钟家山隧道富水断层破碎带突水突泥治理技术

隧道施工经过富水断层破碎带时,易发生突水突泥等地质灾害,给隧道建设带来巨大影响。本文依托江西省吉莲高速钟家山隧道F2断层突水突泥实例,详细分析了富水断层破碎带隧道突水突泥原因和机制,基于安全有效治理原则,系统提出了包括地表塌陷处理、安全挡泥墙构筑、洞内清淤防突加固、突泥口附近拱璧防突加固和突泥段周边帷幕注浆加固等综合治理技术措施。     

隧道断层破碎带突水突泥安全防护技术案例分析

隧道施工过程中遭遇断层破碎带时由于断层处水系发育完整、围岩破碎、土体松散,极易发生突水突泥灾害。针对隧道断层破碎带突水突泥问题,综合评述了隧道突水突泥致灾机理及隧道突水突泥典型案例,并对案例中突水突泥灾害注浆处治技术及其工程应用进行了总结,评价了隧道断层破碎带突水突泥注浆材料及其注浆安全防护技术。结果表明：在隧道突水突泥致灾机理的相关理论中突变理论对隧道断层破碎带突水突泥灾害的解释较为合适,突变理论认为隧道断层破碎带突水突泥主要受地层岩性、地下水赋存状态及存量的影响,地层岩性中断层破碎带致灾构造是决定性因素。钻爆开挖过程中断层破碎带处开挖扰动容易引起围岩等级恶化,通常采用预注浆进行加固;预留不少于最小安全厚度的防突岩盘是防止突水突泥灾害的关键;预留适当厚度的止浆墙和淤积体的正确清除是防止隧道二次突水突泥的关键。水泥单液浆、快硬硫铝酸盐水泥单液浆、水泥-水玻璃双液浆仍然是目前常用的隧道断层破碎带突水突泥处治材料。研究结果为隧道断层破碎带突水突泥注浆安全防护提供了指导和理论依据。     

深埋长大隧道突水突泥风险后果评价模型研究

根据对影响深埋长大隧道突水突泥风险后果的主要方面的分析,得到深埋长大隧道突水突泥风险后果综合评价模型参评指标并构建出评价指标体系;基于改进灰色关联度的权重确定方法或层次分析法,通过专家调查和分析数据确定参评各级指标的权重系数值,并建立评判标准。在此基础上,基于三角白化权函数的灰色评估建立白化权函数,利用灰色聚类理论通过综合聚类系数矩阵得到模糊隶属度矩阵,再利用模糊评价方法评估深埋长大隧道突水突泥风险后果程度,完成深埋长大隧道突水突泥风险后果综合评价模型的构造。最后,结合象山隧道工程实例,对该隧道突水突泥风险后果进行综合评价,结果与象山隧道实际突水突泥情况一致,证明了该评价模型的有效性和可行性。     

隧道工程施工中的应急措施分析

隧道工程施工过程中,由于各种原因会导致塌方、突水、岩爆、瓦斯爆炸等灾害的出现,需要采取应急措施对其进行处理,减轻灾害带来的影响。在隧道施工特点的基础上,对隧道施工中常见的灾害及产生原因进行总结,基于工程实例,对隧道施工中常用的突水突泥防塌方应急措施,特殊断层地段突水突泥防塌方应急措施、富水地段防排水应急措施等做出了预案分析,一旦出现灾害,可及时做出应对方案。     

隧道工程突水突泥灾后清理处治技术

突水突泥灾害是隧道工程中最为严重的地质灾害,对江西钟家山隧道突水突泥后的淤泥堆积体进行注浆加固处理,现场结果表明,注浆加固法是有效的治理手段,该方法对类似工程具有指导借鉴意义。     

岩溶隧道突水突泥风险事故树分析

通过分析各种突水突泥事故案例,总结了岩溶隧道发生突水突泥的几大因素,利用事故树理论编制了岩溶隧道突水突泥事故树,并进行了相应的定性分析。最后结合工程实例对该隧道中各种影响因素进行了定量分析,得出了事故发生的概率和各基本事件的临界重要度,并提出了相应的改善措施。     

宜万铁路野三关隧道高压富水岩溶治理技术

主要介绍了宜万铁路野三关隧道"DK124+602高压富水溶腔"突水突泥情况、水文地质特征、岩溶发育规模,并根据透水溶腔工程水文地质条件及历次突水突泥机理,综合考虑施工及运营安全等多种因素,确定采用"释能降压、注浆加固、超前支护、结构加强"原则处理"602溶腔",并顺利通过高压富水岩溶,保证了隧道安全运营。     

岩溶隧道突水突泥风险评估及应用

在岩溶区隧道建设的过程中,突水突泥灾害频繁发生,对工程建设造成巨大的安全隐患和经济损失。以马口排隧道为工程依托,采用理论分析与工程实际相结合的技术手段,分析了引发突水突泥灾害的关键性影响因子,并对各影响因子进行二级指标划分,提出层次分析法与加权平均法相结合的岩溶隧道突水突泥风险评估模型,得到相应结论。     

宝林隧洞突水突泥抢险注浆治理措施

以宝林隧洞突水突泥抢险注浆工程为背景,通过分析隧洞突水突泥的情况以及施工区的地质条件,介绍了成孔注浆的相关工艺,提出了断层带的加固措施。     

特长大跨山岭隧道穿越富水断层技术对策

北京兴延高速公路石峡隧道穿越富水断层F7及其次生断层范围,发生多次突水突泥、初支变形过大、开裂,隧道施工难度大、风险高并严重影响了施工进度。为安全、快速地通过富水断层,结合TRT超前地质探测与超前钻孔成果资料,及时提出采用加强型衬砌的建议,并针对突水突泥段,提出采用帷幕注浆与T76S型式管棚相结合加固围岩的技术对策实践证明,帷幕可有效控制突水突泥并确保掌子面前方围岩的稳定。     

探测岩溶隧道突水突泥塌方体规模的综合方法

提出了一种岩溶隧道突水突泥塌方体规模的综合探测方法,即运用地质分析法,与地质雷达、地质钻探相结合的综合探测方法。通过实际工程运用,取得了较好的效果。     

南山隧道开挖施工技术

结合南山隧道施工方案,针对该隧道围岩较差、易发生突水、突泥和变形塌方的特点,探讨隧道洞口和洞身开挖施工中不同围岩级别下的开挖方法,介绍了三台阶法、台阶预留核心土法、上下台阶法施工技术以及初期支护和辅助施工措施。     

统一强度理论下掌子面防突安全厚度理论研究

为防止溶腔岩溶水压裂掌子面临空断面而造成隧道突水突泥,在掌子面临空断面前方预留一定厚度围岩是处理高压溶腔的常见技术手段,而防突安全厚度则成为释能降压法等处治技术中的重要技术参数。本文基于统一强度理论结合弹性薄板弯曲推导出防突岩盘在简支和固支条件下的安全厚度解析解,并推导了防突岩盘在厚度一定时作用于防突岩盘后的溶腔压力。依托海口南渡江引水隧道进行工程应用,公式及计算结果表明,掌子面防突安全厚度与溶腔压力、岩体泊松比、掌子面半径、粘聚力有关。此成果为规避富水隧道高压溶腔突水突泥水害发生及富水隧道高压溶腔防突安全厚度设计、施工方面提供理论依据,避免突水突泥带来重大经济损失。     

软弱富水风化岩地层隧道注浆加固机理与参数优化研究

确定有效的帷幕注浆加固参数,可以降低隧道穿越富水软弱地层遭遇突水突泥灾害的风险.通过室内注浆试验,研究了不同注浆量下的风化花岗岩堵水加固特性.试验结果表明:注浆量(浆液充填率,GFR)达到32％以上时,试样的物理力学特性显著改善,其中黏聚力较未注浆时增长了 2.96倍,达到178.8 kPa,渗透系数下降至10-8cm...     

充填型岩溶覆盖层厚度对隧道突水突泥的影响研究

由于围岩本身处于自然平衡状态,但在外界因素扰动作用下,改变了围岩原有的应力分布和地下水流动状态,从而引起岩溶裂隙进一步扩张、扩展,形成具有一定宽度的地下水径流管道,诱发隧道突水突泥灾害的产生。结合工程实例,建立了防突岩层最小安全厚度的力学模型,并推导出其计算公式,最后利用有限差分模拟软件进行预测在不同的充填介质厚度影响下,岩溶隧道发生突水突泥的可能性,通过分析、预测,为隧道施工的安全进行提供可靠保障,避免在隧道施工过程中突水突泥灾害的发生。     

大断面软岩隧道变形的控制和防坍塌措施

软弱围岩隧道工程具有变形大、施工地质环境复杂等特点,一直都是隧道施工中的重点和难点。本文以实际工程为例,对隧道工程的地质情况进行了分析,然后从大断面隧道变形技术控制、隧道塌方预防措施、突水突泥处理措施等几个方面对大断面隧道变形控制和防坍塌措施进行了探讨。     

隧道塌方机制及其影响因素离散元模拟

通过文献查阅及现场调研,统计分析了大量公路、铁路隧道和水工隧洞塌方工程实例,对隧道塌方进行了分类,认为地质条件、隧道埋深、隧道断面形式及大小、地下(表)水、爆破扰动、施工措施不当是隧道塌方的主要影响因素,并采用隧道塌方高度、隧道埋深、地表陷穴宽度等与隧道跨度的比值以及破裂角作为表征隧道塌方程度的参量,全面分析了上述因素对隧道塌方的影响。通过与统计资料塌方量的对比,分析了几种常用隧道松动荷载计算方法的适用性。文中最后运用PFC2D程序模拟了隧道塌方的全过程,分析了隧道塌方影响因素对隧道塌方发生机制的作用,取得了与统计分析相一致的结论。     

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。     

岩溶隧道突水突泥机理及其防治措施

岩溶地区突水突泥的发生屡见不鲜,因此对于突水突泥的研究分析也显得尤为重要。通过理论分析,结合特殊的突水突泥的发生方式,并在总结了大量的研究分析的基础上,得到以下结论。分析发生突水突泥的作用机理,并且详细阐述了化学作用和水的潜蚀作用的危害;提出一套防治发生突水突泥灾害措施,对于工程安全施工具有重要的意义。     

隧道突水突泥致灾构造分类、地质判识、孕灾模式与典型案例分析

致灾构造是突水突泥灾害发生的内在条件和控制因素,突水突泥致灾构造兼具蓄积地下水的自然属性与突水突泥致灾性的社会属性,是地质条件与地下工程活动相互作用的综合体。通过221例突水突泥灾害案例统计分析,将突水突泥致灾构造划分为3类11型,即岩溶类(溶蚀裂隙型、溶洞溶腔型、管道及地下暗河型),断层类(富水断层型、导水断层型、阻水断层型),其他成因类(侵入接触型、层间裂隙型、不整合接触型、差异风化型、特殊条件型),研究不同类型致灾构造的结构特征、赋存规律和地质判识方法,并开展典型案例分析。统计分析表明,岩溶类致灾构造突水突泥数量居首(约占48%,105例),断层类次之(约占29%,65例),最后为其他成因类(约占23%,51例)。提出4种典型的隧道突水突泥孕灾模式,即直接揭露型、渐进破坏型、渗透失稳型和间歇破坏型。研究成果为突水突泥灾害的致灾机制与灾害控制研究奠定了基础,对隧道安全施工具有借鉴和指导意义。