西南某岩溶隧道涌水量预测的应用研究

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。基于我国西南地区岩溶发育特点,从陆地水文学入手,结合工程实例,提出利用流域水文模型法与回归分析法预测岩溶隧道突(涌)水问题,并利用分析结果提出隧道施工进出洞水文地质预警条件,对岩溶隧道施工过程中涌水量的预测具有一定的指导意义。     

隧道岩溶管道型突涌水动态演化特征及涌水量综合预测

建立了隧道岩溶管道型突涌水模型,进行了突涌水过程中动态演化特征分析,结果表明揭露岩溶管道型突涌水的动态演化无明显的时间效应,但空间特征呈现阶段演化的规律,突涌水区域可分为三种典型流速演化区域:管道内部的近似高速稳定区,隧道与岩溶管道临界面附近的流速升高区以及隧道内部灾害水体的衰减–低速稳定区。基于管道内部区域流速动态衰减规律,提出了基于数值分析法和极限(离散)解析法的涌水量综合预测方法,形成揭露岩溶管道型突涌水的涌水量预测体系,并设计了相应的模型试验,进行了涌水量的实时监测,监测结果验证了涌水量综合预测方法的合理性。     

大广高速紫荆山隧道岩溶水系勘测及涌水量预测

以大广高速紫荆山隧道为例,综合采用钻探、遥感、大地音频电磁和浅层地震折射物探等技术勘测隧道基岩及其风化情况、断层破碎带的位置、隐伏岩溶及洞穴的空间分布和充填情况,分析隧址区岩溶发育特征及可能突涌水位置。在此基础上,采用多模型方法预测隧道正常与最大涌水量,并与现场实测值进行了对比,最大涌水量预测误差为19.4%,表明所采用的勘测手段及涌水量预测方法的有效性,可为类似岩溶隧道工程的突涌水灾害预防提供参考和指导。     

基于GIS的厦门海底隧道涌水预报系统研究

应用GIS技术开发海底隧道施工涌水预报系统,实现涌水量动态预测,为施工安全提供技术决策。研究中涌水量的预测采用了解析法和数值模拟方法。技术路线为根据工程施工前的地质勘探资料,进行隧道的涌水量预测,其成果作为背景数据库存放在评价系统中。结合隧道施工过程中的地质信息和地下水信息,对涌水量模型参数进行修正,利用修正后的参数,更新涌水预测评价的基础数据库,以更新后的结果作为施工前方涌水量预测结果。系统实现了海底隧道涌水的动态预测,在厦门海底隧道工程施工应用中表明:系统可为隧道安全开挖中的探水工作提供相对正确而直观的水文地质依据和工程技术保障。     

花岗岩蚀变带隧道涌水量预测研究

红豆山隧道主要穿越云母花岗岩、变质花岗糜棱岩等非可溶岩地层,施工期间其2号斜井平导发生了大规模突涌水。为合理预测隧道涌水量,对红豆山隧道穿越花岗岩蚀变带地区的工程特点及涌水的成因机理进行了分析,并建立了相关的涌水评价等级层次结构模型。结合研究区水文地质条件及现场监测情况,对红豆山隧道涌水量危险性进行了等级划分,利用模糊数学预测了红豆山隧道2号斜井的涌水量。结果表明:(1)影响红豆山隧道涌水的相关因素主要分为工程地质、水文地质及隧道工况3个方面,共9个因素;(2)提出的模糊数学模型预测的平均涌水量与实际工程涌水量的误差为2.61%,满足工程实际施工的准确性精度,能够为类似工程的涌水量预测提供参考。     

秀宁隧道施工岩溶高压富水区防排水处置技术

秀宁隧道是广昆铁路控制性工程,隧址的工程和水文地质条件异常复杂,围岩软弱多变,施工风险极高。隧道在穿越岩溶富水区时发生了大规模突涌水,峰值涌水量达到11 910m3/h。通过对该段隧道防排水方案的比选和研究,采用"延长平导"方案对岩溶涌水进行处理,使秀宁隧道得以顺利穿过岩溶富水区。     

岩溶漏斗区隧道涌水处治技术研究

文章根据某岩溶漏斗区隧道涌水事故处治实例,描述了隧道施工期间,岩溶漏斗、岩溶管道涌水突泥的实际情况.通过方案比选,考虑隧道结构安全、运营安全和造价控制等因素,提出了岩溶漏斗区隧道涌水处理应采取"地表截水、洞内排水"的处治方案.     

隧道涌水的原因分析及治理措施

综述了隧道涌水的病害机理,系统地列举了预测隧道涌水量的常用方法及计算公式,总结了隧道涌水病害的处理措施,最后以工程实例说明,通过涌水原因的分析才能够采取合理有效的治理措施,保证施工顺利完成。     

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。     

贵州某隧道岩溶水文地质条件及涌水量研究

拟建隧道位于贵州岩溶地区,地质条件复杂,且隧道将横穿过一条地下河下方,隧道遭遇岩溶涌突水的危险性较大。通过分析该隧道岩溶水文地质环境,论述了隧址区岩溶发育分布规律、岩溶水补径排条件,并采用地下水径流模数法和大气降水入渗法2种方法对比计算对隧道涌水量做出初步预测评价,为施工提供依据。     

特长深埋隧道裂隙水综合预测方法与应用

隧道涌水是施工过程中经常遇到的一类地质灾害,给隧道施工带来安全隐患和经济损失,因此,对隧道掌子面前方的裂隙水发育情况进行准确及时的超前预报,具有重要意义。总结了常用隧道涌水量计算方法和裂隙水超前预报方法,并对各方法优缺点及适用范围作了比较。依托宜(昌)-巴(东)高速公路石门垭隧道工程,利用地质分析方法对隧道全段进行裂隙水发育情况和超前预报方案的划分,并结合涌水量计算与TSP 预报系统对裂隙水进行预报,收到了良好的预报效果,对类似工程具有一定的指导意义。     

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。     

隧道特大涌水的治理方法

针对大路梁子隧道发生特大涌水的问题,对涌水段进行了地质勘探调查,通过对涌水原因进行的分析,提出了大路梁子隧道的涌水治理方法,实践表明,收到了良好的治理效果。     

锦屏二级水电站TBM选型及施工关键技术研究

 锦屏二级水电站引水隧洞属于深埋特长隧洞,其中2条引水隧洞施工采用敞开式硬岩掘进机(TBM)进行施工。引水隧洞TBM开挖直径12.4 m,位列世界第二。引水隧洞穿越区域水文地质条件复杂,开挖中面临地下水预报及处理、通风、岩爆防治等三大关键技术问题。通过对大量文献资料和工程实例的研究,概述TBM近半个世纪的发展及其在隧道建设中的应用现状和主要问题。对锦屏二级水电站区域地质条件以及主要的工程地质问题进行分析,结合国内外已有的TBM施工经验,对锦屏二级TBM选型以及在施工中面临的超前地质预报、围岩稳定、高地应力及岩爆、突涌水、溶洞、有害气体、断层破碎带等不良地质条件所采用的施工方法进行分析研究,针对性地提出在各种不良地质条件的下的TBM施工对策,对锦屏二级水电站TBM施工提出建议,研究成果可供类似工程参考。     

超前地质预报技术在龙潭隧道中的应用研究

该文以龙潭隧道超前地质预报为工程实例,采用TSP、地质雷达、红外探水和超前地质钻孔四种方法,通过不同方法的取长补短成功预报一个特大充填富水型溶洞的位置。总结TSP、地质雷达和红外探水三种物探手段的适用性和局限性,并在实施过程中对其进行科学运用,同时注重超前水平钻孔的验证工作,在高风险岩溶段达到了准确预报不良地质的目的,避免了地质灾害发生。三种物探方法的适用性和局限性的结论,以及不同物探方法相结合并辅以地质钻孔验证的超前地质预报方法,对后续隧道工程的超前地质预报工作具有借鉴意义。     

季节性涌水隧道施工技术探讨

根据施家梁隧道中溶洞的特征和溶洞段二次衬砌施作后暴雨期间溶洞内的涌水情况,采用洞内排水的方法对隧道涌水进行了处理,取得了良好的效果,为同类工程的设计施工积累了经验。     

季节变动带内岩溶隧道涌突水危险性评价

季节变动带内岩溶隧道,枯水季节隧道涌水主要由含水层中的静储量以及地下暗河的枯期动储量构成,丰水季节由静储量及洪水期地下暗河动储量构成。由于降雨通过地表的洼地、落水洞迅速补给地下暗河,涌突水的剧增将对隧道施工带来极大的危害。因此,季节变动带内岩溶隧道涌突水危险性评价尤显重要。本文以滇东高原某岩溶隧道K5+850~K10+800段为例,根据段内枯水期稳定涌水量和雨季最大涌水量预测结果和岩石的可溶性(K₁)、地质构造因素(K₂)、地表汇水条件(K₃)、地下水化学特征(K₄)、隧洞埋深与地下水位的关系(K₅),分别进行了涌突水危险性评价。最后以段内地面暴雨前后实际涌水量变化验证涌突水危险性评价结果。     

Prevention and treatment technologies of railway tunnel water inrush and mud gushing in China

Water inrush and mud gushing are one of the biggest hazards in tunnel construction. Unfavorable geological sections can be observed in almost all railway tunnels under construction or to be constructed, and vary in extent. Furthermore, due to the different heights of mountains and the lengths of tunnels, the locations of the unfavorable geological sections cannot be fully determined before construction, which increases the risk of water inrush and mud gushing. Based on numerous cases of water inrush and mud gushing in railway tunnels, the paper tries to classify water inrush and mud gushing in railway tunnels in view of the conditions of the surrounding rocks and meteorological factors associated with tunnel excavation. In addition, the causes of water inrush and mud gushing in combination of macroand micromechanisms are summarized, and site-specifc treatment method is put forward. The treatment methods include choosing a method of advance geological forecast according to risk degrees of different sections in the tunnel, determining the items of predictions, and choosing the appropriate methods, i.e. draining-oriented method, blocking-oriented method or draining-and-blocking method. The treatment technologies of railway water inrush and mud gushing are also summarized, including energy relief and pressure relief technology, advance grouting technology, and advance jet grouting technology associated with their key technical features and applicable conditions. The results in terms of treatment methods can provide reference to the prevention and treatment of tunnel water inrush and mud gushing.     

岩溶地质隧道施工处理措施探讨

在岩溶地质隧道施工中,经常遇到涌水以及大小不同的溶洞影响工程施工问题,本文重点探讨了隧道岩溶段地下水、小型溶洞以及规模较大溶洞的处理措施。     

坝陵河大桥西锚洞岩溶围岩分级

 坝陵河大桥隧道锚洞工程周边围岩的岩溶较发育,勘察设计阶段确定其围岩级别为II～IV级。根据实际开挖所揭露的岩溶状况,需要调整超前支护和初期支护参数,以保证锚洞施工安全。在岩溶地质预报和一般地下工程岩体质量分级基础上,专门针对围岩为不同岩溶发育状态的岩体进行质量分级修正,建立锚洞岩溶围岩分级的物理模型和数学模型。根据岩体波速测试、岩体抗压强度以及岩溶发育程度修正系数等参数的确定,计算锚洞岩溶围岩级别主要为V级。事实上,在整个锚洞施工过程中,均采用超前小导管、超前锚杆、型钢拱架、挂网及喷射混凝土等强支护措施,锚洞开挖采用台阶法分步开挖。锚洞开挖完毕后对周边的破碎岩体及溶洞进行了注浆加固处理,也就是说,锚洞施工的超前支护和初期支护参数实际均按照V级围岩实施。实践表明,本工程岩溶围岩分级是合理的,对其他同类工程可提供借鉴。