超前地质预报准确性,提出几点建议。     

基于风险动态评估与控制的岩溶隧道施工许可机制

翻坝高速鸡公岭隧道穿过 寒武系石龙洞组 强岩溶含水层,地下水位高于 隧道底板 约 150~200 m ,施工中 极易发生 大型 突水突泥灾害。为控制施工风险, 研究了隧址区岩溶发育特征,突水突泥风险孕险环境、致险因子、动态管理与控制方法, 建立 了基于综合赋权专家评分法的初步评估、二次评估与动态评估模型, 首次提出并成功实施了一种基于隧道施工风险动态评估的风险控制新机制：施工许可机制。 该机制不仅可在岩溶隧道施工风险控制过程中应用,对于其他类型隧道与工程施工风险控制亦有借鉴意义, 已成功应用于翻坝高速鸡公岭隧道突水突泥施工风险控制,并开始应用于宜巴高速隧道施工中,岩溶、软岩大变形、塌方等灾害风险控制。     

龙潭隧道F2断层处涌水突泥机理及治理研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,当隧道穿越断层、岩溶发育地段和富含水区域时,容易发生涌水、突泥等事故,给施工安全带来极大威胁。龙潭隧道属于深埋特长岩溶隧道,施工期ZK72+205~ZK71+940段断层溶蚀带发生了四次涌水突泥事故,针对这四次事故,基于该段地层的岩溶发育规律,从地质学角度系统地分析了涌水突泥机理。分析得到:具有丰富补给来源的地下水、松散的岩溶洞穴堆积物给涌水突泥创造了必要条件,一经开挖扰动,事故一触即发。基于涌水突泥机理的分析结果,合理选择了超前小导管挤压劈裂注浆、负压排水、长管棚注浆、前进式分段高压注浆等治理措施,成功穿越了该段,完成了贯通,所得结论对类似工程具有一定的借鉴意义。     

综合超前地质预报技术在某岩溶隧道中的应用研究

在我国西南地区岩溶隧道施工过程中极易发生突泥、突水等地质灾害,为了保证隧道施工安全,需要利用超前地质预报技术来查清开挖工作面前方不良地质情况。结合四川某岩溶隧道超前地质预报工作,采用宏观地质分析法、地震波反射法、地质雷达法与超前地质钻孔法相结合的综合超前地质预报技术,探明了隧道掌子面前方溶蚀管道、溶洞及隐伏含水体的空间位置分布情况,提高了地质预报精确度,降低了隧道施工风险。     

TRT与快速钻探技术在高速公路岩溶隧道地质预报中的应用

以三峡翻坝高速公路项目天鹅岭隧道工程为例,介绍层析扫描成像技术(TRT)与快速钻探技术(采用RPD-150C多功能钻机)的综合地质预报应用,并对预报成果与应用效果进行分析.结果表明,两种技术的结合应用,可以更准确地预报岩溶隧道前方的不良地质体,并对围岩级别进行有效划分,以指导施工安全进行.     

缙云山隧道岩溶突泥治理技术

针对成渝高速公路复线缙云山隧道左洞K4+183~K4+170段发生的突泥涌水现象,采用超前地质预报手段查明了溶洞纵向及底部范围,根据岩溶发育规模提出了清淤、封端、回填、注浆的处理方案,解决了隧道岩溶突泥治理问题。     

红外探测技术在圆梁山隧道突水预报中的应用

隧道突水是隧道工程中的主要地质问题，是隧道施工中的安全隐患，突水危险地段的超前预报是安全施工的保证。阐述了红外探测仪的基本工作原理和HY-303红外探测仪在圆梁山隧道突水超前预报中的应用前景。圆梁山隧道进口段平导和正洞的红外突水预报结果证明，红外探测仪对透水区域的超前预报是准确的，值得在复杂地质条件下隧道工程实践中推广。     

岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报研究

在岩溶地区隧道施工过程中,经常遇到突水、突泥等无法预料的地质灾害,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失。为了保证岩溶隧道施工安全,对岩溶裂隙水与不良地质体的发育情况进行准确及时的超前预报,是当前岩溶地区隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。首先,对隧道建设过程中岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报和综合预报体系的研究现状进行详细的介绍,指出岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报中存在的主要问题,总结隧道建设过程中地质缺陷超前勘探方法和高压大流量岩溶裂隙水超前预报方法;然后,重点介绍TSP超前地质预报系统探测溶洞、陆地声纳法探测断层、地质雷达探测地下水和红外探水法探测岩溶裂隙水等工程实例。最后,总结预报各种不同地质体的有效方法和将要开展的研究热点和难点,并对下一步所要开展的工作进行深入探讨,对我国在岩溶裂隙水和不良地质体探查的理论和技术创新方面给予一定的帮助和指导。     

超前地质预报技术在岩溶隧道中的对比应用

特长可溶岩隧道中岩溶和水文地质条件复杂多变,规律性较差,盲目施工易造成突泥、突水及坍塌等事故,有效的超前地质预报为隧道安全掘进提供重要保障,目前尚无一种能独立解决各类地质问题的预报手段。本研究以中老铁路曼勒一号隧道为背景,以地质调查为基础,采用TSP、地质雷达、瞬变电磁及超前水平钻探等方法,对DK446+465～DK448+580段岩溶和地下水发育情况进行了预报,基本探明了预报段地质情况。同时,对各类预报方法进行了分析对比研究,希望为其他岩溶隧道的超前地质预报工作提供一定的借鉴参考。     

TSP203超前预报系统探测岩溶隧道的应用研究

在岩溶地区隧道施工过程中,经常遇到溶洞、暗河、断层及突水、突泥等无法预料的地质灾害,给施工带来了重大灾难和无法估计的经济损失.为了保证岩溶地区隧道施工安全,对岩溶的发育情况进行准确及时的超前预报,具有重要的理论意义和重大的工程价值.TSP超前地质预报系统与其他预报方法相比,在准确性和预报距离以及操作可行性等方面都具有一定的优势.基于TSP203 plus 系统对沪(上海)蓉(成都)西高速公路齐岳山隧道进口左洞溶洞进行了预报.对照溶洞实际开挖情况,分析了该系统的实用性和可信性以及在指导施工方面起的重要作用.     

TSP技术在云雾山隧道施工期超前地质预报应用浅析

本文以宜万铁路云雾山隧道为例浅谈高风险隧道TSP和超前钻孔超前地质预报技术的运用。云雾山隧道长6640m,隧道最大埋深800多米,存在岩溶、突泥突水、断层破碎带、硬岩岩爆、软岩变形、瓦斯等不良地质问题,施工过程采用超前地质预报是保证隧道安全施工的重要手段,本隧道采用TSP203、地质雷达、超前钻孔、红外探水等多种手段进行预测预报,成功预报多次不良地质,及时采取了切实有效的应对措施。本文简要介绍TSP及超前钻孔相结合成功预报不良地质,并采取动态设计理论及时调整设计方案指导施工,供同行借鉴。     

地质雷达超前地质预报在马口排隧道的应用研究

岩溶地区隧道施工过程中难免会遇到溶洞、断层及暗河等不良地质环境,容易导致地表下沉、隧道塌方、突水、突泥(沙)等灾害。通过超前地质预报,可以获得掌子面前方地质异常体的位置、产状、以及地下水、CH4等数据,及时进行施工方案调整,保证施工安全。在地质雷达法的探测目的、探测原理、探测特点等基础上,以广东省龙怀高速公路马口排岩溶隧道为工程背景,将地质雷达检测技术应用于隧道右线出口K226+355～K226+330里程段的超前预报,通过对地质雷达图像进行分析,对地质雷达超前预报结合实际开挖结果进行对比研究,可知地质雷达的预报结果与实际开挖结果基本吻合,地质雷达的预报准确率高,对于其他岩溶隧道超前地质预报具有一定的参考意义。     

超前地质预报技术在隧道施工中的运用

结合某隧道的工程概况和出口平行导坑地段的岩溶特征及工程水文地质条件,根据超前地质预报原则,阐述了各种超前地质预报方法在出口平导岩溶地段施工中的应用,通过实践证明了超前地质预报技术的可行性。     

浅谈公路岩溶隧道施工技术管理

隧道施工特别是复杂地质条件下的施工面临着很多地质灾害问题,如岩溶地段的突水突泥、断层破碎带的塌方等,为了避免这些灾害事故的发生,开展岩溶隧道的施工技术管理研究,对于公路隧道施工具有重要的实际意义。针对湖北大广南高速公路建设中紫荆山隧道实际工程,阐述了紫荆山隧道施工过程中的超前地质预报方法,论述了隧道监控量测管理与分析方法,总结了隧道涌水段施工管理、防排水措施和安全应急预案等施工技术,对类似地质条件下的隧道施工具有一定的指导意义。