基于水-岩相互作用的富水断层破碎带隧道突涌灾害演化特征

为研究开挖卸荷和水力荷载耦合作用下富水断层破碎带隧道突涌灾害演化特征,以沈白高铁西谷隧道工程为依托,考虑不同富水破碎带构造形式及地下水赋存特征,开展隧道突涌灾害演化过程研究。基于水-岩相互作用原理,建立三维离散元粘合块体-裂隙流耦合模型,明确不同地质构造特征下的隧道突涌灾害模式,分析破碎岩体裂隙扩展和地下水渗流的时空演化规律。研究结论有:(1) 引入粘合块体模型和裂隙流组合模型,建立了富水断层破碎带水岩相互作用力学模型,再现了富水破碎带隧道突涌灾害演化过程。(2) 不同富水破碎带构造形式引起的突涌灾变模式差异显著,且具有不同的触发条件和表现形式。断层破碎带倾角为45°时,破碎岩体沿掌子面下部溜塌涌入隧道,倾角为90°时,围岩向掌子面挤出,倾角为-45°时,表现为拱顶围岩垮塌。(3)富水破碎带突涌灾害程度随着水头增大而加剧,其中倾角为-45°时,突涌灾害程度受水头高度的影响最显著,倾角为90°时,水头高度影响相对较弱,但突涌灾害程度最严重。     

八字岭隧道软弱富水段施工技术

宜万铁路八字岭隧道为全线5座动态设计隧道之一,该隧道存在岩溶、断层破碎带、煤层瓦斯、高地应力、易发生突泥突水及高水压段等不良地质。介绍该隧道通过施工超前地质预报技术,先探明DK108 510～ 630地质情况,针对该段地质情况确定帷幕注浆、长大管棚穿越方案和施工特点。     

浅谈齐岳山公路隧道不良地质处理

该文基于沪蓉西齐岳山公路隧道设计中遇到的岩溶、断层破碎带、有害气体、突泥涌水等不良地质情况和处理措施进行了归纳总结,以期对同行有一定的借鉴。     

帷幕注浆在隧道施工中的运用

一、工程概况及地质特点宜万铁路八字岭隧道地处湖北省鄂西南山区。隧道区的不良地质主要呈现两大特点:一是岩溶和岩溶水,隧道区大部分经过碳酸盐岩地区,地表岩溶强烈发育,漏斗、落水洞、岩溶洼地密布,地下暗河发育,牛鼻子暗河、凉水井暗河可能通过各种通道与隧道连通,极可能发生大规模的突水、突泥和涌水。二是断层破碎带,     

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。     

齐岳山隧道F11高压富水断层带注浆施工技术

隧道岩溶、断裂带等高压涌水是隧道修建中比较难以解决的问题,隧道突涌水地质灾害频繁发生,成为影响隧道施工和安全的主要障碍。宜万铁路齐岳山隧道所穿越暗河、溶洞、断层破碎带等不良地质高压突涌水地段,给施工带来很大的困难。目前正在施工的齐岳山隧道F11断层破碎带,水压高、水量大、地质条件复杂,成为唯一制约全线的主要技术难题。以平导F11断层的注浆施工治水防坍为实例,介绍F11高水压断裂带治水防坍新方案、新工艺及效果检查新方法等,为以后类似工程积累经验。     

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.     

岩溶区全断面开挖隧道围岩变形特点

岩溶区全断面开挖隧道时,隧道穿越岩溶地层、断层破碎带及深埋软岩塑性变形地段,加上埋置深度大,地下水丰富,施工中遭遇灾害性的突泥、突水的可能性很大,极有可能引发重大安全事故。     

五指山隧道渗漏水连通试验分析

五指山隧道在衬砌完成后,多处发生渗水现象。根据实地调查,隧道内最主要的出水点主要集中在隧道的两端。根据隧道内出水严重程度、地表示踪剂投放条件,分2个阶段进行五指山隧道渗漏水连通试验。试验研究认为,隧道穿越了断层、构造裂隙带和岩溶较为发育地区,地下水循环条件较好,以至于隧道内渗(涌)水与地表水之间,以及隧道衬砌背后与破碎围岩之间的地下水连通,造成隧道内多处发生渗(涌)水的现象。     

过地质构造带的瓦斯防治措施

某煤矿为煤与瓦斯突出矿井,其地质构造发育程度中等,断层构造区附近瓦斯涌出量增大,突出指标K1值明显增大,煤层变破碎松软,地压变大,支护较困难,为了保证人员生命安全,确立了"先探测、后区域、再局部"的过地质构造带的瓦斯防治措施,严格执行两个"四位一体"防突措施。     

地震超前勘探在煤矿上的应用

矿井巷道在掘进过程中经常遇到断层、陷落柱、煤岩体结构破碎带等地质异常,给井巷工程的安全生产带来极大的威胁,因此掌子面前方地质异常构造的超前探测意义重大。本文以巷道掘进掌子面前方的断层及岩溶陷落柱的超前探测为例,论述了单点探测理论及方法在矿井巷道掌子面上的超前探测的应用。     

可控源音频大地电磁测深法在玉蒙铁路秀山隧道中的应用效果分析

玉溪至蒙自铁路秀山隧道地质条件复杂,全隧采用可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)对隧道地层岩性、地质构造、岩溶特征、地下水特征、含煤地层的分布等地质情况进行勘察,经施工对比分析,发现CSAMT法能较准确的解译隧道区发育的断层带、富水带等异常带,对设计和指导施工取到了很好的作用.     

对地质条件复杂的隧道进行超前地质预报工作的意见

本文以天平铁路六盘山特长隧道为例,分析介绍了对地质条件复杂的隧道进行超前地质预报工作的目的,预报方法,特别是岩溶、断层破碎带等不良地质体的预报方法,采用多种手段互补的综合超前地质预报技术,极大提高了超前地质预报的准确性;文中介绍了各种不良地质现象的地质异常特性和物探成果数据的异常,可提前发现不良地质体,减少地质灾害的发生,对隧道安全施工具有一定的指导意义。     

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。     

深埋隧道穿越富水破碎带围岩突水机理

基于隧道穿越处于复杂应力场与渗流场环境的富水破碎带时存在发生重大突水事故的安全隐患,通过对破碎岩体的渗流特点进行研究,建立孔隙颗粒介质流失的渗流模型;基于连续介质力学和变质量动力学理论,推导饱和破碎岩体变质量渗流-变形耦合理论模型;以福建漳州梁山隧道L7富水破碎带为工程背景,分析围岩的渗流场、应力场与位移场分布特性,并总结隧道断层破碎带的突水塌陷机理。研究结果表明:断层破碎带突水实质上是围岩的力学平衡和地下水的渗流平衡因施工扰动发生急剧变化,引起围岩应力重分布及地下水能量释放;隧道施工揭露断层后,岩体颗粒随孔隙空间的流体发生迁移形成新的渗流通道,导致地下水在水头压力作用下向工程临空面涌出,形成漏斗形的渗水区域;随着渗流作用时间的延长,地下水和岩土体逐渐流失,隧道上方的破碎岩体发生严重的滑移变形,形成椭圆形塌陷区域,与现场实际塌陷破坏规律基本吻合。本文提出的渗流-变形耦合模型对理解破碎岩体渗流力学机制和深埋隧道突水灾害的预防设计具有参考价值。     

云桂线富宁隧道物探与钻探对比分析

富宁隧道是云桂线重点隧道之一,地质条件复杂.在地质测绘的基础上,勘察主要采用可控源音频大地电磁法(CSAMT)和深孔钻探对隧道进行探测,较详细地查清了隧道区的地层岩性、地质构造、水文地质条件、围岩等级及异常带等.通过对物探和钻探的对比分析,发现可控源音频大地电磁法对岩性的解译准确率较高,对隧道围岩等级的划分较好,对断层的解译准确率相对较低,在对岩溶强烈发育或岩性变化所致的岩体极破碎、极软弱或富水等异常带因物性特征相似,物探难以区分,需综合分析后确定.可控源音频大地电磁法比较适合复杂长大隧道的勘察,但需结合地质测绘、钻探进行综合解译.     

地质雷达在岩溶隧道短期超前地质预报中的应用

地质雷达具有不影响施工、无损、快速便捷、可操作性强的特点,对断层、破碎带、含水带的预报十分准确,可以适用于岩溶隧道短期超前地质预报工作。以湖北省境内在建的长乐山隧道、椿树垭隧道两处公路隧道为例,阐述了地质雷达成功应用的实例,旨在说明地质雷达在岩溶隧道短期超前地质预报的优越性。     

断层带煤体瓦斯地质特征与瓦斯突出的关联

针对煤与瓦斯突出煤层开采期间的突出与断层之间的关联问题,采用瓦斯地质方法,通过矿井开采实例研究了井田内断层封闭与开放的瓦斯地质特征,并根据断层附近瓦斯涌出规律判断断层与突出的关系.研究结果表明:断层的开放性与封闭性对煤与瓦斯突出具有控制作用.封闭性断层带附近瓦斯涌出异常增大,构造应力集中、常常封闭有高能瓦斯以及发育的构造煤,为煤与瓦斯突出创造条件;开放性断层带附近具有煤层瓦斯压力相对较低,煤层瓦斯含量较正常下降的特征,而在远离断层面的一侧,伴随有平行断层的条带状煤层应力集中区,其中具有煤层瓦斯压力大、煤层瓦斯含量高的特征.该成果对煤矿在煤层断层带开采瓦斯防治具有一定的理论价值和实用意义.     

隧道施工中常见的不良地质以及处理措施

在隧道施工,经常会遇到像岩堆、偏压地层、岩溶、高应力、高强度地层、松散地层、软土地段等不利于隧道工程施工的不良地质环境,以及膨胀地层、软弱黄土低层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流砂等地段以及瓦斯和有害气体溢出地层等特殊地质地段。这两种情况的产生严重影响了隧道的施工,本文就部分两种情况介绍了一些处理的对策。     

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。