米仓山隧道涌突水综合预测研究

隧道涌突水是常见的施工灾害之一,严重威胁施工及人员设备安全。如何评价施工中涌突水存在的风险,以及涌突水量的预测对隧道施工建设具有重大意义。依托米仓山隧道工程项目为实例,通过全面的地质调查和地质跟踪,根据岩溶隧道涌水专家评判系统,预测评估可能发生涌突水的类型,进一步筛选评价指标,采用模糊层次分析法fuzzy analytic hierarchy process(FAHP)预测涌突水危险度,最后选取适宜理论公式,定量计算涌水量。该研究对高风险岩溶隧道涌突水预测研究思路与研究方法具有一定的指导意义。     

岩溶隧道充填型隐伏溶洞涌突水持续时间特征试验研究

为研究岩溶隧道充填型隐伏溶洞涌突水持续时间特征,通过自主设计试验装置开展了不同介质上覆水头高度、介质沉积高度、介质类型和介质颗粒级配特征等条件的涌突水模拟试验,研究结果表明:(1)隐伏溶洞涌突水演化过程可分为四种模式,即渗-涌-突水(砂)模式、涌-突水(砂)模式、突水(砂)模式、渗-突水(砂)模式;(2)颗粒级配和介质...     

狮子山隧洞突涌介质特性与致灾模式

为了掌握玄武岩地层向斜构造不良地质体构造特征与突泥突水机制,以滇中引水工程狮子山隧洞穿越乌龙坝向斜构核部附近突水突泥灾害为例,研究了该段突水突泥灾害演化与致灾地质构造、致灾介质基本特征与致灾动力及诱发机制。结果表明：(1)突涌原因为构造向斜上盘节理裂隙密集带储水构造使下位凝灰岩裂缝扩展发育崩解软化、泥化,连接上部储水构造体,导致致灾介质体突涌;(2)突水突泥致灾介质类似稀性泥石流,瞬时爆发涌出,携带巨大能量;(3)隧洞卸荷坍塌、地下水作用及应力释放等共同作用导致了灾害形成。研究成果对隧道穿越褶皱构造防治突泥突水灾害具有一定指导意义。     

基于组合赋权法-TOPSIS法的北天山隧道突水风险评价研究

在岩溶地区修建地下工程,特别是隧道工程,由于受地下岩溶水的影响,施工中常常会发生突发性的突水突泥地质灾害。为此,基于新疆北天山隧道突水灾害发生的影响因素,建立以地层岩性、地形地貌、地下水位、不良地质构造、气候降水等影响因素为主的指标评价体系。同时采用主观赋权法层次分析法计算主观权重,采用客观赋权法熵权法计算客观权重,将两者结合起来形成主客观组合赋权法用来计算综合权重。然后结合组合赋权法-TOPSIS法构建一种新的隧道突水风险评价系统,对新疆北天山隧道进行突水风险评价,评价结果在实际开挖中得到了较好的检验,体现出了准确性,说明该法对于隧道突水风险评价具有可行性。     

基于解析法的隧洞施工对地下水环境影响预测

涌突水是岩溶隧洞工程建设中经常会遇到的一个突出性问题。以滇中引水工程玉溪红河段(新庄-蒙自)的小扑隧道为例,介绍地下水环境影响评价过程,提出分段运用解析法对其20个桩段进行涌水量预测。主要采用大气降雨入渗法和地下水动力学法预测正常涌水量,采用地下水动力学法预测最大涌水量。结合现场调查发现施工区内有溶洞、落水洞、暗河,隧洞施工过程中可能袭夺暗河地下水导致较大涌突水灾害发生。根据解析和现场调查结果,提出了科学合理的防治对策和工程措施,以规避可能的重大地下水环境影响。     

岩溶隧道涌突水形成机制及岩壁安全厚度研究

为了分析岩溶隧道涌突水形成机制,探讨防涌突水形成所需的最小岩壁安全厚度,基于莫尔-库伦判据探讨了爆破振动对围岩稳定性的影响,以振动加速度为指标推导了损伤区的分布范围;基于断裂力学理论分析了水力劈裂的启动判据,结合强度准则推导了裂隙带的分布范围;同时考虑施工爆破振动作用和高压水力劈裂作用,进一步分析了启动水力劈裂的条件;基于力学理论分析了隧道岩溶段施工过程中涌突水的形成机制,并提出防涌突水所需岩壁最小安全厚度的理论模型和计算公式。研究结果表明:防涌突水所需涌突水岩壁最小安全厚度由爆破严重损伤区、溶洞周边裂隙区、裂隙扩展区、潜在危险区四部分组成,案例的理论计算值与现场实际安全岩壁厚度值接近。研究成果可为中坝等隧道的安全施工提供依据。     

关于水利工程隧道突涌量测算分析研究

突涌水是水工隧道施工中常遇的地质灾害之一,威胁施工安全,还可能影响经济、社会和周边环境等。文章对典型隧道突涌量测算方法进行梳理,在此基础上参考工程案例实用数据,对案例隧道突涌量进行模拟测算,并将结果与实测突涌量进行比对,探究隧道突涌量测算有效方法并分析测算与实测突涌量出现误差的原因,以为同类工程应用提供研究和技术参考。     

基于变质量突水模型的隧道开挖安全厚度研究

突水突泥是隧道穿越岩溶、风化花岗岩等软弱地层常面临的地质灾害之一。在隧道开挖过程 中，预留必要的安全厚度是保障岩土体不被高水压击穿，遏制突水突泥灾害的重要措施。为了确定合适 的安全厚度，首先基于溶质运移和多孔介质渗流理论，导出可以考虑软弱地层颗粒物迁移的多场耦合突 水突泥理论模型；其次依托实际隧道工程，采用 Ｃｏｍｓｏｌ多场耦合系统开展不同安全厚度下的隧道渗流 侵蚀特性数值研究。通过分析地层孔隙率、渗透率、涌水及涌泥量发展规律，评定发生潜在突水突泥灾 害风险，进而确定合理的安全厚度。结果表明:防突厚度小于 4ｍ时，短时间内掌子面前方颗粒即发生 显著流失，极易形成突水通道，涌水涌泥量大大超过开挖设计的标准。当防突厚度大于 5ｍ，地层围岩 孔隙率、渗流通道得到有效遏制，掌子面的涌水涌泥均得到有效控制。从安全、经济、技术角度分析，防 突厚度建议取 4ｍ～5ｍ。     

岩溶隧道含水裂缝扩展规律研究

为了探索岩溶隧道在施工过程中经常出现由于裂缝引发突水的灾害机理,利用水压致裂原理重点分析研究拉剪破坏突水和压剪破坏突水的力学过程和裂缝扩展过程中缝内水压分布特征和梯度。研究表明突水临界水压受裂缝的走向、所处位置等因素的影响;含水裂缝发生拉剪破坏所需的临界水压力大于其发生压剪破坏所需的临界水压力;在水力劈裂作用下裂缝的生长呈现间断性特征。研究成果对隧道施工过程中突水灾害的防治具有重要的意义。     

滇中引水工程昆呈隧洞岩溶水文地质问题研究

通过对昆呈隧洞工程区岩溶发育规律,地下水系统的补给、径流、排泄及岩溶管道系统发育下限研究,昆呈隧洞处于各岩溶水系统强径流区水平径流带中,溶蚀强烈,多为水平岩溶形态,隧洞穿越可溶岩地层所引起的涌水、突水和突泥问题较为突出。针对不同的岩溶灾害类型,结合超前地质预报对隧道涌突水进行注浆堵水加固,满足隧道的安全开挖施工要求。     

可溶岩区隧洞岩溶涌突水防治对策研究

隧洞涌突水是隧洞施工过程中的一个重要岩溶水文地质问题,特别是隧洞在可溶岩径流区附近穿越时,其涌突水问题可能将是制约性工程问题。隧洞遭遇严重涌突水,直接影响工程施工,对工程本身形成一定程度制约因素,此类问题影响工期、造价等,严重时影响工程的成立与否。通过研究适宜的防治对策,对隧洞施工过程中涌突水灾害,坚持"预防为主,防治结合"、"有疑必探,先探后掘"的方针,采取"探、放、堵、截、排"综合措施。立足于采取主动措施,防范于未然,同时提前拟定处理预案,以应不时之需。     

川东褶皱带明月峡背斜区地下岩溶发育规律

川东隔挡式褶皱带一直是四川、重庆东西向交通通道的天然屏障,隧道可快速穿越褶皱山区,但其在建设时却常常遭遇岩溶涌突水等地质灾害,威胁着施工人员安全与生态地质环境。通过分析川东明月峡背斜区各类排泄基准面控制的地下水循环模式,研究了明月山及所在的川东地区地下岩溶发育规律及岩溶发育深度。结果表明:川东及明月峡背斜区主要可分为贯穿河谷型、横向深切沟谷型、横向浅切沟谷型3类排泄基准面控制的地下水循环模式;在贯穿河谷控制的地区,岩溶向深发育;横向深切沟谷控制的地带,岩溶也具有一定向深发育的能力,岩溶发育深度一般在沟谷之下200~500 m;横向浅切沟谷密集发育的地带地下岩溶发育深度大致在200 m以内。研究结果对于预测与规避川东地区隧道建设时面临的岩溶涌突水灾害及减小其对地质环境的影响有参考价值。     

裂隙溶洞对隧道围岩稳定性的数值分析

为探究不同充水条件下裂隙溶洞对隧道开挖过程中围岩稳定性的影响,利用RFPA渗流版数值软件对不同裂隙溶洞充水条件下隧道开挖过程进行数值分析.研究表明:裂隙溶洞中水压的存在对围岩稳定性的影响显著,水压在3MPa以下时,随着水压的增大,隧道围岩破坏程度越大,破坏速度越快,渗流路径越复杂,发生的突水灾害越严重.水压的存在影响着隧道围岩破坏过程能量演化规律,当裂隙溶洞中存在低水压(0MPa、1MPa)时,围岩破坏释放的能量表现为平缓-激增-平缓-激增的演化规律.当裂隙溶洞存在高水压(3MPa)时,围岩破坏释放的能量表现为平缓-激增的演化规律.研究结果对岩溶地区隧道施工过程中突水、危石垮塌灾害防控具有指导意义.     

中部引黄工程双护盾TBM掘进隧洞堵水施工实践

双护盾TBM掘进隧洞发生涌(突)水后,封堵涌(突)水相当困难,主要原因是涌(突)水点位于预制混凝土管片后面,无法针对涌(突)水点进行封堵,同时管片与岩壁间空腔虽然被豆砾石、水泥浆回填,但回填灌浆密实度很难达到堵水要求,导致涌水沿空腔流动,难以将涌水全部封堵。通过TBM掘进隧洞涌水部位、涌水量大小、涌水压力等不同情况下的堵水施工,介绍了双护盾TBM掘进隧洞涌(突)水施工所用材料、工具及具体施工方法,为其他相似类型隧洞涌(突)水堵水施工提供借鉴。     

岩溶隧道突水突泥致灾构造评判方法研究

针对岩溶地区隧道工程建设广泛面临的突水、突泥灾害风险,提出一种集成地质识别、物探解 译和钻探揭露的突水、突泥致灾构造评判方法。结合岩溶发育及其工程地质特征,提出突水、突泥构造 在地质识别、地质雷达法等勘探手段中的典型判据。以重庆石柱至黔江高速公路七曜山隧道为案例,阐 述该评判方法的实施流程及原则。结果表明:岩层倾角及其组合方式、地质构造、地表形态等地质因素 显著影响突水、突泥的发育及发生过程,且上述因素在地质雷达探测及钻探揭露过程中存在明显征兆及 典型判据;岩溶隧道突水、突泥致灾构造评判方法以“地质先行,物钻协作,贯穿全程,动态反馈”为实施 原则,能够有效提高致灾构造的识别准确度。     

基于改进模糊综合评价与复合权重对隧道涌突水风险评价

基于改进模糊综合评价法与复合权重,提出针对隧道涌突水风险评价的评价方法。通过熵权法与序关系法计算客观与主观权重,结合参数得到复合权重;以指定权向量矩阵隶属度相乘得到评价对象对评价等级的隶属度。并以大独山隧道为例,将其应用于10个断面的评价,最终得到10个断面的隶属度,进而得出评价结果。     

基坑突涌事故原因及应对措施案例分析

文章以某调节池基坑突涌事故为例,介绍并分析了发生基坑突涌的原因、处理措施及效果,并针对如何避免发生基坑突涌提出了相关建议。研究结果表明,本工程所采用的综合处理措施效果明显,相关经验特别是拍门降压止水可为同类工程设计及事故处理提供有益借鉴。     

岩溶隧道涌水突泥过程演化研究

综合考虑地质构造、水文特征、施工建设等因素影响,将岩溶隧道涌水突泥过程演化抽象概化为4个阶段:①岩溶地质环境形成阶段为致灾构造的发育演化提供地质条件;②岩溶水系通道扩展阶段为涌水突泥体的储存和流动提供空间;③岩溶涌水突泥临界状态形成阶段主要受致灾泥水体和人为隧道开挖影响;④岩溶涌水突泥释能降压阶段是整个过程的结束,表明灾害已经发生。基于案例统计分析将岩溶隧道涌水突泥依据不同要素划分为3大类11种型:地质构造类(断层型、向斜型、背斜型、岩性分界面型),涌水通道类(裂隙型、管道型、溶洞型、暗河型),涌水突泥类(涌水型、突泥型、突水突泥型)。研究成果对隧道涌水突泥灾害控制的研究和隧道安全施工有一定的借鉴意义。     

隧洞突泥涌水灾害处理施工

在地下工程施工过程中不可控施工风险较多，在众多灾害中，突泥涌水造成的工程损失规模一般较大，且在事故发生后，如何正确处理，避免二次灾害的发生尤为重要。通过对某隧道发生突泥涌水灾害后的处理措施进行详细介绍及总结，为后续同类工程在施工过程中遭遇突泥涌水处理时提供参考，尽可能地降低灾害影响。     

岩溶地区隧道工程地质选线适宜性评价

岩溶地区地质条件极为复杂,在岩溶区进行隧道建设时,由于线路选取不当,常发生涌突水(泥)、涌砂、地表塌陷等岩溶地质灾害,严重威胁隧道施工和运营期的安全。以影响隧道选线的各种地质因素作为定性评价指标,采用权重系数法,通过定性指标定量化来对岩溶区隧道线路选取的合理性进行分析评价,基于此提出线路选取优化措施。同时,以滇中引水工程白虎山隧道地质选线为工程实例,对研究区线路选取的适宜性进行定量评价,并提出优化措施,实践证明,采用权重系数法分析评价结果与隧道施工实际基本相符。