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.     

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。     

隧道突水突泥致灾构造识别方法及其工程应用

为有效识别隧道突水突泥致灾构造,基于致灾构造的地质特征、地球物理响应特征和钻探揭露特征,提出了一种集地质识别、物探识别、钻探识别为一体的隧道突水突泥致灾构造综合识别方法,阐述了其实施流程和实施原则.地质识别提供先验信息,指导物探的实施和解译,物探指导钻探施工,地质、物探、钻探有机结合与相互印证,识别过程动态反馈.给出了断层和岩溶突水突泥致灾构造的发育规律、地质特征和突水突泥灾害前兆地质信息,不同物探方法下的地球物理响应特征及钻探揭露特征,指导隧道施工过程中致灾构造的识别.利万高速齐岳山隧道实践证明,该方法可有效识别致灾构造的空间位置分布特征,可为同类工程隧道突水突泥致灾构造的识别提供参考和借鉴.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

岩溶区盾构隧道开挖的稳定性分析

盾构隧道穿越溶洞密布的复杂环境时,不可避免的引起岩溶开挖区应力场突变,严重时造成溶洞坍塌、隧道突水突泥等工程灾害.采用有限元模拟方法,基于岩层破坏机理,分别针对溶洞数量不同及排列方式不同这两种重要因素,从隧道开挖引起的位移场、应力场和塑性区域三个方面分析岩溶隧道开挖所引起的围岩变化规律.结果表明:溶洞的存在使得隧道围岩最大主应力显著提高,围岩竖向位移随溶洞个数增加而增大,围岩周围土体的应力场、位移场、塑性区域均随着洞-隧之间不同的排列方式而呈现不同的变化规律.分析结果可为岩溶地区盾构隧道设计、施工以及运营提供理论及工程指导.     

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。     

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。     

圆形隧道环向存在隐伏充填溶腔时防突岩墙的上限稳定性分析

岩溶隧道施工中遭遇高压充填溶腔时,若防突岩墙的稳定性不足易造成突水突泥等地质灾害.因此基于极限分析原理提出了一种分析防突岩墙稳定性的研究思路.针对隧道环向遭遇隐伏充填溶腔的工况,利用广义切线法获得Hoek-Brown非线性破坏准则的转化强度参数,构建了岩墙二维计算模型.并结合上限原理与强度折减技术,将安全系数引入能耗分析过程,达到了表征防突岩墙稳定性的目的.最后,通过优化分析,探讨了岩墙安全系数随各参数的响应情况.研究结果表明:除围岩重度参数外,岩墙厚度、溶腔充填物压力、隧道支护压力、圆形隧道断面直径、单轴抗压强度、Hoek-Brown常数等,都对岩墙安全系数的变化影响显著.此外,将方法应用至"宜万铁路"、"忠垫高速"和"恩来高速"的岩溶隧道中,良好的结果验证了方法的可行性.     

海底岩溶隧道损伤-渗流耦合机制及其应用

目的分析多场耦合作用下海底岩溶隧道稳定性.方法建立基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型,通过ABAQUS软件中Umat子程序接口实现了模型的有限元计算,利用该模型对大连海底岩溶隧道进行数值计算.结果溶洞作用下地表沉降曲线在开挖面中线两侧存在较大差异,随着上覆海水压力的增加,沉降最大值出现小幅增长,其位置逐渐向溶洞中线处偏移;当施加充填水压时,地表沉降值、开挖面附近围岩位移值和衬砌最大主应力值均发生明显变化;随着充填水压的加载,隔水岩体的损伤值和损伤区域逐渐增大,渗透系数成数量级增长,形成的导水通道为开挖面发生突水突泥灾害埋下了隐患.结论计算结果对岩溶区隧道监测和突水灾害防治具有指导意义.     

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。     

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。     

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。     

隧道完整型岩盘渗透破坏失稳机制流固耦合模型试验研究

为研究深长隧道开挖过程中完整型岩盘在工程扰动和地下水渗流作用下发生渗透破坏的失稳机制,以在地形地质条件复杂的中西部地区修建的深长隧道-利万高速齐岳山隧道为工程背景,通过能够同时实现高水压加载和隧道开挖的渗流突水模型试验系统和配制的流固耦合相似材料,开展深长隧道完整型岩盘渗透破坏灾变演化规律的物理模型试验,研究了开挖扰动和防突岩盘厚度对其渗流特征的影响.研究结果表明:深长隧道完整型岩盘渗透破坏失稳突水本质是开挖扰动和地下水渗流耦合影响下突水通道逐渐形成、防突岩盘逐渐丧失阻水能力的结果;开挖扰动和防突岩盘厚度对围岩内水压力分布和涌水量具有显著的影响,围岩水压在承压水渗流作用下经历"稳定-增大-稳定"的过程;隧道开挖过程中,承载水压、涌水量与防突岩盘厚度分别表现出正、负线性关系,水力梯度及渗透系数均具有明显的分段特征,突变点前水力梯度和渗透系数基本稳定,突变点后水力梯度急剧减小而渗透系数快速增大;随着防突岩盘厚度的减小,岩盘的阻水性能逐渐降低,对外加水压的承压能力逐渐下降;突水灾害的发生虽具有很强的"突变"性,但突水通道的形成将经历一个较慢的渗透破坏过程.研究结果可为深长隧道突水灾变机理的研究提供参考.     

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。     

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。