云南某高速公路隧道岩溶发育特点及其灾害治理实例

岩溶隧道施工遭遇岩溶特别是充填(水、黏土)岩溶,极易发生涌突水、涌突泥灾并引发隧道冒顶、地表水源流失等地质灾害及地表生态环境破坏问题,轻则影响工期,重则对洞内施工人员和机械设备造成危害.研究岩溶隧道穿越位置岩溶发育及其充填性质,总结隧道施工岩溶灾害处理经验,无疑对今后西南岩溶隧道施工具有重要的指导意义.以云南某高速公路隧道为例,对季节变动带岩溶发育分布规律、岩溶灾害治理进行了初步探讨.     

岩溶发育地区隧道勘察设计经验与施工对策

岩溶发育及分布的未知性与地形地貌的不规则性造成岩溶隧道围岩条件十分复杂,岩溶隧道的设计理论与施工技术一直是隧道工程界的研究热点和难点.结合隧道工程的特点,阐述岩溶发育区基岩类型,总结溶沟、落水洞、岩溶洼地、盲谷等典型岩溶地貌的基本特征及对隧道工程安全性的影响,概括隧道工程中常见的岩溶区地下水系统,形成岩溶隧道勘察设计原则,指出初步设计勘察阶段、详勘阶段与施工图设计阶段的设计要点和注意事项,并依托贵州省内多座典型岩溶隧道,结合设计、咨询及施工配合中发现的问题,从勘察设计角度进行总结,以期为岩溶地区的隧道设计与施工对策提供参考.     

浅谈岩溶地段隧道施工技术方案

岩溶地区因其地质条件复杂，在隧道工程施工中，经常会遇到复杂岩溶地层，岩溶处理有很大的难度和复杂性，如果对岩溶工程条件认识不足，将给隧道工程施工带来一系列的问题。如何确保岩溶地区隧道施工的安全和工程质量，本文提出新的相关方案及施工技术。     

岩溶区公路隧道施工围岩分级指标体系研究

岩溶在我国分布广泛,公路隧道勘察设计阶段的围岩分级准确度往往不能满足施工要求;而这点在岩溶区公路隧道表现尤为突出.为解决这个问题,通过对国内外常用围岩分级方法的指标和公路隧道施工现场常用围岩分级指标的统计分析,获得岩溶围岩分级共性指标;通过对南方岩溶区域地质特征分析,提出岩溶围岩分级特殊性指标,最终获得以岩溶围岩分级共性指标和特殊性指标(岩溶发育对隧道影响程度——与岩溶发育程度、水、溶洞充填物、溶洞规模及分布方位有关)为基础的岩溶围岩分级指标体系,然后利用规范定性定量法和打分制法获取各围岩分级指标参数.并在此基础上,利用围岩分级指标缩减试验验证南方岩溶围岩分级指标体系的可靠性和合理性,并将其应用于天生桥隧道和关上二号隧道进行围岩分级,准确率达93.3％.     

公路岩溶隧道精细勘察模式及在沾会高速灰岩地区的应用

为了实现对岩溶区公路隧道隐伏岩溶发育情况进行准确的勘察,从而为后期处治设计提供可靠依据,有效减少开挖时产生的突水突泥等事故,通过建立科学的勘察模式,可以有效攻克岩溶发育的隐蔽性、复杂性等难点,达到对隧道岩溶发育进行精细勘察的目的。通过研究调绘、物探、钻探、孔内三维扫描以及水文地质实验相结合的综合勘察模式,并在云南沾会高速德泽隧道的岩溶勘察中进行应用,结果表明:调绘工作先行,可以对工区岩溶发育情况进行宏观判断;隧道贯通物探,可以对具体岩溶发育形态及范围进行圈定,对钻探位置的选择具有指导性左右;钻探工作可以对物探异常进行验证,能准确判断岩溶发育的位置及规模;孔内三维扫描能对岩溶发育形态进行精确直观成像;水文地质实验可以判断场地岩体性质;通过多种手段、层层递进的方式,能有效精确的对隧道岩溶发育情况进行勘察。可见新的隧道岩溶精细勘察模式在实际应用中行之有效,可以在类似工区推广使用。     

岩溶段隧道左右线开挖顺序研究

岩溶问题是隧道开挖过程中不可避免的课题。为开展岩溶隧道开挖顺序优化研究,以某岩溶区隧道为依托,通过FLAC~(3D)软件对该隧道岩溶段左右线不同开挖顺序进行模拟,综合分析不同开挖顺序的拱顶沉降、围岩应力及主矢位移等关键指标,从而确定了岩溶隧道开挖顺序的最佳方案,为今后同类隧道开挖施工提供可借鉴的经验。     

云雾山隧道岩溶发育特征及治理

对隧道揭示岩溶、岩溶特征及处理措施进行了详细介绍,并对不同岩溶类型提出针对性的治理对策。同时强调在遭遇大规模高压富水充填溶腔时,对宏观地质背景的分析和认识在决定治理方案时的重要作用。提出长大岩溶隧道施工时遇到大规模岩溶时有针对性的采用绕避方案,及时调整施工组织,确保工期目标的实现。     

高速铁路隧道岩溶突水发生机理研究

针对高速铁路隧道经过岩溶发育段频频发生突水、突泥的现状,以油坊坪隧道岩溶突水为研究背景,对其突水机理展开了理论及数值计算研究,建立了油坊坪隧道岩溶突水的两类力学模型,对两类模型的力学失稳机理展开了理论推导,将理论推导结果应用于油坊坪隧道岩溶突水现场,理论计算结果与隧道现场突水情况相一致。通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行了数值分析计算,计算结果表明,隧道未开挖时,隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道;隧道开挖后,岩溶通道彻底打开,岩溶管道渗流朝管道临空面,隧道环向渗流矢量均朝隧道中心;对岩溶管道进行注浆处治并施加衬砌后,孔隙水压力发生明显降低,岩溶通道的一定范围外的左下侧、右侧易沿矢量集中位置形成渗流通道,可以将该范围视为需注浆加固处治区域。     

云桂线营盘山隧道地质雷达与风枪探孔的对比分析

岩溶为云桂铁路营盘山隧道的主要不良地质,岩溶对施工及隧底的稳定性影响较大.该隧道洞身位于岩溶垂直渗流带内,岩溶发育,开挖后采用地质雷达及风枪探孔对隧底及周边岩溶进行探查,地质雷达能定性探测区段内隐伏岩溶的发育情况,探测深度较大,风枪探孔能针对物探异常情况,准确探查岩溶特征.地质雷达及风枪探孔各具特点,将2种探测方法配合使用,在该隧道底部岩溶探测中取得了很好的效果.     

TSP203plus在岩溶隧道超前地质预报中的应用研究

岩溶地区隧道施工开挖过程中,常遇到溶洞、暗河、塌方、涌水等不良地质情况,为确保岩溶隧道施工安全,需对其进行超前地质预报.基于TSP203plus多次对贵州省在建高速公路某岩溶隧道的超前预报,结合勘察资料及现场实际溶洞揭露情况,总结出TSP系统在岩溶隧道的判识规律,并验证了其可行性.     

城市地铁岩溶穿越区塌陷机理及处治技术

对武汉地铁六号线隧道穿越区岩溶地质进行了研究。结合武汉区域岩溶发育特征和分布规律,总结出研究区内岩溶发育的特点;并在此基础上重点研究了沙漏型岩溶地面塌陷机理及计算模型。根据研究区地质资料,对于岩溶发育区段地层提出了加固处治方案,具体为采用基岩岩溶注浆处理,隧道外侧采取旋喷桩+灌注桩帷幕。对旋喷桩+灌注桩帷幕进行了数值模拟。模拟结果表明,这种处治方案结合基岩岩溶注浆能够有效的解决隧道穿越区岩溶塌陷问题。研究对于指导和防止岩溶塌陷有重要理论和实践意义。     

电磁波CT技术在隧道基底岩溶勘探中的应用

针对董当隧道左线开挖过程中隧道基底揭示出的溶洞,为进一步确定隧道基底岩溶范围及形态,在对电磁波CT技术原理、数据采集方式、数据处理分析以及探测剖面分析的基础上,推测出隧道基底岩溶分布状态。结果表明:裂隙发育区岩溶对电磁波的表现较灰岩强,吸收系数一般大于0.2dB/m;结合钻孔资料佐证,电磁波CT技术能对隧道基底岩溶的延伸状况进行比较准确、直观的显示。     

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.     

埋深对岩溶隧道地震动力响应影响分析

基于工程波动理论,应用ABAQUS数值模拟和理论解析方法,研究了溶洞中心与隧道中心处于同一水平时,埋深对岩溶隧道地震动力响应影响规律,并对比分析地震作用下有无溶洞时隧道的反应差异性.分析结果表明:岩溶隧道和非岩溶隧道发生较大位移的部位均为拱肩和拱脚;溶洞对隧道地震动有缓冲作用;岩溶隧道埋深越浅,地震动力响应位移越大;在地震作用下,隧道二次衬砌第一主应力较集中的部位是拱脚.埋深15 m时第一主应力最大,埋深100 m时第一主应力最小;埋深100 m时,岩溶隧道比非岩溶隧道的第一主应力小,说明溶洞对隧道岩体有一定的应力释放作用.     

岩溶隧道突水灾变过程分析及控制技术

采用现场调查、模拟实验、理论分析与现场监测相结合的研究方法,对圆梁山隧道岩溶突水特征及突水机理进行了系统研究,揭示了隧道岩溶突水是受岩溶充填物、水压与隧道围岩塑性区范围等因素影响的渐进破坏过程.针对圆梁山隧道揭露的5个岩溶,分别制定了有效防治岩溶突水的关键技术对策.     

岩溶隧道洞中桥设计与铺架

通过田德线百布隧道洞中桥设计、施工及铺架,结合岩溶地质发育形态,总结了岩溶发育区桥梁基础地质勘探、溶洞顶板安全厚度计算、桩基设计及施工铺架等应注意的问题,确保隧道建设及运营的安全。并对今后岩溶地区隧道内桩基的设计与施工提供了经验。     

瞬变电磁法在岩溶隧道超前地质预报中应用

岩溶隧道由于岩溶发育的不确定性,经常对隧道施工造成严重的危害,甚至造成严重的人身伤亡事故,寻求可靠的探测结果一直是工程界十分关注的热点问题。论文采用瞬变电磁法进行岩溶隧道超前探测,探测结果表明瞬变电磁法对岩溶发充育情况有较好的电性反应,在充分的地质条件调查的基础上可有效的进行岩溶隧道的超前预报。     

金子山隧道穿越既有岩溶空腔隧道安全厚度分析

岩溶灾害是山区隧道(洞)建设中常见的地质灾害之一。论文结合宜万铁路金子山岩溶隧道灾害调查,将隧道顶部既有大尺度溶洞引起的隧道施工期破坏问题归结为隧道顶板岩板的跨塌失稳。对不同条件下隧道顶部岩溶空腔引起的隧道失稳机理进行了详细剖析,在此基础建立了隧道失稳的力学分析模型。以岩体按抗拉为强度判定准则,推导建立了金子山隧道的最小安全厚度计算公式,为施工期岩溶隧道安全性评价提供了理论依据。     

瞬变电磁法在广昆铁路牧羊村2号隧道岩溶水害治理中的应用

瞬变电磁法具有对低阻体非常敏感的特点，应用较广，适用于隧道富水岩溶管道的探查.广昆铁路牧羊村2号隧道为可溶岩傍山隧道，处于地下水的季节变动带，运营以来雨季渗涌水突出，岩溶水害严重，对铁路运营安全影响很大.通过采用多断面瞬变电磁法查清了隧道主要排水岩溶管道特征，并针对性的打设集水孔，将涌入隧道的岩溶水拦截引排至泄水洞，解决了岩溶水害问题.既有铁路隧道岩溶水害治理中最重要的是过水岩溶管道位置的准确确定，在隧道中采用多断面瞬变电磁法可有效查清过水岩溶管道的空间特征.     

宜万铁路岩溶隧道防排水原则及技术研究

宜万铁路岩溶隧道地质条件复杂、岩溶形态多样,高压富水溶腔段是岩溶隧道治理的重点和难点。在对充填型溶腔进行富水分级的基础上,制定岩溶隧道的防排水原则。对于可以排放的溶腔,研究总结了使岩溶水的排放得到合理控制的总体方案和安全保障方案。对于采用“以堵为主”原则进行处理的高压富水充填岩溶,研究总结了相应的全断面帷幕注浆技术、隧道周边超前预注浆技术,并提出了外堵内固周边注浆新技术,在保证安全的前提下极大地加快了施工进度。宜万铁路岩溶隧道的结构防排水按照“因地制宜、堵排结合、多道防线”的原则进行。