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。     

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。     

TSP与TRT技术在隧道施工地质预报中的应用

岩溶地区隧道工程施工经常遇到溶洞、突水、突泥、坍塌等地质灾害威胁,因此,在施工中辅之以地质预报是十分必要的。介绍了TSP技术（隧道弹性地震波反射技术）与TRT技术（隧道层析扫描成像技术）的工作原理,并将两种技术应用于三峡翻坝公路鸡公岭隧道岩溶裂隙水的施工地质预报实践中。通过工程实际应用,两种预报技术均能够基本查明岩溶裂隙水的发育规模、发育位置,为后续的施工提供安全指导。     

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。     

岩溶隧道施工中综合超前地质预报的应用分析

正目前,我国的岩溶隧道工程逐渐增多,岩溶隧道工程主要处于一些岩溶地区,这些地区工程地质条件主要为富水、岩溶或者断层破碎的地带,在施工过程中为了防止隧道出现塌方、突水突泥等一系列灾害,必须加强采用综合超前地质预报的方法来进行地质调查,只有合理应用地质预报的方法,准确了解岩溶隧道的地质情况,才能使岩溶隧道施工顺利进行。本文主要以向家包二号隧道工程为例,对岩溶隧道施工中综合超前地质预报方法的应用进行     

隧道岩溶区浅层地震及地质雷达综合预报应用研究

岩溶地区地质条件复杂,为了尽量避免冒顶、塌方、突水、涌泥等重大安全事故的发生,常采用超前地质预报技术来排除岩溶地区隧道开挖施工隐患。选用地质雷达法以及TSP法相结合的综合预报法对岩溶区溶洞发育情况进行探测,分析岩溶区获取的实测数据,提取其中的物探成果参数并且采用模糊综合评价法对岩溶不良地质体存在风险评价,结合围岩地质资料及评价结果进行围岩级别划分,可为隧道的安全施工提供有效可靠的指导。     

地质雷达在遵义某水库岩溶勘察中的应用

遵义某水库可研阶段地质钻探结果揭露该区深部岩溶发育。为验证低频率地质雷达在深部岩溶探测中的效果，在坝址区布置2条连续测线，采用RTA50 MHz低频非屏蔽天线地质雷达探测，结果显示，岩溶异常区除浅部有分布外，深部30～55 m也有分布。经与现场钻孔成果比对，结果表明：两种方法探测得出的异常位置基本吻合；在岩溶地区采用低频率地质雷达能够探测深部岩溶发育情况，且具有一定的探测精度。该文可为类似场地的地质勘察提供一定的参考。     

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。     

保山隧道暗河管道系统及其对隧道影响研究

大瑞铁路保山隧道地质条件复杂,工程区内发育多条暗河管道。为了查明岩溶水是否会对隧道开挖产生重大影响,通过区域水文地质条件分析,特别是对大宝盖向斜可溶岩层位以及暗河管道和隧道之间的关系分析,认为隧道避开了暗河管道岩溶突水的直接威胁,并对隧道内可能的岩溶突水部位进行了评价,为进一步论证隧道施工中可能出现的岩溶突水地质灾害提供了依据。     

城市地铁隧道岩溶地质灾害预警与成因分析

贵阳地铁一号线第四工作段区间隧道穿越岩溶发育地区,地质条件复杂,易导致地铁区间建设过程中出现涌水涌泥等地质灾害,造成施工安全隐患。为此,基于工程地质分析与超前地质物探方法,将洞内外地质灾害预警方法充分利用在地铁隧道地质灾害预警中,成功预报了地铁隧道前方掌子面可能存在的岩溶地质灾害,并通过开挖检验了预报的准确性,通过验证可知,地质雷达是一种准确度较高的无损短程超前地质预报方法,在岩溶地区可以较好的预报前方含水体,可以为施工单位提供较准确的参考。进一步通过对比论证地质预报结果,从工程地质学的角度分析了岩溶地质灾害产生的原因和影响因素,并为物探指定重点注意区域。为类似工程岩溶地质灾害预警与成因分析,提供了参考方法和理论依据。更多还原     

地质雷达在岩溶隧道施工中的应用

地质雷达作为一种无损探测技术,由于其探测剖面能较好的揭示地下浅表层岩土体的性质与结构,在隧道施工中广泛应用。已有文献中地质雷达多用于掌子面前方地质情况的探测,但对于隧道,特别是岩溶隧道底板下方的地质情况的清晰认识对指导施工及隧道在后期运营过程中的安全有着重要意义。以大村隧道为例,利用SIR-3000地质雷达对大村隧道出口段底板下的岩溶发育及分布情况进行探测分析,为隧道施工提供科学的地质依据。     

基于属性识别理论的隧道突涌水危险性评价

岩溶突水是隧道建设面临的主要地质灾害问题,在西南地区尤为严重,为确保隧道修建顺利,实现对其的专项突涌水危险性评估,依托西南地区某隧道工程实际,结合突涌水致灾因素的统计分析成果,根据该隧道工程的水文地质情况,以围岩分级、岩石可溶性、地质构造、地形地貌等参数作为一级评价指标及其相关表征参数作为二级指标,并采用层次分析法确定对应指标的权重,建立了基于属性识别理论的隧道突涌水危险性评价模型,通过进行单指标属性测度分析、多指标属性测度分析和属性识别,实现了对该隧道突涌水的危险性评估。评估结果可为后续设计排水及施工进度安排提供理论支持。     

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。     

隧道超前地质预报中的地质雷达波场特征分析与应用

为提取破碎带、 溶洞等隧道不良地质体的地质雷达剖面特征, 达到提高地质雷达(GPR)隧道超前预报结果准确性的目的, 采用二维时域有限差分法, 设计隧道环境下的水平破碎带、 倾斜破碎带、 空腔溶洞和含水溶洞的4种理论模型, 正演模拟其雷达剖面记录。 通过安江高速公路3个岩溶隧道GPR探测典型实例结果, 证明了本次正演模拟结果的有效性。 研究结果表明: GPR在短距离内识别破碎带、 溶洞等不良地质体的位置和水平发育情况上效果比较明显, 而对于不良地质体垂直发育情况以及倾斜角度方面存在一定的局限性。 因此, 以详细的工作面地质素描为基础, 利用隧道不良地质体雷达剖面特征对实测GPR资料进行分析, 可以获得较好的超前预报结果。     

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。     

岩溶区深埋隧洞水文地质概念模型及突水模式

针对岩溶地区复杂的水文地质条件,以建立岩溶区域水文地质概念模型和典型隧洞突涌水概念模型为目标,通过分析贵州夹岩深埋长引水隧洞工程区的岩溶水文地质资料,结合地层结构、岩性组合、地貌特征等因素,研究该工程区内岩溶地下水的补、径、排关系。在此基础上,依托实地调查的典型涌水支洞,分析研究了不同情形下涌水量对降雨事件的响应,总结得出典型岩溶隧洞突涌水模式分为断裂构造与暗河联合控水模式、岩溶管道控水模式和层理面控水模式,并提出了相应的预防及处理措施。对典型1#支洞不良地质段采取掌子面灌浆封堵措施,有效阻止了重大突涌水事件的再次发生。     

大公山隧洞潘所海段岩溶工程地质问题及应对措施

大公山隧洞过潘所海段位于复杂岩溶地区,施工中容易发生涌水、突泥、岩溶漏斗塌陷等事故。为了查清潘所海段的地质情况,采用地质测绘、地质勘探钻孔以及与地表物探相结合的综合勘探方法对该段的地质情况进行了深入的研究。根据地质分析成果,调整了隧洞线路,并针对施工中可能出现的问题,拟定了超前地质预报、地表截水、隧洞抽排、临界距离开挖、超前处理、加强支护等措施。实际施工实践表明,综合勘探方法可有效分析岩溶发育规律,所拟定的岩溶隧道施工方案行之有效。     

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。     

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。     

金子山隧道穿越F2富水断层带的帷幕注浆综合施工技术探讨

宜万铁路地处云贵高原区与长江中下游平原区的结合部,线路沿线地形复杂,其正线桥隧占线路总长的74%,其中70%的隧道穿越碳酸盐岩岩溶地层,隧道穿越岩溶区施工中存在隧道塌方、突泥、突水等高风险,是典型岩溶隧道灾害区。以宜万铁路金子山隧道为依托工程,详细介绍了金子山隧道穿越岩溶富水F2断层的帷幕注浆施工方案,探讨了金子山隧道帷幕注浆的施工组织、机械设备和人员的配备和施工安全保障。宜万铁路金子山隧道穿越长100 m岩溶富水断层的帷幕注浆施工为同类工程的施工提供了必要的技术资料和经验借鉴。