岩溶地层大断面隧道浅埋暗挖施工对围岩稳定性的影响

以太焦铁路南坡隧道工程为基础,在岩溶地层中大断面隧道浅埋暗挖施工造成围岩失稳的判断依据基础上,设计选取围岩等级、埋置深度、溶洞与隧道的相对位置、溶洞直径4个参数进行正交试验,同时采用数值模拟与回归分析相结合的分析方法,探讨了各参数对安全厚度的影响,最终建立了溶洞与大断面浅埋隧道安全距离预测模型。研究结果表明:岩溶地层大断面隧道浅埋、暗挖施工时,溶洞与隧道的相对位置、隧道的埋置深度、溶洞直径、围岩等级4个参数对溶洞与大断面浅埋隧道安全距离的影响逐渐增大。安全距离与围岩等级呈负相关,与溶洞所在位置呈正相关,与隧道埋置深度呈正相关,与溶洞直径呈正相关。预测的可靠性通过工程实例得到验证,说明提出的安全预测在之后的工程设计中具有借鉴价值。

北江大堤管涌加固工程问题剖析

北江大堤石角段尽管经历了4次大规模的加固工程,但在十年一遇的洪水中,堤防仍然面临管涌险情。经对北江大堤石角段的管涌进行分析,发现这些反复出现的问题主要集中在红砂岩层。所谓的管涌通道实际上是红砂岩中的一些溶洞,是红砂岩中的碳酸盐钙质胶结物在水岩反应中流失钙离子后形成的,属于化学侵蚀的结果。北江石角段断裂带发育,江水通过断裂带与左岸的地下水直接连通,河水与地下水通过断裂带与溶洞往复流动,在CO_(2)的参与下发生水岩反应,导致红砂岩中的钙质胶结物被溶蚀,从而形成溶洞。在洪水期间,随着江水位上涨,外江水位高于地表,江水压力通过溶洞传递到堤角覆盖层之下。当江水压力大于覆盖层的浮容重,则会发生流土破坏,进而演变成为管涌。研究认为,在枯水期通过钻孔灌浆的方法将红砂岩层中的溶洞填充,才能全面消除管涌危害。

岩溶地区昆明长水机场工作区勘察成果总结及启示

云贵高原是喀斯特地貌分布较广的地区,类型较多,岩溶作用形成地下架空结构,破坏了岩体的完整性,增加了岩体渗透性,导致下伏溶洞顶板坍塌、土洞发育而形成大规模地面塌陷,碳酸岩基岩面参差不齐,同时基岩面上存在特殊性质的地表风化产物红黏土。文章通过昆明长水机场工作区岩溶地区综合勘察,对岩溶发育规律、红黏土空间特点及性能等成果的总结,提出喀斯特地区勘察范围不同建(构)筑物岩溶问题整治措施,进一步突显岩溶地区综合勘察的优点。

塔北、塔中地区下古生界深埋藏古岩溶

应用钻井、测井、岩心资料及结合实验室包体测温、碳氧同位素等资料对塔北、塔中两地区深埋藏古岩溶进行了综合研究，划分出两类不同性质的古岩溶，即不整合面古岩溶与深部古岩溶。在不整合面古岩溶中，由于岩性及构造背景的差异导致古岩溶的剖面结构也完全不同。深部古岩溶存在有三种成因类型：①热液溶解作用；②有机酸溶解作用及③混合水溶解作用。不整合面古岩溶是研究区内的主要岩溶类型。

井间电磁波CT技术在建筑基底溶洞探测中的应用

详细介绍了井间电磁波CT技术测试的工作原理及野外工作方法,采用井间电磁波CT技术对一个高层建筑工程场地进行了溶洞探测,基于不同岩土介质对电磁波能量吸收值不同的原理,利用层析成像反演算法对现场获取的井间电磁波CT原始测试数据进行了解译,得到了溶洞沿不同测线的剖面分布和不同高程处的平面分布,并将其与现有钻孔地质资料进行了对比验证,验证结果表明:井间电磁波CT技术探测溶洞效果良好,可得到场地中溶洞的空间分布,从而为高层建筑桩基础的设计提供可靠的地质资料。

大断面岩溶隧道爆破设计与施工技术

重庆双碑隧道是三车道大断面公路隧道,主要穿越岩溶地层,地质条件较为复杂,主要采用上下台阶开挖法结合光面爆破技术施工,并取得了较好的爆破效果。从炮孔设置、装药结构、炮孔堵塞和起爆网络设计4个方面阐述和优化了双碑隧道爆破设计方案,同时对爆破施工工艺、钻爆作业控制要点、超欠挖控制和爆破振动效应安全检验计算进行了介绍。

高压富水岩溶大断面公路隧道初支测试研究

高压富水岩溶地区由于水压以及溶腔的存在,导致围岩与衬砌之间的作用复杂多变。对于大断面公路隧道,虽然与标准断面公路隧道受力相似,但是由于断面净宽的急剧扩大,导致衬砌承受更大弯矩,这就使得受力薄弱环节极其危险。在岩溶地区的大断面公路隧道,断面受力状态更加复杂。对隧道断面安装测试元件,监测隧道横断面受力状况,计算得到断面衬砌内力,同时用软件FLAC3D进行有限元分析,比较以及验证断面内力,并得到结论:大断面公路隧道受力状况与标准断面受力相似,但是由于断面面积的增大,断面净宽的急剧增加导致拱肩和拱脚承受巨大剪力,拱顶弯矩增大,同时由于围岩中岩溶的存在,导致断面受力会发生突变。

试论喀斯特水动力剖面模式

喀斯特水动力剖面模式反映各类水文地质结构中喀斯特水的埋藏、迳流条件和水动力特点。由于地下水排泄形式不同,处于不同地貌部位的各类水文地质结构发育了复杂多样的水动力剖面模式。以5种排泄形式为基础,重点研讨了中国境内一些典型水动力剖面模式。

徐州地铁1号线岩溶处理设计与施工

徐州地铁1号线东西向贯穿徐州市,工程地质复杂,大范围穿越灰岩层,灰岩地带岩溶发育。在岩溶发育地段,隧道施工易发生塌方及涌水等事故;若岩溶处理不当,如底板下空洞未填充处理,造成地层承载力不够,给后期地铁运营造成了相当大的安全隐患。由于徐州及周边地区尚无地铁修建的经验,对该地区的岩溶发育特点及分布规律也未进行过研究,因此亟需一套有效的岩溶探测、处理方案解决施工中遇到的岩溶问题。通过先期开展设计和施工的1号线试验段,结合现场施工遇到的问题及岩溶揭露情况,研究出适用于徐州灰岩地区的岩溶处理方法,并总结出徐州地区岩溶发育特点及分布规律,可对徐州1号线全线及类似工程提供经验参考。

塔北哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩浅覆盖区岩溶储层特征与形成机理

哈拉哈塘奥陶系浅覆盖区发育缝洞型储层,勘探效果较好。基于地震层位数据、钻井资料对该区进行古地貌恢复及古水系刻画,表明良里塔格岩溶期古地貌以丘丛洼地为主,南部发育了多条切穿至一间房组河流(河流深度大于50m);前志留纪岩溶期以微岩溶地貌为主,水系由北往南汇入岩溶湖。利用钻井、岩心、测井、地震剖面等资料,总结浅覆盖区储层有3种类型:洞穴型、孔洞型和裂缝-孔洞型;垂向上分布两套储层:上部一间房组裂缝-孔洞储层,下部鹰山组洞穴储层;横向上上部储层分布于浅覆盖区,下部储层分布可延至桑塔木组覆盖区。综上探讨浅覆盖区岩溶储层形成机理,认为下部储层带形成于良里塔格岩溶期径流带岩溶,南部深切河流为径流排泄点控制了储层发育;而上部储层带形成于前志留纪岩溶期径流带岩溶,南部岩溶湖为径流排泄区,控制了上部储层带发育。结合现代美国猛犸洞穴系统的特征,提出哈拉哈塘浅覆盖下碳酸盐岩两类岩溶模式,为下一步储层预测和勘探实践提供理论借鉴。

网络并行电法在某大桥地基勘察中的应用

山东某大桥近海施工,基础地层中富含卤盐,岩溶地貌十分发育,且大桥工程巨大,探明大桥基底岩溶发育情况是关键。为此采用并行电法技术,布设了15个测站对场地进行勘探,完成2 590m的勘探测线。数据采集使用了AM与ABM法,分别进行了二极、温纳三极、温纳四极、温纳偶极和温纳微分五种装置数据提取、计算和反演,获得了各测站的电阻率断面图。结合钻孔揭露地质资料对场地条件进行分析,推测场地的岩溶发育与分布状况,为桩基的施工处理提供有效的指导。

超前地质预报技术在隧道施工中的运用

结合某隧道的工程概况和出口平行导坑地段的岩溶特征及工程水文地质条件,根据超前地质预报原则,阐述了各种超前地质预报方法在出口平导岩溶地段施工中的应用,通过实践证明了超前地质预报技术的可行性。

沪昆客专贵州段典型岩溶隧道超前地质预报技术研究

应用地质调查法、TSP、地质雷达和红外探测等相结合的方法,进行岩溶隧道的超前地质预报。以沪昆客专贵州段为例,在研究区段岩溶发育特征和各类超前地质预报方法优缺点的基础上,总结综合超前地质预报的技术组合、运用程序及其工程效果,以提高铁路岩溶隧道超前地质预报水平。

高分辨率三极断面测深技术在采石场勘查中的应用

介绍了高分辨三极断面测深技术在采石场勘查中的应用，钻探验证结果表明，该方法能够准确圈定采石场灰岩岩溶等地质异常体。

K剖面法在岩溶勘查中的应用

在岩溶广泛分布的桂林地区 ,对建筑物、桥梁等工程进行选址时 ,必须详勘场地岩溶分布情况。在取得可靠电测深数据的情况下 ,运用K剖面法对 ρs 资料进行解释 ,取得了较好的效果。结果表明 ,K剖面法在复杂地电条件下能发现弱异常 ,是解决隐伏溶洞的经济、快速而有效的方法 ,具有广阔的应用前景。

个旧矿区高峰山矿段地质构造与岩溶发育规律研究

通过对个旧矿区高峰山矿段地质构造与岩溶发育特征之间关系的深入研究,揭示了该区岩溶发育规律,指出地质构造控制该区水平向与垂向岩溶发育特征是岩溶发育规律的主要控制因素。

太行山北段金龙洞岩溶泉水化学及同位素动态特征

以太行山北段金龙洞岩溶泉为研究对象,通过数理统计、离子比值及饱和指数等方法,分析泉水水化学和同位素动态特征、水中主要离子来源及演化、水–岩相互作用过程等内容。结果显示:(1)金龙洞泉补给来源为大气降水,泉流量对其响应程度高,泉流量较小时,水中主要离子含量相对高,水化学类型为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型,泉流量大时,水中离子含量低,水化学类型为HCO_(3)-Ca、HCO_(3)·SO_(4)-Ca型,泉流量增加引起的稀释作用对离子含量影响明显;(2)控制泉水水化学特征的主要因素为溶滤作用和稀释作用,且Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)主要来源于碳酸盐岩溶解,SO_(4)^(2-)、Na^(+)、K^(+)、Sr主要来源于安山岩中长石、黄铁矿等矿物的风化溶解,NO^(-)_(3)则来源于人类活动;(3)降水集中期,泉水主要由灰岩区孔洞裂隙水进行补给,补给路径短,降水较小期,则由海拔相对较高的火山岩分化裂隙水进行补给,径流路径较长;(4)氢氧稳定同位素动态特征表明:水中D、18O含量变化主要受降水和入渗过程中的蒸发及地表水混入影响,且不同季节和时期泉水主要补给来源不同。

岩溶体数据建模及属性查询研究

地质体的数据建模技术是研究地质体特征的一项重要手段,特别是地质体切片模型的展示,能更加清晰地表达地质体的内部特征、地层分布等情况。主要探讨了岩溶体(多Z值)的数据建模,并且在钻孔数据的基础上,利用C++语言基于OpenGL编写程序实现岩溶体的三维可视化,展现了地层的切片模型及地层的属性查询。

富水岩溶大断面铁路隧道超前支护加固方案研究

为进一步研究富水岩溶铁路隧道超前支护方案的加固效果,文章以天坪隧道富水岩溶段为背景,采用FLAC3D数值计算软件建立岩溶大断面铁路隧道模型,对于大管棚加小导管注浆综合超前支护以及小导管注浆超前支护加固方案进行了优选分析。分析结果表明,大管棚加小导管综合超前支护相比较小导管注浆超前支护加固效果更加稳定:(1)衬砌结构位移变化方面,拱顶沉降最大值减小15.7%,上台阶水平收敛最大值减小19.4%;(2)掌子面挤出变形方面,中台阶上部掌子面挤出变形有所改善,其中上台阶水平收敛掌子面挤出变形量减小4.58%,中台阶水平收敛掌子面挤出变形量减小4.83%;(3)初期支护结构应力状态方面,最大压应力减小4.53%,最大拉应力减小15.6%。(4)相比较小导管注浆超前支护方案,大管棚加小导管综合超前支护方案更加适合富水岩溶大断面铁路隧道施工,研究成果可为类似隧道工程设计及施工提供参考。

基于地质雷达实测的岩溶隧道破碎段塌方量估算方法

岩溶隧道破碎段围岩自稳性差,在施工中易产生塌方,为更好地对潜在的塌方量进行估算,依据地质雷达的探测优势,考虑一种基于地质雷达现场实测的破碎段塌方量估算方法。文中介绍了地质雷达探测和塌方量估算的基本原理,并基于围岩松动圈厚度探测推导了塌方量的估算公式;以广西壮族自治区六寨—宜州高速公路天生桥隧道为依托,采用该公式对塌方量进行了估算和对比分析,并以富水性为依据给出了修正系数,经修正后的塌方量估算值与实际值的最大差值小于10 m 3,表明该估算公式可行、实用。