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。     

基于AHP和模糊评判的隧道涌突水灾害预测

涌突水灾害是隧道工程中常见的灾害.综合考虑10种可能诱发隧道涌突水灾害的因素,并结合层次分析法和模糊综合评判方法,预测玉蒙铁路某隧道的涌突水灾害.结果表明:对于隧道进出口已经开挖的地段,评价结果为Ⅳ、Ⅴ级,均发生了较大的涌突水;Ⅰ～Ⅲ级段没有发生涌突水灾害,预测结果与实际灾害能较好地吻合.     

暗河发育区岩溶隧道突涌水洪峰流量估计

地下暗河是岩溶隧道建设与运营重大的安全风险,暗河发育区岩溶隧道突涌水洪峰估计是岩溶隧道施工抢险与后期处治方案制定的重要基础数据。地下暗河洪峰流量不仅由岩溶区水文地质条件控制,而且还受到暴雨期地表径流补给的影响。本文结合实测数据和统计数据,围绕小流域暴雨资料推求出地表汇流洪峰和地下暗河汇泄流洪峰,提出了一种考虑地表径流补给的暗河发育区岩溶隧道突涌水洪峰估计方法,并结合翠屏隧道的地形地貌、水文地质与实测涌水资料,开展了案例分析计算并比较实测涌水量。表明传统涌水预测方法无法考虑暗河与地表水补给的影响,与实测结果差距很大,本方法能够较好预测岩溶区因地表汇水补给暗河发育区隧道突涌水洪峰,为隧道防洪护堤高度、涵管过水容量设计、洪峰避险时间提供重要支撑,保障隧道施工与运营安全。     

下穿岩溶天坑隧道暴雨期涌水量峰值估算方法

岩溶地区隧道建设不可避免会遭遇涌水灾害,突涌水量估算是岩溶隧道施工抢险与后期处治方案制定的重要基础。天坑洼地是岩溶地区特殊地貌单元,是联接岩溶地区地表水与地下水的重要通道,下穿岩溶天坑隧道涌水量不仅受岩溶区水文地质条件控制,而且还受到暴雨期岩溶天坑小流域地表径流补给的影响。结合实测数据和统计数据,基于小流域暴雨资料推求地表汇流洪峰形成机制,提出了一种考虑岩溶天坑流域地表径流补给的下穿岩溶天坑隧道暴雨期突涌水量峰值估算方法,并结合鸡冠山隧道的隧址区地形地貌、水文地质条件与实测涌水资料,开展了案例分析计算与实测涌水量对比。结果表明：传统涌水预测方法无法考虑暗河与地表水补给的影响,与实测结果差距很大,本方法能够准确预测隧道下穿岩溶天坑区暴雨期突涌水量峰值,为保障岩溶区隧道施工与运营安全提供重要支撑。     

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。     

双液注浆技术在狮子山隧洞突水突泥处理中的应用研究

滇中引水工程狮子山隧洞3号支洞主洞控制段上游侧多次发生突水突泥事件,其两次突水突泥的总量合计8200m3.为保证安全、平稳地通过突涌段落,现场采用超前预灌浆双液注浆施工技术,在增大经济和社会效益的同时满足了突涌段安全开挖支护的施工要求.文章研究结果可为类似工程的突水突泥控制技术提供借鉴参考.     

洪屏电站反坡向隧洞超标地下水的排除及费用核定

突涌及超标地下水是隧洞施工中常遇到的课题,其积水排除不及时,将影响隧洞围岩的稳定和危及隧洞施工人员和机械设备的安全,影响正常的施工生产。本文通过洪屏电站反坡向隧洞施工中发生突涌及超标地下水的事件,介绍了超标地下水的排除措施及其费用核定问题,可供类似工程参考。     

富水地区深埋大孔径水工隧道衬砌外渗流特征研究

富水地区水工隧道衬砌外水压力的评估对隧道施工安全十分重要。以某调水工程为例,采用数值模拟软件,对其水力学特性进行数值模拟。结果表明：(1)隧道开挖后至衬砌施做前,为隧道突水的高风险期,进行初期喷射混凝土施工能够有效降低突水风险;(2)隧道在运行期地下水位显著回升,本文案例工程中,水位回升12.5m,因此防水衬砌和灌浆圈的可靠施做,才能有效保证隧道运行期的安全;(3)灌浆圈存在最优厚度,本文灌浆圈最优厚度为3.3m,该厚度下灌浆圈厚度既不过大,又可降低外部水压力。研究结果可为水工隧洞施工提供参考。     

成洞质量差异条件下的隧道施工数值模拟分析

把握成洞质量差异条件下隧道施工扰动层与隧道初衬间的工程应力影响关系,是应对软弱复杂的工程地质条件、控制施工扰动、尽可能提高成洞质量的基本技术环节。文章参考案例工程地质状态,以有限元模拟分析法,对成洞质量差异条件下的隧道施工扰动层与隧道初衬影响关系开展针对性分析研究,为同类工程应用提供研究和技术参考     

渠道倒虹吸高喷防渗墙施工方法初探

对于高水位的水利工程地基处理,存在边坡稳定问题、施工排水及基坑突涌问题。为保证土方开挖和混凝土浇筑施工顺利进行,需对倒虹吸采取截渗墙进行截渗。依托南水北调中线某倒虹吸工程,采用高喷截渗墙的施工技术,阐述其结构设计原理及施工工法,为类似工程参考借鉴。     

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。     

鄂西某隧道地应力场回归分析及其对工程稳定性影响

针对软岩隧道施工中出现的围岩失稳工程难题,结合鄂西某深埋特长隧道的现场地应力测试,通过应用实测数据进行区域应力场回归分析及围岩关键部位变形的数值模拟,综合评价了应力场对该隧道围岩稳定性的影响.结果表明:该隧道测区围岩处于高应力区,且拱顶变形相对较大,围岩稳定性较差.分析结果与现场现象相吻合,说明该方法可行有效,可为隧道施工设计提供参考.     

岩溶隧道帷幕注浆止水技术及施工——以宜(昌)万(州)铁路金子山隧道为例

强岩溶区隧道施工中,隧道周边一定范围内的岩溶地下水在隧道施工中将导致隧道岩体工程地质和水文地质条件发生变化,造成围岩强度降低,渗透水压力增加,并可能造成隧道的突然涌水和突泥事故,帷幕注浆是隧道等地下工程施工中防渗止水的有效技术。以在建宜昌-万州铁路金子山隧道为依托工程,在介绍隧道帷幕注浆目的、注浆止水的机理基础上讨论了金子山隧道帷幕注浆止水施工工艺和注浆施工方案,详尽介绍了帷幕注浆的施工组织、机械设备和人员的配备,并就帷幕注浆中注浆量的推算和止浆墙的安全厚度进行了重点探讨,金子山隧道帷幕注浆的成功经验可为同类工程的施工提供技术资料和经验借鉴。     

膜袋法高压分段注浆技术在隧洞突泥治理中的应用

在隧洞施工过程中,由于各种因素的影响容易发生突水突泥事故,往往对工程造成严重影响。本文结合龙津溪引水工程隧道突水突泥事故的治理案例,阐述注浆方案的选择和设计,膜袋法高压分段注浆方案的设计、施工工艺,以及注意事项,并结合该技术的应用效果,总结了该技术在隧洞突水突泥等地质灾害治理中应用的可行性。     

基于抗突涌稳定性安全系数控制的基坑降水最优化模型研究

以广州新白云国际机场第二高速公路北段5标明挖暗埋式隧道基坑降水工程为研究对象，提出了基于抗突涌稳定性安全系数控制的基坑降水最优化模型，给出了基坑底发生突涌破坏临界状态时，对应承压含水层顶板上部剩余临界土层厚度，提出了基坑开挖时承压含水层开始降水的启动时间，以及基坑开挖完成时承压含水层的安全水位，对基坑降水和开挖提出了合理建议，最大程度地控制和减小了基坑周围地面沉降，以科学指导基坑施工。     

基于LIB-SVM的盾构隧道地表沉降预测方法研究

在大数据开源的背景下,为了分析及预测隧道施工盾构掘进引起地表沉降,同时容纳较多影响地表沉降的因素,提高沉降预测的准确性,本文在总结归纳支持向量机的建模原理的基础上,将支持向量机(support vector machine,SVM)方法应用到地表沉降预测中。结合虹梅南路隧道西线工程,选取土体参数、盾构参数和隧道埋深等8个影响因素作为输入特征,地表最终沉降量作为输出目标值,通过交叉验证选取LIB-SVM的最优参数组合并建立预测模型,对盾构施工引起的地表沉降进行了预测,并与实测数据进行了对比。结果表明:预测结果与工程实际情况较吻合,误差基本在5%以内,证明了该方法在盾构施工引起地表沉降的实际预测中具有可行性,为隧道工程的研究提供了一条新途径。     

钢板桩支护在官涌泵站工程基坑开挖施工中的应用

阐述了广州市番禺区官涌泵站工程基本情况、基坑开挖和钢板桩的支护方案、泵房底板浇筑的施工工序、施工监测和应急预案等。本工程钢板桩临时支护的成功案例,可为基坑开挖深度大和支护难度大、软土层较厚、受施工工期限制等类似工程条件采用钢板桩支护施工方法提供参考。     

某污水泵站基坑突涌的处理措施

基坑突涌的现象在工程施工中经常遇到,其处理方法有很多,以黑龙江省松嫩平原区某污水处理工程的污水泵站施工过程为例,阐述了发生基坑突涌的施工现场在特殊条件下的一种处理措施.     

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。