基于风险评价的岩溶隧道综合超前地质预报技术研究

在岩溶地区隧道施工过程中,涌水、涌泥(砂)已经成为隧道施工的第一大害。对岩溶水进行准确及时的超前地质预报,是当前岩溶地区隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。应用地质学、岩溶学理论对隧道进行地质分析,运用模糊数学模型对隧道不同段落进行突水风险评价,进行风险分级。根据各种物探方法的优缺点和对岩溶水预报的敏感性,结合综合超前地质预报方法、原则,优化了综合超前地质预报的预报方案和流程,提高了岩溶水位置探查的准确性,并在沪蓉西高速公路乌池坝隧道予以实施。施工过程中,严格实施综合超前地质预报技术:通过地质分析和模糊数学模型,把乌池坝隧道划分为具有不同地质灾害风险等级的地段,在不同风险等级地段,制定了不同的预报方案。通过实施该综合超前地质预报方案,成功预报了隧道掌子面前方的岩溶水,证实了该方案的科学性和可行性。

沪蓉高速公路乌池坝隧道区岩溶发育特征及其涌水分析

乌池坝隧道区有6种岩溶地貌类型,涉及2个岩溶水系统(3条地下河)。其中白岩坝地下河发育受碳酸盐岩层组类型控制,管道结构单一,具有侧向补给、纵向排泄的水文地质特征;龙潭和毛田地下河发育受构造控制,具有多分支、多级排泄的特征。本文将乌池坝隧道分成3部分5个岩溶区段,评价了各区段岩溶发育对隧道涌水的影响,认为从ZK 256+300至ZK 257+000段,岩溶涌水可能性极大。采用大气降水入渗系数法和地下水疏干法,对各岩溶区段隧道涌水进行计算预测,其中ZK 256+300至ZK 257+500段涌水量达31.3×104m3/d。

乌池坝隧道岩溶发育特征与突水机理研究

岩溶可能会导致突水、突泥,对山区长隧道工程的建设具有极大影响。调查岩溶发育特征,分析突水机理,对隧道的设计和施工具有重要的指导作用。以沪蓉高速公路乌池坝隧道为工程背景,采用现场调查与理论分析相结合的方法,对乌池坝隧道岩溶的发育特征和涌水条件进行了系统研究,总结了隧道岩溶突水机理,并给出了相应的防护对策。

乌池坝特长公路隧道斜井、竖井设计

即将开工建设的乌池坝隧道系沪蓉国道主干线恩施至利川高速公路上的特长隧道,为满足隧道运营期间通风、防灾救援要求,并综合考虑施工组织,设置了1斜井+1竖井。文章结合具体工程,叙述了斜井、竖井方案比较,以及斜井和竖井的布置、纵断面、净空断面、结构设计、防排水设计,介绍了斜井、竖井的施工方法。

乌池坝特长公路隧道消防与防灾救援设计

即将开工建设的乌池坝特长公路隧道位于沪蓉国道主干线湖北恩施至利川的公路上,长约2×6.7km,考虑到隧道所处的是一个特殊的环境,它受空间的限制,在发生火灾事故时,很有可能扩大到后续车辆,酿成更大的灾害,特别是特长公路隧道发生紧急事故时,救援困难,更容易造成严重损失,消防与防灾救援就显得十分重要。文章通过介绍该隧道的消防与防灾救援设计原则,以及采取的具体措施,提出了目前消防与防灾救援设计存在的问题和今后的研究方向。

乌池坝隧道围岩不定位块体稳定性分析

乌池坝隧道是沪蓉西高速公路恩施至利川段的控制性工程。随着隧道的开挖,岩体沿其切割结构面或临空面产生整体或局部移动,导致围岩失稳而不能施工。针对隧道施工揭露的围岩地质信息,通过几何分析和力学分析,研究该隧道ZK259+738～ZK259+768段围岩不定位块体的空间分布,识别关键块体及其破坏类型,并对比运用UNWEDGE软件建立了该段隧道和围岩块体的三维模型,对其中关键块体进行稳定性评价,计算加固所需的锚固力。研究表明,在超前预报中根据隧道施工的围岩地质信息可以有效地识别围岩块体,获得不定位块体分布状况、查明关键块体,在工程实际块段能确定相应块体稳定性系数及工程安全所需锚固力。

隧道地质超前预报综合方法及应用研究

隧道地质超前预报是保证隧道安全施工的重要环节,以乌池坝隧道地质超前预报为例,介绍了应用地质超前预报综合方法进行预报工作,并对其进行总结,提出一套隧道地质超前预报综合体系。为探明隧道掌子面前方地质变化情况和及时制定处理预案提供了科学的依据,确保了乌池坝隧道施工安全和进度,对同类工程也有很好的指导意义和参考价值。