岩溶隧道施工过程中大型溶洞的综合预报及治理方案研究

根据尚家湾隧道隧址区地表水文点观察情况,并结合地形地貌特征、岩性和构造条件,判断尚家湾隧道在施工过程中可能揭露大型溶洞,出现突水突泥等工程灾害。文章针对前期隧道施工风险评价结果,采用综合地质预报方法对隧道前方不良地质体进行探测:采用TSP(隧道地震预测)法对ZK67+835处溶洞位置进行了准确预报;采用地质雷达法准确预报了YK67+805处的溶洞;采用超前钻探探明了溶洞在隧道底板下方的具体位置、走向及规模。探测结果表明,左右线隧道溶洞相互连通,为特大下伏无充填型溶洞。针对揭露的溶洞特点,分别采取填堵法和跨越法进行治理。左线在雨季期间无水流通过,采取填堵法;右线采取跨越法,梁板分离,分别承担隧道结构荷载和路面车辆荷载。通过对治理后围岩的变形监测,验证了治理方案的有效性,为后期类似溶洞治理提供了借鉴。

四川广(安)—渝(重庆)高速公路华蓥山隧道岩溶突水的研究与整治

比较系统地介绍了华蓥山特长双线公路隧道岩溶突水的地质背景、岩溶分布规律、岩溶水的渗流场以及岩溶突水的补给源,为水害的整治提供了依据。

隧道及地下工程喷膜防水技术

研究了使用于隧道及地下工程的喷膜防水材料的配方、喷射机具、施工工艺及质量检测方法 ,提出地下工程喷膜防水法的系统技术 ,并通过工程试验 ,表明了该方法的应用前景。

隧道涌水量的预测及其工程应用

铁路、公路隧道穿越复杂富水地层时,宜采用动态设计与信息化施工的方法,其中,最为重要的问题是涌水量的计算。涌水量的计算可采用正演和反演的方法,不能混为一谈。结合工程实例分别采用正演和反演方法计算了隧道涌水量,得到本质上不同的结果。计算结果表明,在施工前的预设计阶段,应采用正演的方法,采用经验类比、解析以及数值方法计算可能出现的涌水量;在隧道开始施工的动态设计阶段,则应根据采集的数据,采用反演的方法,分析和预测涌水量的变化,进而对预设计方案进行修正。

隧道地下水处治的设计理论及方法研究

隧道施工地下水的处治问题一直困扰着隧道工程界,对地下水作用的认识仍未达成共识,为此需要从概念上和方法上对本问题进行深入研究。本文在国内外研究现状分析基础上,开展了隧道施工对地下水渗流变化的影响分析、隧道水压力物理模型试验研究、隧道衬砌水荷载及其相关问题的数值分析,提出针对不同防排水模式的水荷载计算模式、隧道地下水处治的理念和方式。主要创新点如下:明确提出高水压的概念,建立隧道衬砌水压力计算的概念模型,提出针对隧道不同埋深段及地下水发育状况采取不同处理策略的隧道防排水原则,研究成果为高压富水隧道设计提供了理论依据。

圆梁山毛坝向斜段隧道涌突水灾害及对地下水的影响

深埋隧道涌突水对工程施工及区域环境都有很重要的影响 ,笔者通过圆梁山隧道毛坝向斜段涌突水监测数据 ,结合地表降水资料 ,分析了影响隧道排水量、隧道支护稳定性的主要自然因素及排水工程 ,对地表水环境产生的影响。监测和分析认为 ,隧道揭露的含水溶洞突水对当地水环境影响最大 ,也是地表降水对隧道支护产生影响的主要通道。

隧道涌水量的预测方法及影响因素研究

隧道涌水量关系到作用于衬砌结构的水压力和周边生态环境的安全,是隧道防排水设计的重要参考指标.在总结隧道涌水量预测的3种主要方法:理论解析法、经验公式法和数值分析法的基础上,讨论了围岩渗透系数、洞室尺寸、地下水位高度、衬砌渗透性、注浆圈渗透性及厚度、隧道含水层厚度,以及洞室形状等因素对隧道涌水量的影响,比较分析了各种隧道涌水量预测方法的差异,并重点指出了各种理论解析方法的局限性和适用条件.研究结果表明,隧道涌水量随围岩渗透系数的增大线性增大,随地下水位高度的升高存在一个先减小后增大的过程;注浆圈参数存在一个经济合理值;同样的开挖面积条件下圆形隧道的涌水量最小.

基于植被生态需水的隧道排水量确定方法研究

隧道地下水大量渗漏易造成洞顶影响范围内生态环境破坏,针对如何确定合适涌渗水量以确保生态平衡问题,引入生态学、农学中有关植被生态需水概念,通过调研分析确定隧址区植被所允许的最大地下水位降深,结合地下水动力学方法以及经验公式,确定隧道涌渗水后地下水达到最大降深时疏干漏斗范围及体积;并通过疏干漏斗体积、涌渗水量以及储水系数关系确定隧道所允许排放的最大水量。结合算例并与实际工程中设计排水量进行对比,在考虑隧址区实际工程地质、水文地质条件情况下,所提出方法计算得出的排水标准与实际工程接近。该方法能够达到隧道工程与地下水环境生态平衡,可为隧道建设提供参考。

齐岳山隧道富水溶槽注浆堵水技术

齐岳山隧道进口端采取反坡施工,隧道施工到DK362+060处遇到富水溶槽。文章主要介绍了该富水溶槽的注浆设计方案、注浆材料及堵水技术。

地下工程建设对城市地下水环境的影响分析

研究目的:研究地下工程在施工和运营的过程中对地下水环境的影响,为地下工程的建设规划及地下水环境保护提供科学依据。研究结果:在总结地下工程建设对地下水环境影响基础上,以西安市城市轨道交通2号线为例,利用经验公式计算施工期车站基坑降水对地下水的影响,并采用数值模拟的方法预测地铁运营后对地下水流场的影响。地铁施工期的基坑降水只发生在张家堡站,中心水位下降6.3 m,降水量为10 454.15 m3/d,影响半径441 m,对地下水流将产生一定的影响;地铁建成运营以后的地铁线路阻挡了地下水的径流,造成"迎水面"水位壅高,"背水面"水位降低,通过模拟水位变幅在0~1.7 m。

运用示踪试验分析隧道和岩溶泉的水力联系及介质特征——以关山隧道为例

文章以关山隧道入口周围的岩溶泉及落水洞为研究对象,以钼酸铵为示踪剂进行落水洞与下降泉之间的示踪试验。结果表明:投放点与两处接收点均存在水力联系,示踪试验浓度曲线显示1#取样点的通道比较单一且与投放点的水力联系较好,2#取样点的通道比较复杂,与投放点之间的渗流途径较长、水力梯度较大,可能存在小型水池或溶潭;分别利用经验公式和Qtracer2软件计算回收率,两处接收点的回收率结果均较低,投放点与接收点之间可能存在更大的支流或者示踪区存在双层岩溶含水系统,地下水流向了更深层的岩溶含水层;结合隧道高程,判断处于低位的隧道存在涌水风险并有可能对岩溶泉产生不良影响。对比两种回收率计算方法,经验公式简便易算,但在示踪剂浓度低、地下水流量小的情况下误差较大,而Qtracer2软件通过对浓度和体积进行积分,克服经验公式缺点,计算结果更精确可靠。

FLAC3D在海底隧道涌水量预测中的应用

通过分析FLAC3D软件的基本特征、解析特点和本构模型,在分析研究区地质条件的基础上,采用半无限空间的水文地质计算模型,确立了研究区的模拟方案。结合某海底隧道具体水文地质和工程地质情况,以其中的9个典型剖面模拟计算为例阐述了其在海底隧道涌水量预测中的应用。将计算结果与经验解析法的结果进行了比较分析,阐述了FLAC3D数值模拟法的适用条件和工况。总结出了一些有益于隧道施工组织设计和排水设计的结论,对指导工程实践具有一定参考价值。

地铁隧道开挖与失水引起地表沉降的数值分析

结合深圳地铁大—科区间隧道开挖与失水工程实例,根据有效应力分析方法,建立弹塑性渗流 应力耦合分析理论模型。采用VOF(VolumeofFluid)方法来跟踪非稳定渗流场的动态自由水面。开发相应的数值模拟分析程序,对实际隧道工程的动态开挖过程和失水过程进行仿真模拟,对失水过程中的不稳定渗流场进行详细分析,得出动态变化的地表沉降曲线。结果表明,计算值与现场测量值能够较好地吻合。

渝怀铁路歌乐山隧道排水的地下水环境负效应评价

根据调查,渝怀铁路歌乐山隧道排水引发的地下水环境负效应主要包括区域地下水位下降、地表人居饮水困难、农业生产条件改变和地面塌陷等。利用岩溶隧道地下水环境负效应评价指标体系对该隧道排水的地下水环境负效应进行评价,其结果以Ⅳ级为主,综合反映出该隧道排水产生的地下水环境负效应较强,与调查结果基本一致。上述评价工作不仅可为该隧道防排水管理提供参考,也可为类似隧道工程的选址提供科学依据。

山岭隧道高压涌水的环境危害与治理

研究目的:根据山岭隧道施工期涌水产生的环境危害实例,从设计与施工技术上分析原因,研究防治涌水危害的施工技术,探索防止水土流失的山岭隧道建设思路。研究结论:研究得出隧道涌水是引起水土流失的主要工程因素;从现行隧道设计及施工技术上分析了防止水土流失的关键环节和难度;提出了超前地质探测与水文监测是制定治水方案的基础,超前预注浆减压,限量、限时排放的治水施工技术是隧道治水施工的关键技术之一;成果应用于某岩溶隧道的治水施工中,取得了一定的效果。

公路隧道外水压力的相似模型试验研究

针对确定公路隧道衬砌外水压力的技术难题,利用自行设计的模型试验装置,采用相似理论,进行了38组工况试验。试验主要研究了水头高度、渗透系数、隧道排放量以及组合排放系统等因素与外水压力和折减系数的关系。通过对相似准则的分析得出,进行工程类比时应注意水头高度的相似关系为平方关系。试验结果表明:水头高度越小、隧道排放量越大、围岩渗透系数越小,隧道外水压力则越小;无论隧道是否完全封堵,只要周边存在排水点,且隧道在其渗流影响的范围之内,隧道外水压力就可折减。此外,深入分析组合排放系统的试验结果,提出了对于隧道周边富水洞穴应采用"复合回填"的处治方式的理念。最后指出,采用这种相似模型试验确定的外水压力是岩石隧道外水压力的上限值。

深埋长大公路隧道高地应力岩爆和岩溶涌突水问题及对策

对二郎山和华蓥山隧道在建设过程中的高地应力岩爆与岩溶涌突水问题进行了研究。概述了二郎山隧道地应力场、岩爆及围岩变形的监测预报,并对华蓥山隧道岩溶涌突水的特征、原因及对隧道的影响进行了研究;提出了岩爆和涌突水的防治措施,并予以实施。

基于决策树模型的岩溶隧道涌水可能性快速判断——以桂河高速泗顶特长隧道为例

涌水突泥是岩溶区隧道建设面临的重大地质安全问题,常造成严重的经济损失和人员伤亡。在实际工作中,对隧道涌水的可能性判断是决定是否采取相应预防和处置措施的重要依据。由于隧道涌水的地质影响因素错综复杂,这项工作以往多凭借经验进行定性分析,误报漏报率非常高,如何通过定量分析提高判断准确性亟待解决。作为一种探索,文章以桂河高速泗顶特长隧道为例,在水文地质调查分析研究的基础上,构建了基于决策树模型的岩溶隧道涌水突泥可能性快速判断方法、指标参数和预测模型。结果表明,泗顶特长隧道各里程段涌水概率最高为88.1%,发生大型涌水突泥的可能性非常大,实际建设过程中也正是在预测概率最高段发生了涌水突泥。该方法可以为后期类似工程有针对性地开展超前预报提供借鉴。

强富水厚层砂卵石深基坑突水三道防线技术研究

长沙地铁1号线省政府车站基坑长464.6m,深20m,宽20.7m.坑址范围分布超过40m深厚层砂卵石,富水性强,基坑内、外水头大,渗透系数大,地下连续墙难以穿越该地层,开挖过程中突水风险高,极易基坑底突涌.提出了多道防线预防基坑突水理念,采用三道防线综合技术(即合理增加地下连续墙深度、袖阀管法加固基坑地层和疏降水技术),预防基坑突水,加强施工监测.监测结果和工程实践表明:综合方法防基坑突水是有效的,该工程基坑突水综合预防方法对类似工程具有重要参考价值.

西南典型紧窄褶皱小尺度浅层岩溶水系统特征及隧道涌水分析

西南地区典型紧窄褶皱控制下的浅层岩溶水,具有循环交替快、水量丰富等特点。精细刻画小尺度浅层岩溶水系统模式类型及其特征,对于探讨岩溶水资源量以及中—浅埋隧道涌水条件具有重要意义。本文以西南典型紧窄褶皱——重庆铜锣山背斜和遵义铜锣井背斜为研究对象,细致地梳理岩溶水系统特征的控制性因素,提出地层空间结构的细微差异导致含水介质及地下水补给、径流、排泄特征等不尽相同。据此,将研究区浅层岩溶水系统细分为四类小尺度模式,并基于各模式差异分析中—浅埋隧道涌水条件。研究认为:穿越不同小尺度岩溶水系统的隧址段,其涌水条件具有一定差异;间互式地层空间结构导致小尺度浅层岩溶水系统之间因地表水体的转换而存在联系,计算涌水量时需考虑相邻可溶岩地层外源补给,而包裹式结构则造成各系统相对独立,计算时需考虑相邻非可溶岩地层外源补给;深切河谷排泄边界,不可忽略降雨对隙流散排型模式的补给,计算涌水量时,降雨量参数应小于年均降雨量,但若边界为浅切河谷,降雨量参数可直接选用年均降雨量。