深埋隧道填充型溶腔溃水机制及风险识别

结合国内外岩溶隧道修建过程中涌、突水灾害的特征分析,将大体量且有一定静储量的高压岩溶水瞬间释放,并伴随突泥、突巨石的特殊涌水定义为岩溶溃水;基于宜万铁路马鹿箐隧道特大岩溶溃水灾害分析,得到了岩溶溃水的基本特征,通过分析岩溶溃水的机理获得了构成岩溶溃水风险的几个主要因素;基于理论分析、数值模拟等方法,并结合现场工程经验,对岩溶溃水风险发生的几个门槛条件进行了初步的确定;针对溃水风险识别的实施方案,提出了超前水平钻探并结合放水试验和闭水试验的方法。     

岩溶山区公路隧道施工突水的机理和模式分析

在分析岩溶突水的主要影响因素的基础上,进行了岩溶隧道施工突水机理和模式以及岩溶突水围岩破坏模式详细研究,为岩溶隧道施工中的突水防治关键技术的研究提供依据。     

山西岩溶泉研究进展与前瞻

山西是我国北方岩溶分布最广的省份,有19个岩溶大泉,岩溶水成为山西重要的供水水源。从泉流量变化趋势、降水补给及时滞、岩溶水资源评价、水化学及环境同位素、脆弱性、采煤及工程建设对岩溶水影响、泉域子系统划分、保护管理措施等方面对山西岩溶泉的研究进展进行了综述。结果表明,山西部分泉域岩溶水水质已不同程度地遭受污染,人类活动和气候变化分别是影响岩溶泉的主要因素和次要因素,人类活动对岩溶泉影响的主要行为为过度开采岩溶水及采煤排水等。因此,建议加强岩溶泉水保护,并指出了山西岩溶泉未来研究的重点领域,可为山西岩溶水的可持续开发利用提供科学依据。     

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.     

娘子关泉岩溶水系统演化再认识

依据地质、气候和人类活动(岩溶水系统演化的)这三种影响因素作用性质的不同,提出了研究地下水系统演化的三种时间尺度。同时运用岩溶沉积物(钙华)分析法、历史文献分析法、现代观测资料的统计分析法研究了娘子关泉岩溶水系统在三个时间尺度上的演化规律及在地质时间尺度上的演化过程,并将该岩溶水系统演化分为五个阶段。该研究对揭示岩溶水系统演化的驱动机制、识别岩溶水系统的自然演变过程与人类活动影响过程有一定意义。     

太原市西山岩溶区汾河与地下水相互作用研究

通过对汾河西山岩溶区段的河道下垫面背景分析,将汾河干流汾河水库至兰村区间分为7个区段,识别出了4个汾河与岩溶地下水相互作用积极的地段。以地下水系统理论为指导,将兰村泉和晋祠泉岩溶水系统概化为双输入(大气降水与人工开采)单输出(泉流量)模型,在此基础上,基于岩溶水天然资源量与大气降雨入渗量、河流渗漏量关系推算出了汾河与各岩溶水系统岩溶地下水的作用强度,即汾河对各岩溶水系统的渗漏补给量。研究成果对于指导太原市水资源综合利用,缓解太原市水资源供需矛盾,有效保护岩溶地下水等提供了科学参考依据。     

岩溶山区隧道工程施工引起突水特征及灾害综述

在既有研究成果的基础之上进行了总结分析,就岩溶山区隧道工程施工引起的岩溶突水的类型进行了详细划分.然后重点分析了岩溶突水的基本特征、补给特征、不同填充介质特征以及不同施工阶段特征.最后,根据不同的灾害后果提出了岩溶突水灾害的分级标准,为防治关键技术的研究提供重要依据.     

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。     

隧道充填岩溶管道滑移失稳突水机制

为探究隧道充填岩溶管道滑移失稳突水机制,将岩溶管道视为"塞子",建立岩溶管道滑移失稳突水的地质模型和力学传递模型,推导出充填岩溶管道失稳判据及安全系数计算公式,并通过算例分析岩溶管道倾角和含水体水位对岩溶管道安全性的影响。研究结果表明:弱透水或不透水的充填岩溶管道在突水过程中的作用类似"塞子",具有较强阻水性能,此时突水模式为岩溶管道的充填物滑移失稳突水;隧道开挖过程中,作用在岩溶管道的下滑力和抗滑力达到临界条件时,管道发生滑移失稳,最终导致突水的发生;充填岩溶管道的安全系数随着含水体水位增大而不断降低,管道倾角对安全系数的影响比水位的影响小;地下水对岩溶管道安全性的影响很大,其中渗透压力、静水压力和扬压力对管道安全性的影响较大,是触发管道发生滑移失稳、引发突水的关键因素。     

基于模糊相似优先比法的济南四大泉群补给来源

为维持济南四大泉群持续喷涌,探明泉水的补给来源尤为重要.以补给区岩溶水与泉水水化学特征为依据,利用模糊相似优先比法确定趵突泉、黑虎泉、潭西泉、珍珠泉模糊相似优先顺序,结合泉群出露区地质、水文地质条件以及泉水水质、水温、水位、电导率数据,对四大泉群补给来源进行研究.可以得出:①泉水主要受东南、西南、正南方向岩溶水补给,且四大泉群主要受到寒武系张夏组岩溶水以及寒武系凤山组-奥陶系岩溶水混合补给;②趵突泉接受西南、正南、东南方向奥陶系岩溶水补给较多,黑虎泉接受其东部以及正南方向奥陶系岩溶水补给较多,潭西泉接受西南、正南方向寒武系岩溶水补给较多,珍珠泉主要接受东南寒武系岩溶水补给;③四大泉群泉水形成模式不同,趵突泉泉群与黑虎泉泉群主要表现为寒武系凤山组-奥陶系岩溶水通过局部侵入岩的天窗喷出排泄,其循环深度较浅,属于侵蚀成泉.五龙潭泉群和珍珠泉泉群主要表现为寒武系张夏组岩溶水通过侵入岩裂隙喷出地表,其循环深度较深,属于接触带成泉.四大泉群补给来源的研究,为泉水保护工作提供了科学依据.     

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.     

肥城矿区高承压岩溶水防治技术研究

肥城矿区是全国知名的大水矿区之一,煤层受底板高承压岩溶水的严重威胁,多次发生突水淹井、淹采区水害事故。本文通过深入分析矿区水文地质条件,系统总结了高承压岩溶水防治面临的主要问题,针对矿区水文地质特征提出了高承压岩溶水防治的对策措施。     

辛安泉域岩溶水开发利用程度分析

从辛安泉域岩溶水开发利用现状入手，分析了岩溶地下水的利用程度，提出了科学开发利用和保护岩溶地下水的措施和方法。     

山西高原岩溶水发育特征及其合理开发与保护的探讨

本文以实际资料为基础,综述了山西高原岩溶水的发育特征。并以此为依据,针对山西黄土高原“二元结构”(即上覆层为黄土类土,下覆层为第四纪下更新世和前第四纪地层)的特点,从五个方面阐述了合理开发岩溶水,从七个方面论述了调节和保护岩溶水的见解。     

泰安岩溶水系统地下水水量水质模拟与预测

运用建立的地下水水量水质耦合模型，以2000年为基准，对泰安岩溶水系统2010年的水量及水质进行了模拟预测，指出现状开采条件下岩溶水系统地下水环境将持续恶化；为了实现地下水资源可持续利用，必须对岩溶水系统地下水资源进行优化控制规划。     

华蓥山矿区岩溶水害防治方法探讨

华蓥山矿区赋存龙潭组煤层,为顶、底板岩溶充水矿床。矿区构造复杂,岩溶发育,岩溶水运动活跃,并伴有高浓度H2S等有毒有害气体,给煤矿安全采掘构成严重威胁。在对矿区岩溶及岩溶水调查、探测、综合分析基础上,建立了“监测预报、防探结合、治理检验、综合防护”的四位一体综合防治水措施,已安全掘进4．5万m,生产原煤700万t,并成功避免了几起典型水害事故的发生。     

大藤峡水利枢纽工程岩溶发育特点及规律分析

由于岩溶发育的复杂性,加上勘察方法的局限性,导致在勘察和施工过程中遇到了很多岩溶问题;岩溶发育规律性差,从岩溶发育的基本条件-物质基础、水动力条件及运移途径出发,结合大藤峡水利枢纽工程岩溶发育的特点,论述了影响岩溶发育因素和岩溶发育规律.     

皖北矿区煤层底板岩溶水氢氧稳定同位素特征

对皖北矿区主要含水层的氢氧稳定同位素进行了测试与分析,岩溶含水层中太原组石灰岩岩溶裂隙水(简称"太灰水")δ(18O)均值为-8.69‰,δD均值为-68.64‰,奥陶系石灰岩裂隙溶隙水(简称"奥灰水")δ(18O)均值为-8.47‰,δD均值为-70.10‰。指出了该矿区地表水、新生界松散层类第4层含水层(简称"四含水")、煤系砂岩水、太灰水、奥灰水氢氧稳定同位素一般特征。同时根据太灰水和奥灰水氢氧稳定同位素组成,着重分析了底板岩溶水的补给环境与径流环境以及岩溶水与其它含水层之间的联系。     

论山西岩溶泉水及其开发利用问题

本文重点阐述了山西岩溶水的地质地理概况及岩溶水的类型,并分析了泉水污染,盲目扩泉、泉水浪费等现象,进一步提出如何合理地开发利用的问题。     

探讨西南地区安全开发岩溶水的对策

中国西南地区发育有丰富的岩溶水,要安全地开发岩溶水,不引发环境灾害,必须做到精确掌握岩溶地下水的分布、循环、动态特征,加强的岩溶地下水动态监控和改善岩溶地下水补给区的生态环境,以及文中所列的几项保障性措施,争取补给区补给资源量和岩溶地下水系统的动态资源补给量。