复杂地质条件下隧道突水突泥致灾机理研究

在隧道施工过程中,因隐伏于岩体中的含水构造系统被揭露破坏,很可能导致开挖临空面与导水通道进行连通,从而发生突水突泥灾害。通过建立充填介质滑移失稳力学模型并利用有限差分模拟软件模拟岩溶管道在不同水压力影响下隧道发生突水突泥的可能性,研究了复杂地质条件下隧道突水突泥的致灾机理。结果可供隧道施工参考。     

尚家湾强岩溶隧道突水突泥伴生灾害源综合分析

通过采用长期预报和短期预报相结合的方式,准确预报尚家湾强岩溶隧道突水突泥伴生灾害源的规模与空间位置,结合超前钻探建立综合超前预报体系。针对发生的3次突水突泥灾害,通过现场踏勘和水文地质分析,查明突水突泥伴生灾害源的来源,揭示尚家湾隧道突涌灾害源的赋存特征、致灾模式及其致灾机理,提出突涌灾害是由压力水、泥砂相结合的伴生灾害源和突涌通道2部分组成,伴生灾害源是内在源动力,突涌通道是灾害源的优势运移路径。同时,建立集内外结合(隧道内部揭露围岩与地表环境)、综合预报、"循环推进,交叉评价"、动态补探、综合治理相结合的伴生灾害源探测及防治技术,提出相应的治理原则、治理方案及后续施工的预防措施。     

富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术

为研究富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术,以广西均昌隧道富水全强风化花岗岩地段突水突泥灾害处治实践为例,对隧道突水水泥灾害特征、诱发机制及防治措施进行深入研究分析。结果表明：富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害突发性强,演变速度快,次生灾害严重,影响范围大;隧道突水突泥灾害的孕险环境因素有长条状谷地汇水负地形、水资源丰富、导水通道发育、岩层水稳定性差,而超前勘探工作不充分、注浆效果不到位及施工扰动是灾害的主要致灾因子,岩体受地下水浸泡软化,岩层在静水压力作用下被击穿,掌子面发生局部渗流失稳,形成突水通道,渗流转变为管道流,形成突泥通道,在静水压力和动水冲刷的共同作用下迅速演化发展成突水突泥灾害,同时引发地表塌陷、河流断流、池塘干涸等次生灾害;通过修正帷幕注浆参数,隧道注浆治理段开挖面整体稳定性显著增强,稳定渗流量减少53.78%~80.19%,对隧道堵水加固效果明显,能有效防治了突水突泥灾害,确保工程施工安全,缩短建设工期,增大工程效益。研究成果对全强风化花岗岩隧道防治突水突泥灾害具有一定指导意义。     

隧道开挖诱发富水有压溶洞破裂突水过程数值模拟

在岩溶地区修建隧道，溶洞将引起隧道围岩的变形、开裂和失稳，常常诱发隧道突水突泥灾害。从力学角度对岩溶隧道突水突泥机理研究对隧道突水突泥灾害及时预报和有效治理具有重要意义。通过岩石破裂过程分析程序（RFPA），用数值模拟方法对隧道施工诱发隐伏有压溶洞破裂突水过程中的应力场、位移场和声发射等特征进行了系统研究，研究结果加深了对有压溶洞随着压力增加引起隧道突水过程机理的理解，为该类型溶洞的预报和治理提供了参考依据。     

岩溶隧道突水突泥防突评判方法及其工程应用

为实现对岩溶隧道安全性的快速评价,采用统计与理论分析相结合的方法,针对岩溶隧道突水突泥灾害的灾害源和防突结构,选取水动力条件、不良地质、防突厚度及围岩特征这4个方面因素,建立一种适用于工程现场的突水突泥快速判识方法即岩溶隧道突水突泥防突评判方法(PSAM法),构建突水突泥防突评判影响因素指标体系,即以防突厚度、水压力特征、不良地质、岩体质量和完整性为主要影响因素,围岩节理状态、水源补给条件、水力连通性、岩石强度为次要影响因素,岩层走向与倾角、地应力、岩体透水性特征为修正因素,提出各影响因素的分类方法和等级划分体系,形成适用于工程现场快速查询与评判的影响因素分级与评分表,阐述防突评判实施流程。将该评判方法应用于宜万(湖北宜昌—重庆万县)铁路野三关隧道"602溶腔"大型突水突泥灾害工程。研究结果表明:该评判方法克服了现有突水突泥风险评价不能描述防突结构围岩特征及厚度影响作用的不足以及传统最小安全厚度计算方法针对孕险环境和围岩特征等重要影响因素考虑不全面的欠缺;工程应用结果验证了该评判方法的科学性和实用性。     

超前地质预报在大相岭隧道施工中的应用

深埋长大隧道工程地质条件复杂多变,盲目施工易造成突水、突泥和塌方等安全事故.超前地质预报技术作为隧道勘察结果的进一步详实,在隧道施工减灾、防灾方面发挥着重要的作用.以大相岭隧道为工程背景,针对该隧道复杂的地质条件,采用TGP206超前地质预系统及宏观微观相结合的预报分析方法,可以有效的提高对不良地质体的预报效果,通过预报结果与实际揭露的对比分析,其预测精度达到95%以上,有效地指导了隧道的安全施工,为同类工程提供技术资料和经验借鉴.     

突水突泥影响下隧道围岩松动圈变化测试与分析

为了探究突水突泥隧道围岩松动圈变化特征,采用地质雷达对荆西隧道进行现场实测,获得荆西隧道典型区段两种主要岩性断面松动圈图像.检测结果表明:突水突泥灾害部位所对应围岩松动圈较无灾害部位明显扩大;受到周围迂回导坑影响,围岩松动圈最大处由右侧拱肩向拱腰处转移.     

公路隧道突水突泥事件应急处理方案浅析

突水问题是影响隧道安全的关键问题之一。本文主要阐述了突水突泥的应急措施与处理方案,为隧道突水突泥问题的处理提供有益的借鉴。     

大桑园隧道突泥事故成因分析及治理措施研究

隧道施工过程中的突泥,突水等现象,是常见的地质灾害,本文通过发生在大桑园隧道施工过程中的突泥事故,从地质工程的角度,详细研究了事故发生地段包括岩石组合、地质构造、地下水、地表水以及地应力在内的主要地质情况,分析了该隧道突泥的发育、赋存、出露以及规模等特征,提出了特殊的地质构造、发育的地下水、较高的现代构造地应力以及可溶性岩石的组合是造成突泥事故发生的主要控制因素。并根据实际情况,建议在事故发生地段施工时宜采用大管棚超前预支护、径向注浆处理技术和台阶法施工等治理措施,而对可能发生突泥的不良隧道地段,进行准确的地质超前预报,防止突泥事故的再次发生。     

阳灵隧道充填溶洞综合预报及突泥事故治理

突水突泥灾害是岩溶隧道施工中经常面对的严峻挑战.综合采用地震方法和电磁方法对阳灵隧道F_1断裂带开展了超前地质预报,准确地预报了充填溶洞的位置和规模.突泥事故治理过程中,首先采取稳定塌落体、封堵下泄口和加固已有支护等措施控制灾情;然后利用三台阶法和双层钢拱架支护通过了溶洞影响段;最后,采用地质雷达探测了溶洞规模和充填情况,并对围岩和支护结构的受力变形状况进行监测.结果表明,综合超前地质预报是探测隧道不良地质体的有效途径,"控制灾情,谨慎开挖,事后监控,确保安全"是突泥事故治理的合理原则.     

隧道常见不良地质处治

西部开发省际高速公路通道重庆绕城高速公路是交通部典型科技示范工程,玉峰山隧道是北段中的一座特长隧道,工程地质与水文地质条件十分复杂,存在溶洞与岩溶突水突泥、穿煤与采空区、瓦斯有害气体、腐蚀性地下水等不良地质现象,设计利用公路隧道的科研成果,合理确定各类不良地质的处理方案,为隧道的顺利施工提供了保障。     

八字岭隧道施工方案设计

正在建设的宜万铁路八字岭隧道全长,地质条件复杂,存在岩溶、断层、突水突泥、煤层瓦斯入暗河等不良地质问题。分析了施工过程中需要采用的各种关键技术,针对施工中可能出现的问题,提出了一些措施,以确保工期和质量。     

公路隧道突泥涌水灾害的处治

公路隧道建设施工的过程中,由于其特殊的地理环境和复杂的地质,隧道会经常发生突泥涌水现象,据统计这已经成为继隧道施工中塌方现象的又一较大地质病害,这样就会给整个隧道工程的实施带来非常严重的后果。所以,怎样有效地解决公路隧道突泥涌水的灾害处治,已经逐渐成为业内关注的焦点。本文结合公路隧道实际状况对突泥涌水的主要特征进行分析,找出原因,对公路隧道突泥涌水的防治进行探讨,提出相应的防治措施。     

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。     

宜万铁路大支坪隧道+990岩溶治理技术

主要介绍宜万铁路大支坪隧道DK133+990岩溶异常体水文地质特征、岩溶发育规模、高压富水溶腔突水突泥经过及特点,并根据溶洞工程、水文地质条件及历次突水突泥机理,综合考虑施工及运营安全等多种因素,遵循“释能降压、注浆加固、超前支护、综合治理”的原则进行溶洞治理。     

国道217线玉希莫勒盖隧道施工超前地质预报技术研究

在建G217线改扩建工程新建玉希莫勒盖隧道位于中天山玉希莫勒盖达坂,隧道长度为1943 m,为单洞双向两车隧道,其垭口高程达3428m;隧道地处高纬度、高海拔的双高寒冷地区,隧道具有地质条件复杂、变化多,断裂构造复杂,岩层节理裂隙发育、连通性好,地下水丰富等特点.本论文基于新疆在建的玉希莫勒盖隧道,提出了“中、长物探和水平地质钻探验证为主,短距离地质素描分析和红外探水为辅,超长炮孔加密确认为主要内容的“多阶段、多层次、多方法”的“综合立体式超前地质预测预报技术”.以“综合立体式超前地质预测预报技术”为指导,将超前地质预报纳入施工监测程序,并在施工中认真实施,顺利完成了隧道的施工工作,为同类隧道的施工提供了积极地借鉴意义.     

南峰隧道安全风险评估及病害预防措施

以福州绕城高速公路A15合同段南峰隧道为例,采用创新性风险分析方法,依据隧道的地质状况、隧道长度、洞口形式及其特征等作为评估风险指标,计算了其风险等级值,再按照隧道安全风险评价指标分值表确定了南峰隧道的风险评价等级为Ⅱ级(定为中度风险)。分析了隧道开挖后可能出现大变形的病害特点,根据评估结论制订了因公路隧道可能产生坍方、突泥突水突石、基础沉降产生变形异常的预防措施。采用病害预防措施后,病害少且处理效果好,可为今后公路隧道施工的安全风险评估与预防措施提供参考。     

榔坪2号隧道大型充填溶洞处理措施研究

宜万线共有隧道159座,约占线路总长度的59%,其中多数隧道穿越碳酸盐岩地层,岩溶极其发育。本文以宜万铁路榔坪2号隧道为背景,提出结合施工期间超前地质预报和监控量测工作,选取合理有效的超前支护措施,采用桩基承台、桩基托梁等隧底加固方案,重点解决了该隧道DK96＋600～700段大型充填溶洞的塌方、突水突泥及不均匀沉降等问题。     

大地电磁测深法探测山区深埋隧道隐伏构造——以安石隧道探测为例

隧道掌子面前方与上方存在的隐伏构造在隧道施工过程中具有极强的致灾性.针对云南凤庆安石隧道具有长、大、深埋,且其地表起伏大的特点,采用大地电磁测深法对隧道上方隐伏构造进行探测.首先对观测数据进行静态效应校正等预处理;随后进行带地形的基于光滑约束最小二乘反演,得到了隧道轴线及平行轴线的视电阻率剖面图;最后利用反演结果并结合研究区的区域地质构造、岩性特征以及水文地质条件等,揭示出与隧道斜交的两条隐伏构造的空间展布,该成果与后期钻探结果吻合,表明大地电磁测深法可以有效地探测出山区深埋隧道前方与上方隐伏构造的位置与姿态,为隧道安全施工与地质灾害防治提供了重要的参考依据.     

侵入接触型隧道突泥涌水危险性评估的变权-靶心贴近度模型

为了对侵入接触型隧道突泥涌水危险性进行评估,建立变权理论与靶心贴近度法相结合的优化评估模型。以双丰隧道为工程背景,选取被侵入围岩的透水性、接触带岩体基本质量指标、接触带岩体风化程度等7个指标构建评价指标体系,并建立突泥涌水危险性分级标准。在确定常权权重后,根据指标取值进行变权赋权,再运用靶心贴近度法对突泥涌水的危险性等级进行评定,并分析各指标的致灾性,据此指导后续施工设计。研究结果表明:代表灾害源的指标(岩体基本质量指标、地下水位)致灾性最强,且经过变权计算,3个主控指标(岩体基本质量指标、地下水位、接触带岩体风化程度)的权重之和降低了近5%,危险性等级由Ⅱ级升为Ⅰ级,更加符合工程实际,也证明了本模型的有效性和准确性。