高速公路岩溶隧道综合超前地质预报研究

岩溶地区隧道等地下工程施工过程中,对掌子面前方不良地质体的发育情况进行准确及时预报,是当前隧道设计施工中亟待研究与解决的关键问题.本文首先总结分析了各种常用的超前地质预报方法的优缺点,在岩溶隧道中继承、发展前人超前地质预报的思想;然后重点介绍和分析了成功的隧道超前地质预报工程实例.在坚持长短结合、地质与物探结合、合理搭配、贯穿全程的基本原则下,综合超前地质预报技术和方法能很好地预报掌子面前方岩溶的位置、规模、形态和填充情况,验证其适合复杂地质条件下岩溶隧道的超前地质预报工作.此工作对岩溶地区高速公路隧道超前地质预报工作提供一定的帮助和指导.     

地质分析法在隧道岩溶探测中的应用

在碳酸盐岩地区隧道施工过程中,岩溶地质灾害是常见的地质灾害,往往造成重大经济损失及人员伤亡．地质分析法是隧道施工地质预报的1种基本方法,也是所有采用地球物理探测方法进行隧道施工地质预报的基础．结合具体工程实践,在对碳酸盐岩发育地区岩溶发育条件及发育规律总结归纳的基础上,采用地质分析法,通过对杭瑞高速公路毕都段街上隧道所揭露的岩性、构造、地形及附加岩溶发育情况等进行调查与分析,得出岩溶发育的重点区域,并在实际开挖当中得以验证．     

综合超前地质预报在岩溶隧道施工中的应用

在岩溶地区,富水、岩溶及断层破碎带等不良地质常是制约隧道正常施工的主要因素。超前地质预报是探查地下工程开挖掌子面前方不良地质情况、降低施工风险的一项重要技术措施,已成为岩溶地区隧道施工过程中不可或缺的重要工序。文章提出了运用“地质调查法+TSP+TEM+超前钻探”综合地质预报方法对岩溶地区隧道不良地质情况进行探查,建立了在地质调查法的基础上,使用TSP长距离辅助探测技术,以小线圈瞬变电磁法为核心手段,最后再通过超前地质钻孔来验证的综合预报流程。以某岩溶地区隧道为工程背景,采用了“地质调查法+TSP+TEM+超前钻探”综合超前预报方法,达到了提高预报准确性的效果。     

综合超前地质预报技术在贵南铁路岩溶隧道中的应用

在岩溶隧道施工过程中,突水突泥灾害时有发生,给隧道施工安全带来不同程度的影响。为了确保岩溶隧道施工安全,须采用地质调查法、地震波反射法、地质雷达法、瞬变电磁法、超前地质钻孔及加深炮孔相结合的综合超前地质预报技术,用以探测岩溶隧道的工程地质与水文地质条件。将该综合探测技术在贵南铁路九万大山一号隧道工程进行了实际应用,通过在不同岩溶地质条件下使用不同的预报方法组合方式及预报方案,探清了隧道的溶洞空间分布、充填物特征及岩溶水性质,提高了预报精确度,降低了施工风险。得出结论:在岩溶隧道中积极采用综合超前地质预报技术,能进一步查明岩溶隧道掘进工作面前方的地质情况,为制订隧道岩溶处理方案及围岩设计变更提供了依据。     

隧道信息化施工地质灾害预警预报技术研究

在岩溶强发育地区隧道信息化施工过程中,存在涌水涌泥、塌方等地质灾害的高风险,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失.本文在高风险岩溶隧道地质灾害综合预警预报方法研究的基础上,结合隧道超前地质预报“三结合”原则,利用综合超前地质预报技术对隧道开挖前的地质灾害进行综合预报,利用监控量测技术对隧道开挖后的围岩因大变形而导致的地质灾害事故进行预警,以高风险特长岩溶隧道为例,将超前预报和监控量测相结合对高风险岩溶隧道地质灾害,如大型塌方、涌水涌泥等地质灾害进行了成功的预报预警,避免了人员伤亡和重大经济损失.所采用的灾害预报技术手段和所提出的预警机制及方法及对类似工程具有一定的借鉴与指导意义.     

宜万铁路复杂岩溶隧道施工地质工作方法

通过研究岩溶隧道施工地质工作方法,给出了岩溶隧道施工地质工作的程序和内容：根据各隧道的工程地质和水文地质条件、地质因素对隧道施工影响程度及诱发环境问题的程度等,将岩溶隧道复杂程度分为A级、B级、C级进行管理;针对不同复杂程度的分级、不同类型的地质问题,将超前预报工作分为A级、B级、C级3个等级,并选择不同的预报方法和手段进行预报;最后根据预报结果,进行灾害评估,提出灾害预警和工程措施的建议意见,供岩溶隧道优化设计和施工参考.该方法体系在宜万铁路得到了成功应用.     

TSP203在灰岩地区隧道施工过程中的应用与探索

TSP203（Tunnel Seismic Prediction）系统是由瑞士Amberg测量技术公司专门为隧道施工阶段超前地质预报而研发的一套设备。通过笔者单位的TSP法隧道超前地质预报工作,发现对隧道施工掌子面前方断层破碎带及其影响带的宽度范围、节理裂隙密集带等不良地质体TSP法能较准确地预报,但是在灰岩地区针对岩溶的准确预报存在一定困难,隧道施工因为在可溶岩地区而引发的各种灾害地质情况也时有发生,对隧道内的施工作业人员及设备构成很大威胁,所以准确预报隧道内掌子面前方的岩溶发育区域迫在眉睫,通过大量的实践和总结,在针对岩溶的准确预报方面笔者积累了部分经验,本文通过TSP在灰岩地区几个不同地质模型上的成功预报案例来详细讲解灰岩地区隧道施工中对岩溶的预报情况及其在长距离预报中的指导意义。     

岩溶区隧道注浆技术质量控制

岩溶地区地质条件复杂,同时多伴随岩溶涌水,高水压、突泥给隧道施工带来诸多困难,目前解决这一难题,通常采用注浆技术加固地层,但是注浆技术工序复杂,稍有不慎难以保证注浆质量,导致施工失败.文章结合国内具有"隧道设计、施工禁区"之称的圆梁山隧道某一标段正洞导坑出现的突泥突水现象,对注浆技术加固地层进行阐述.     

高密度电法在岩溶发育地区隧道勘察中的应用

在灰岩分布地区进行隧道等基础设施施工时,岩溶的发育会引发地面塌陷,影响工程施工,甚至造成人员伤亡或设备损失。以江西省某一段穿越岩溶发育区的隧道为例,应用高密度电法对该区内第四系土洞、岩溶、断裂发育等灾害地质体进行了探测。电阻率反演断面图上显示的异常区与钻孔资料基本吻合,展示了其良好的工程应用前景。     

充填型溶腔的超前地质预报与地质灾害防治

岩溶隧道施工过程中,常揭露充填型溶腔,造成突水、突泥等地质灾害,开展溶腔超前地质预报与灾害防治工作可有效避免灾害发生.采用超前钻探和隧道地震波法(tunnel seismic prediction, TSP),综合超前地质预报方法对某隧道岩溶发育地区进行充填型岩溶预报,根据预报结论,及时调整和优化了原设计支护方案,采取超前帷幕注浆、超前小导管注浆和超前管棚注浆等超前支护措施加固危险段,制定桩基承担式桥跨方案处理隧道下方充填型溶腔,防止地质灾害发生,减少工程损失,保证隧道施工安全.     

高风险隧道施工期水害预报方法研究

隧道水害在隧道施工期普遍存在,尤其在岩溶地区,隧道施工中80%遇到水害,隧道水害给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失.主要介绍了目前国内外对于高风险隧道施工期水害探测的方法:水文地质法、地质雷达技术、瞬变电磁法、红外探水法等.并对每种方法进行了现场工程应用,对高风险隧道施工期水害超前预报及施工安全具有一定的理论价值和工程实用价值.     

隧道信息化施工地质灾害预警预报技术研究

在岩溶强发育地区隧道信息化施工过程中,存在涌水涌泥、塌方等地质灾害的高风险,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失．本文在高风险岩溶隧道地质灾害综合预警预报方法研究的基础上,结合隧道超前地质预报“三结合”原则,利用综合超前地质预报技术对隧道开挖前的地质灾害进行综合预报,利用监控量测技术对隧道开挖后的围岩因大变形而导致的地质灾害事故进行预警,以高风险特长岩溶隧道为例,将超前预报和监控量测相结合对高风险岩溶隧道地质灾害,如大型塌方、涌水涌泥等地质灾害进行了成功的预报预警,避免了人员伤亡和重大经济损失．所采用的灾害预报技术手段和所提出的预警机制及方法及对类似工程具有一定的借鉴与指导意义．     

地质雷达在岩溶隧道超前预报中的应用

地质雷达是一种广泛用于地质探测的高频电磁脉冲波技术.针对湖北大广南高速公路建设中紫荆山岩溶隧道实际工程,为了探明隧道周边岩溶等不良地质体,采用地质雷达中连续测量方法进行信号采集,并通过增益调节、滤波处理等方法对采集信号进行处理.通过结合裂隙、溶洞、富水岩体三个典型实例,分析并总结了它们的地质雷达反射波的具体特征,分别表现为节理裂隙反射波同相轴杂乱、岩溶裂隙反射波的带状分布、溶洞反射波的 “双曲线反射”、富水岩体反射波的主频显著降低和能量迅速衰减等.这些特征有助于断定出不良地质体的具体位置和规模,从而为保障隧道的安全施工提供了一定依据.     

岩溶隧道施工风险评价与突水灾害防治技术研究

基于我国西南山区修建隧道工程中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等问题.以湖北沪蓉西高速公路乌池坝隧道为工程背景,通过系统的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、地下水位和预计涌水量等因素,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.     

别岩槽隧道大型突水溶腔综合地球物理特征分析

别岩槽隧道为建设中的复杂岩溶风险隧道,曾发生溶腔突水事故,该隧道在勘测设计阶段采用了综合物探技术对隧道不良地质体进行普查,在隧道施工阶段又采用超前地质预报手段配合施工掘进。本文通过该大型突水溶腔地面及洞内综合物探异常的分析,总结出如何利用综合地球物理特征,提高在复杂岩溶隧道的勘测设计及施工中对该类危害巨大的不良地质体的认知能力,从而指导施工,最大程度规避地质灾害。     

TSP在岩溶区山岭隧道预报中的应用研究

岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变,难以在勘察阶段探明可能引发施工期地质灾害的不良地质体的具体位置、规模和性质. 为了避免因盲目施工而造成的突水、涌泥和塌方等事故的发生,迫切需要对施工期的隧道超前地质预报进行研究. TSP隧道地震预报系统可以有效预报掌子面前方100～150m以内地质体的位置、规模和性质. 采用TSP超前地质预报技术对岩溶隧道进行探测,并对多个成功预报实例进行深入分析,归纳了溶洞和暗河等在TSP中的具体反映,总结出洞穴和暗河的判识规律,对类似地质条件下的超前地质预报工作具有一定的指导意义.     

基于贝叶斯网络的岩溶隧道涌水风险评估

在岩溶富水隧道施工过程中,隧道施工涌水灾害的原因十分复杂,而岩溶涌水风险的评估方法都有一定的局限性和地域性。为了较为准确地预测岩溶隧道的涌水灾害,以云桂铁路对门山隧道为工程背景,基于贝叶斯网络的不确定性的推理,构建岩溶隧道涌水风险的贝叶斯网络模型,并运用Netica软件的案例学习功能对统计数据进行分析,并与地质雷达及红外探水相结合。结果表明,理论评估结果与现场实际相符合。因此运用贝叶斯网络的岩溶隧道涌水风险评估,不仅能对岩溶隧道涌水风险进行科学的风险评估及预警,而且对制定岩溶隧道涌水防治对策和处治措施具有重要的理论意义和工程借鉴价值。     

利用并行电阻率法探测隧道施工地质条件

近年来,隧道建设数量与规模不断加大。隧道掘进所面临地质条件的复杂化,极大地增加了现场施工的难度和危险性。其中,掘进前方地层的岩溶构造问题是严重影响工程安全的主要难题之一。利用阵列式并行电法测试技术,结合隧道地质条件,开展隧道前方地质条件的超前探测与研究。结果表明,测试方法能够有效圈定岩溶发育区、确定岩层富水情况,实现对溶洞、塌方等异常区域的快速定位与判断。技术研究为隧道岩溶地质条件安全施工提供一种新的技术保障,其对隧道工程建设有着重要的应用价值。     

综合施工地质预报技术在岩溶地区隧道中的应用

隧道穿越岩溶区域时,容易发生坍塌,涌水,突泥等事故,加大了施工的难度和风险,因此,在施工时辅之以地质预报是十分必要的。通过研究地质分析法、地质雷达、红外探测,超前水平钻孔等超前地质预报技术在某隧道中岩溶预报中的应用,提出针对岩溶地质条件的施工建议,并对照实际开挖情况,分析了由多种预报手段综合而成的预报系统的实用性以及在指导施工方面的重要作用。     

电磁波CT在碳酸盐岩缝洞勘察中的应用

岩溶、裂隙及岩石破碎发育带是碳酸盐岩地区隧道施工安全隐患,本文将高分辨率电磁波CT技术成功应用到某隧道已钻孔之间的不良地质现象的勘察,在发射孔中的不同位置上发射高频电磁波,同时在接收孔中测量各发射点发射的电磁波穿透孔间介质后的电磁波射线强度,应用迭代收敛性较好、收敛速度较快的SIRT算法,进行电磁波视吸收系数成像,并结合工程钻探取芯结果,较为准确地推断出了4个孔之间的岩溶、裂隙及岩石破碎发育带分布。