齐岳山隧道岩溶裂隙水超前预报与治理研究

岩溶隧道灾害预报与治理是隧道快速安全施工的重要技术保障,以沪蓉西高速公路齐岳山隧道为工程背景,通过地质调查和分析,研究了隧址区岩溶发育规律,利用TSP地震波探测方法,对YK329 285～YK329 237高风险岩溶发育段进行了预报,基本探明了掌子面前方岩溶发育和含水情况,为及时制定处理预案提供了科学依据.针对该段开挖揭露后岩溶裂隙水的涌水情况,在准确探测出岩溶裂隙水的基础上,采用复合注浆技术,进行了岩溶水的注浆封堵.     

地质雷达在岩溶裂隙水预报中的应用

探讨了利用地质雷达技术进行岩溶裂隙水探测的技术方法,结合雷达探测远离分析了岩溶裂隙水的探测可能性。基于电磁波传播理论,研究了电磁波在含水构造界面上的反射能量分配规律。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,应用地质雷达可较大地提高岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。     

高风险岩溶隧道裂隙水超前地质预报与应用

隧道涌水是施工过程中经常遇到的一类地质灾害,对隧道掌子面前方的裂隙水发育情况进行准确及时的超前预报具有重要意义,结合宜(昌)—巴(东)高速公路峡口隧道工程,利用地质分析方法与TSP预报系统对裂隙水进行预报,收到了良好的预报效果,对类似工程具有一定的参考意义。     

岩溶隧道超前地质预报方法研究

针对岩溶问题的复杂性、多变性和不确定性导致的地质预报准确率较低的难题,介绍了多种超前地质预报方法,可为岩溶隧道施工过程中避免不良地质病害、实施超前地质预报提供参考。     

综合物探方法在隧道掌子面超前地质预报中的应用

目前在隧道掌子面地质超前预报中应用最广泛的方法有红外探水法、地质雷达法和TSP超前地质预报。实际工作中,红外探水法主要对隧道掌子面前方有无含水做定性评价,地质雷达法为短距离定量精确预报,TSP超前地质预报方法主要用于长距离预报。这三种方法若能合理组合,可以相互佐证,提高预报结果的准确性,现在综合物探方法已经成为确保隧道施工安全必不可少的手段。通过这三种物探方法在某隧道超前地质预报中的实施情况可知,综合物探方法取得了很好的预报效果,给施工单位提供了有效而科学的指导。     

隧道施工期超前地质预报技术的应用

结合佛祖坳隧道的工程实况,对隧道施工期进行了超前地质预报,介绍了超前地质预报的检测设备及测试原理,并阐述了具体的检测方案,旨在降低地质灾害发生的几率和危害程度,保障隧道施工安全。     

高速公路隧道不良地质超前探测预报研究

隧道不良地质超前探测技术方法主要包括综合地质方法、工程物探方法、数值分析方法等,其中工程物探方法是一种重要的探测方法。本文结合武水高速公路武隆隧道建设实践,在施工过程中应用地质雷达和多波工程地震仪对隧道不良地质进行了超前探测,得到了比较满意的结果,有效地指导了施工。     

一种岩溶地质条件下的城市地铁超前预报方法

 与普通公路或铁路隧道相比,城市地铁一般从城市道路下方通过,因此,城市地铁超前预报(主要指物探类预报)的实施可分洞内和洞外两部分。但由于地铁埋深较浅,干扰因素众多,需要开展综合超前预报。通过分析岩溶地质条件下的城市地铁超前预报特点,利用地质雷达和高密度电法各自优势和互补特点,提出洞内开展地质雷达超前预报和洞外开展高密度电法与地质雷达相结合的综合预报方法。辅以工程应用实例,详细分析该综合预报方法的实施与综合解释过程,证明该综合预报方法对岩溶地质条件下的城市地铁超前预报的有效性。     

超前地质预报技术在龙潭隧道中的应用研究

该文以龙潭隧道超前地质预报为工程实例,采用TSP、地质雷达、红外探水和超前地质钻孔四种方法,通过不同方法的取长补短成功预报一个特大充填富水型溶洞的位置。总结TSP、地质雷达和红外探水三种物探手段的适用性和局限性,并在实施过程中对其进行科学运用,同时注重超前水平钻孔的验证工作,在高风险岩溶段达到了准确预报不良地质的目的,避免了地质灾害发生。三种物探方法的适用性和局限性的结论,以及不同物探方法相结合并辅以地质钻孔验证的超前地质预报方法,对后续隧道工程的超前地质预报工作具有借鉴意义。     

TSP法与探地雷达相结合在隧道超前地质预报中的应用研究

在当前隧道超前地质预报变得日趋重要的情况下,本文详细探讨了如何选择合理有效的预报方法。首先分析了我国现阶段所有的超前地质预报方法的优缺点,然后通过对比分析,提出了隧道的超前地质预报以TSP法长距离探测为主,同时有效地与探地雷达短距离探测相结合的预报方案。通过对邵阳．怀化高速公路多个隧道的应用研究,此方案取得了很好的预报效果,给施工单位提供了有效科学的指导。     

厦门海底隧道综合超前地质预报实践

鉴于当前仍未建立起系统的隧道超前地质预报理论的实际,基于地质力学理论,在总结以往研究成果的基础上,较深入地构建了隧道超前地质预报的概念和广义、狭义超前地质预报实施的技术方案,提出了宏观预报、长期预报、短期预报和灾害临近警报的整套超前预报技术手段,并通过厦门海底隧道的预报实践验证,证明了提出的相关理论和技术方法的正确性与可行性,其技术方法对隧道施工生产具有一定的指导意义。     

地质雷达在隧道超前地质预报中的应用

首先,在简述地质雷达工作原理的基础上,对地质雷达超前预报的测线布置、探测方法和探测技术参数的确定原则进行介绍.其次,采用美国GSSI公司SIR-20型地质雷达在竹盖山隧道进行地质超前预报.通过对探测数据和地质雷达扫描图像的研究、分析、以及同隧道掌子面实际开挖地质情况的对照,说明地质雷达是隧道施工超前地质预报的一种安全、有效的方法,其实用性强,对隧道施工具有较好的指导作用.     

复杂条件下长大隧道涌水预测 及其对环境影响评价

 隧道涌水不但影响施工进度、施工费用、稳定和安全,也会引起地下水位的下降。由于环保意识的增强,对隧道涌水控制已成为隧道设计、施工和建设的重要部分。考虑降雨补给、真实三维地形、隧道埋深及时空开挖对隧道涌水的影响,利用地理信息系统(GIS)和FLAC3D对日本九州地区新干线筑紫隧道涌水及其对地下水位的影响进行分析。首先利用GIS中的水理分析将所研究的筑紫隧道周围区域划分为若干个小的流域,对每一个小流域利用tank模型进行降雨渗透分析;然后利用数值三维模型对隧道开挖阶段和使用后的涌水及其对地下水位的影响进行时空预测和分析。     

TBM施工遇险工程地质问题分析和失误的反思

当遇到不良工程地质条件,隧道工程施工选择全断面隧道掘进机(TBM)且对其选型和配置上未做充分考虑时,则往往出现各种工程地质问题。这些问题表明该施工技术对复杂地质条件适应性较差的先天不足。印度克什米尔、中国云南和台湾省3个TBM遇险并被常规钻爆法所取代的实例说明,过分依赖TBM而对后果估计不足往往造成决策性失误。此种情况下TBM的缺点充分暴露,其相对于钻爆法施工速度快的优势大大抵消,结果延误工期1～8a。在现代构造作用活跃、岩体破碎且地下水较丰富的复杂工程地质条件区选择掘进方式时,面临的最大问题是地质条件的不确定性和不可预知性。单靠现有技术改进和工程经验已不能很好地解决问题,需对此进行详细的风险分析并在设计中制定应对这种风险的工程措施。想得到1台适用于多种复杂地质条件的混合型多功能掘进机几乎不可能。是否选用TBM需经多学科专家论证,以便科学决策。     

特长深埋隧道裂隙水综合预测方法与应用

隧道涌水是施工过程中经常遇到的一类地质灾害,给隧道施工带来安全隐患和经济损失,因此,对隧道掌子面前方的裂隙水发育情况进行准确及时的超前预报,具有重要意义。总结了常用隧道涌水量计算方法和裂隙水超前预报方法,并对各方法优缺点及适用范围作了比较。依托宜(昌)-巴(东)高速公路石门垭隧道工程,利用地质分析方法对隧道全段进行裂隙水发育情况和超前预报方案的划分,并结合涌水量计算与TSP 预报系统对裂隙水进行预报,收到了良好的预报效果,对类似工程具有一定的指导意义。     

基于掌子面编录和地质雷达的综合超前预报技术

 结合一深埋长大隧道工程,提出并实践基于掌子面编录和地质雷达的综合超前预报技术。在区域工程地质资料分析的基础上,重点依托隧道内掌子面地质素描进行预报方案优化和选择预报时机;依据局部揭露的不良地质体产状、单壁始见位置,通过三角函数运算,求得该条带状不良地质体在隧道两壁上下和拱顶的边界位置及其影响长度;当接近特殊地质地段时,采用地质雷达进行更精确的短期预报,依据雷达反射波的振幅、相位及频率等变化探查断层和地下水的赋存情况。对于较大范围的不良地质体,采取连续跟踪预报的策略,通过多次预报成果的验证及反馈能够显著提高预报的可靠性。该综合超前预报方法在隧道穿越断层和涌水段施工中取得满意的效果。     

隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势

 超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节,对隧道信息化施工、灾害防治和安全保障具有重要作用。在收集整理国内外研究资料的基础上,总结钻爆法和TBM施工隧道的超前地质预报技术的研究现状。钻爆法施工隧道超前预报技术取得较大进展,涌现出一批专用的反射地震类、电磁类和电法类超前探测地球物理方法、技术与设备,逐步形成定量化探测思想和综合超前预报技术。认为基于多元地球物理信息融合与联合反演理论的综合超前地质预报技术是压制探测多解性、提高预报可靠性的可行有效途径;激发极化技术和核磁共振技术则由于其参数对水量的响应敏感性在定量探测水量方面显示出较好的应用前景。同时,TBM施工环境具有其特殊性和复杂性,少数几项专用探测技术的探测效果无法满足工程需要,总体上处于初步研究阶段,尚没有可用、可靠、有效的超前预报技术。结合课题组的研究特色,介绍3种自主研发的钻爆法隧道超前预报技术的最新进展及其用于TBM环境的可行性,提出了四阶段全过程的隧道综合超前地质预报体系,初步形成基于约束联合反演理论的综合预报方法,在钻爆法施工隧道定量化超前预报方面进行有益探索。最后,对隧道施工超前地质预报的发展趋势及其中的关键问题进行预测,认为以下4个方向是今后研究的重点和趋势：(1) 隧道施工定量化超前预报理论与技术的发展深化;(2) TBM施工隧道超前地质预报技术与装备;(3) 钻孔精细超前探测理论与技术;(4) 实时超前地质预报与施工灾害监测技术。     

高风险岩溶地区隧道施工地质灾害综合预报预警关键技术研究

在对综合超前地质预报方法研究基础上,优化综合超前地质预报的流程,并提出隧道地质灾害四色预警机制,制定相应的应急预案.研发了性能更强的具有自主知识产权的陆地声纳第三代仪器,开发了具有自主知识产权的雷达数据处理软件,全空间地质雷达处理解释系统1.0(FSGPRP1.0),优化了对水的判断准则.并利用综合地质预报方法及四色预警机制在多个工程中得到成功应用,避免了人员伤亡和重大经济损失,对类似工程具有指导意义.     

Predicting geological hazards during tunnel construction

The complicated geological conditions and geological hazards are challenging problems during tunnel construction,which will cause great losses of life and property.Therefore,reliable prediction of geological defective features,such as faults,karst caves and groundwater,has important practical significances and theoretical values.In this paper,we presented the criteria for detecting typical geological anomalies using the tunnel seismic prediction（TSP） method.The ground penetrating radar（GPR） signal response to water-bearing structures was used for theoretical derivations.And the 3D tomography of the transient electromagnetic method（TEM） was used to develop an equivalent conductance method.Based on the improvement of a single prediction technique,we developed a technical system for reliable prediction of geological defective features by analyzing the advantages and disadvantages of all prediction methods.The procedure of the application of this system was introduced in detail.For prediction,the selection of prediction methods is an important and challenging work.The analytic hierarchy process（AHP） was developed for prediction optimization.We applied the newly developed prediction system to several important projects in China,including Hurongxi highway,Jinping II hydropower station,and Kiaochow Bay subsea tunnel.The case studies show that the geological defective features can be successfully detected with good precision and efficiency,and the prediction system is proved to be an effective means to minimize the risks of geological hazards during tunnel construction.