岩溶隧道综合超前地质预报方法与工程应用

基于岩溶隧道施工中易发生突水、突泥(涌砂)和塌方等安全事故,造成人员伤亡、经济损失和隧址区水文地质环境破坏等情况,依据不同超前地质预报方法优缺点和适用范围,提出了针对突水、突泥、断层破碎带、岩溶、围岩类别及稳定性的综合超前地质预报方法,建立了宏观超前地质预报、长期超前地质预报、短期超前地质预报、地质灾害临近预报的多步预警预报体系,预报体系在沪蓉西高速齐岳山隧道等工程中得到了成功应用.     

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.     

基于超前预报信息的隧道围岩分级及工程应用研究

针对目前我国隧道和地下工程围岩分级方法存在的工作量大、耗时长,且围岩分级无法反映掌子面前方岩土体信息等问题,基于隧道和地下工程施工中进行的超前地质预报获得的掌子面前方一定范围内围岩的地质特征信息,以岩石的回弹强度和隧道掌子面岩土体的状态定量评价指标代替岩石的饱和单轴抗压强度及隧道地应力状态评价指标,综合考虑掌子面岩土体节理延展性的定性评价指标,提出了基于超前地质预报信息的隧道和地下工程围岩分级新方法.结合东北某隧道施工期围岩分级的实践,验证了提出的基于超前地质预报信息的隧道和地下工程围岩分级新方法的合理、可行性,指导了该隧道的施工,确保了工程的安全施工.     

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.     

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。     

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.     

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．     

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.     

隧道综合超前地质预报技术及其工程应用

针对岩溶隧道单一超前预报方法预报结果与实际开挖揭露情况偏差较大的问题,提出采用隧道综合超前地质预报技术来提高对不良地质体预报的准确率,即采用宏观地质分析法、TSP地震波法、地质雷达法、掌子面围岩预判以及超前钻探相结合的方法,充分发挥各种预报方法的优势并进行相互补充和印证,提高不良地质体超前地质预报精度。 研究成果成功应用于利万高速谋道连接线齐岳山隧道的超前地质预报工作,避免了人员伤亡与财产损失。 以里程桩号GK0+708~GK0+720段范围内大型充水夹泥溶洞预报为例,详细阐述了综合超前地质预报的流程,并根据预报结果进行相应的处治措施,避免了溶洞塌方突泥等地质灾害的发生。 研究结果对类似岩溶地区的超前预报提供了参考和借鉴。     

TSP203超前地质预报系统在岩溶地区隧道中的应用

现代工程等级在不断提高,隧道地质环境越来越复杂,隧道越来越长,隧道地质超前预报在隧道的开挖中的作用更加凸显,如何选择有效的预报措施对隧道开挖中人员、设备的安全和隧道的支护具有重要的意义。TSP203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪,专门为隧道超前地质预报而设计的,该系统从数据采集,处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方100m左右围岩地质体的性质,位置和规模,并可推算出岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。目前,在国内外得到了良好的应用。本文将主要结合新建铁路昆明至河口线玉溪至蒙自段超前预报实例探讨TSP203隧道地质超前预报系统在岩溶地区隧道中的勘探理论和应用。     

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.     

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。     

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.     

岩溶隧道工程修建对地下水环境的影响

岩溶地区隧道施工期涌突水危害巨大,而大量输排地下水又会引发一系列的地质灾害。对中梁山隧道水文地质进行分析,采用遗传算法优化BP神经网络并对渗透参数进行反演,研究了隧道工程不同埋深、排水量对地下水环境的影响规律,并探究了隧道施工期和运行期地下水环境随时间的演变规律。结果表明：富水岩溶地区隧道具有从隔水层到含水层界面处涌突水风险最大的特点;开挖隧道时隧道高程越低、排水量越大,地下水环境变化越大;隧址区降落漏斗呈现出南侧小于北侧、东侧小于西侧的特征。现有施工期排水条件下施工地下水位下降很快且不能恢复到原水位,建议该地区在隧道施工期控制排水量,并在施工期及运营期采取保护地下水环境的措施。     

高风险岩溶隧道突水突泥灾害前兆规律与应用研究

隧道突水突泥会对工程建设带来巨大的安全隐患和经济损失,逐渐成为高风险岩溶隧道施工急需解决的关键科学技术难题。在系统收集整理大量岩溶隧道突水突泥实例的基础上,总结出包括地下水、岩组、地质结构面、岩层产状、沉积期古剥蚀面、地形地貌和降雨等7大主要地质影响因素,研究了岩溶水体和不良地质体在地球物理场上表现出的响应特征,即在地震波、电磁场的传播过程中,遇到该类介质时某种特殊的前兆信号信息,解译岩溶水体和不良地质体在地球物信息场上的响应特征,辨识导致灾变的前兆信息,并在实际隧道工程施工中得到了成功的应用,对建立突水突泥预测预报方法具有非常重要的理论价值和工程指导意义。     

综合超前地质预报技术在巴朗山隧道施工中的应用

采用TSP法+地质雷达法+超前钻孔法组合的超前地质预报模式,对巴朗山隧道进口段进行了超前地质预报,并结合地勘资料和开挖揭露情况与预报结果进行对比分析。结果表明:此种综合超前地质预报组合模式取得了良好的效果,确保了隧道施工安全,并且具有较高的实用性和有效性。本文对隧道综合超前地质预报方法的研究具有一定的理论意义和实用价值。       

地震映像法在铁路隧道隐伏岩溶勘查中的应用

宜万铁路沿线的大部分隧道位于岩溶强发育区,埋深大,地质条件复杂,施工难度大,地质灾害严重,为规避风险和确保营运安全,对岩溶隧道进行隐伏岩溶探测,查明隧底隐伏岩溶的位置、大小和空间形态,从而指导风险评估和岩溶处理具有非常重要的意义。本文介绍了地震映像法的工作原理和解释方法并用该方法对宜万铁路岩溶隧道的隧底15~20m深处进行了勘查,探明了多处溶洞和破碎带,证实了该方法在铁路隧道隐伏岩溶勘查中是有效可行的。     

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．     

陆地声纳法在隧道不良地质超前预报中的应用

在隧道施工过程中经常遇到断层、溶洞、突水及突泥等无法预料的地质灾害,给施工带来重大灾难和无法估计的经济损失.为了保证隧道施工安全,对掌子面前面地质情况进行准确及时的超前预报具有重大的工程价值.陆地声纳法作为地震反射法的一个变种,是一种易掌握、仪器轻便的隧道掌子面前方地质预报方法.该方法与其它常归物探方法相比,可避开许多干扰波,可单道连续采集,并且有分辨率高,偏移距小,反射能量高等特点.在详细调查某引水隧道沿线工程地质情况的基础上,结合陆地声纳的探测结果,对掌子面前方的断层、溶洞和可能较大的涌水点的位置进行了预测.结果表明该方法对断层、破碎带、溶洞的探查精度较高,对水的探查可作为辅助手段.