岩溶区隧道排水系统结晶规律的试验研究

为了探究岩溶区隧道排水系统结晶堵塞的问题,本文对不同排水坡度和水流量作用下排水管内的结晶规律进行了研究。通过设计的模型试验来观察排水管道内的结晶物质量的变化,同时为了更好地判断各因素对结晶的影响规律,试验采用控制单一变量的方法。结果表明,岩溶区隧道排水系统的结晶规律为,随着纵向排水坡度的增大,排水管内的结晶物沉淀速率减小;当水流量越大时,排水管内的结晶物沉淀速率越快。

岩溶区隧道新型绿色注浆材料试验研究

研究目的:为解决传统注浆材料难以同时满足岩溶区隧道注浆止水、回填及加固要求的问题,研究一种由硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、甲酸钙、聚羧酸、瓜尔胶配制而成,适用于岩溶区隧道注浆的新型绿色注浆材料(Green Grouting Material, GGM)。通过正交试验探究各组分对GGM浆液基本性能的影响,开发一种模拟岩溶区动水注浆的装置对最优配比下的GGM浆液进行特性测试,得到不同水流速、模拟环境下注浆材料的动水留存率,分析GGM材料适用性并得到不同环境下动水留存率关于动水流速的回归方程。研究结论:(1)当硫铝酸盐水泥水灰比为0.33,普通硅酸盐水泥掺量20%,甲酸钙掺量3%,聚羧酸掺量0.3%,瓜尔胶掺量0.3%时,GGM的主要性能最优,相较于硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,最优配比下的GGM具有明显更优的动水留存率;(2)GGM浆液在动水流速为0.4 m/s的富水岩溶区空腔环境、断层破碎带、富水砂卵石地层、富水砂层中的动水留存率分别为58.6%、68.36%、64.72%、87.29%,充填堵水效果较显著,满足一般注浆工程需求;(3)GGM材料具有机械强度高、凝结时间快、流动度良好、动水留存率高等优点,是一种较为理想的富水岩溶区隧道注浆材料;(4)本研究成果可为岩溶区隧道注浆止水加固提供参考和借鉴。

高速公路岩溶区隧道承压充填型溶洞施工方案

为避免高速公路施工中的岩溶影响到施工的生产与安全,基于云贵高原地区喀斯特地貌及岩溶发育特点,采用三维超长地质预测和超前钻井相结合的检测手段,对隧道建设进行前期检测。对有压力充填的溶洞,通过分次泄压的方式进行消除,使隧道的施工处于无压且稳定的状态。结果表明,新场隧道溶洞从确定方案至初期支护完成用时较短;该工程的注浆效果显著,解决了溶洞问题,具有较好的社会和经济效益。

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用TSP超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。

岩溶区隧道大型溶洞处治技术研究

为了降低岩溶区隧道大型溶洞对施工的影响,文章通过文献收集和案例调研,针对岩溶地区隧道施工中遭遇的各种不同溶洞影响,提出了针对性的处置方案,其中包括大型干溶洞的处治、大型填充型溶洞的处治、大型含水型溶洞的处治,旨在为岩溶区隧道大型溶洞处治技术提供可参考建议。

基于遗传神经网络算法的岩溶区隧道溶洞规模预测

岩溶区溶洞发育受多种因素影响,具有高度复杂性和非线性特征。为准确预测岩溶区隧道溶洞规模,降低隧道施工过程中遭遇岩溶洞穴的风险,在参考相关文献的基础上,结合已经探明的溶洞信息与岩溶发育机理选取岩石可溶性、岩层厚度、地表汇水能力、单斜与褶皱构造、断裂构造、岩溶水垂直分带6个主要因素作为岩溶区隧道溶洞规模预测指标。针对岩溶发育的非线性特点,使用BP神经网络建立了溶洞规模预测模型,并使用遗传算法优化BP神经网络的权值与阈值。在工程应用上,对某隧道进行溶洞规模预测,预测结果与实际施工情况较一致。

Zond-12地质雷达在岩溶区隧道超前地质预报中的应用

主要阐明地质雷达技术在岩溶区隧道超前地质预报中的重要性和必要性,介绍了Zond-12地质雷达系统构成及其工作原理,并举例说明地质雷达在岩溶区公路隧道地质超前预报中的应用。

TSP24在岩溶区隧道超前地质预报中的应用

本文主要介绍TSP24超前地质预报系统构成和基本原理,并结合工程实例详细介绍TSP24系统的使用方法,同时介绍其预报结果,通过与开挖后情况进行对比,进一步验证TSP24系统在岩溶区公路隧道超前地质预报中的准确性。笔者通过应用该设备得知,TSP24超前地质预报法可以准确的判定掌子面前方某一段落岩体的破碎程度、岩溶发育情况及地下水发育情况。由于是宏观预报方法,该法仅能对某段落地质情况进行总体判定,如岩溶是否发育,岩体是否破碎等,不能精确判定溶洞的发育形态、大小、规模等具体情况。

基于综合权重—模糊物元法的岩溶地区隧道围岩质量评价

为科学、准确地对岩溶隧道进行围岩质量分级评价,提出了基于综合权重—模糊物元法的岩溶地区隧道围岩质量评价方法。根据实测数据,采用CRITIC法确定影响岩溶地区隧道围岩质量指标的客观权重,采用改进的层次分析法确定其主观权重,并利用组合赋权计算得出各项指标的综合权重,最终根据模糊物元理论确定围岩的分级。为验证该方法的有效性,将其应用于岩溶地区腾讯七星数据中心隧道群围岩质量评价中。研究结果表明:基于综合权重—模糊物元法的岩溶地区隧道围岩质量评价判定结果与实际现场分级情况吻合较好,说明该方法能够实现对岩溶隧道围岩质量的综合判定。

岩溶区隧道半填充大型溶洞综合探测与处治技术研究

文章总结了武宣—来宾—合山—忻城公路№2标段来宾3号隧道岩溶溶洞处治经验,即通过采取超前地质钻探、超前地质预报等综合探测方法,对隧道溶洞平面位置关系、溶岩发育情况以及水文地质特点进行全方面探测,制定了安全有效的引水、加固、回填专项处治方案,从而安全、快速穿越隧道溶洞段,为同类型岩溶隧道处治提供了借鉴。

不同坡度条件下岩溶区隧道的地震动力响应

虽然相比于地面构筑物,地下结构具有良好的抗震性。但近年来研究发现,岩溶地质条件下隧道结构仍会出现严重的震害,且震害的程度也会随隧道所处地形差异而不同。为研究其地震动力特性,借助ABAQUS有限元软件,以福建某一隧道为依托,基于黏弹性人工边界建立二维有限元计算模型,分析了不同坡度下岩溶区隧道的地震动力响应,得到了衬砌结构各监测点的应力、位移以及围岩最大塑性区变化情况。

岩溶区公路隧道修筑风险评估方法及应用

文章结合工程实例采用地质经验法与目标分解方法、成分分析法相结合的方法,建立岩溶区公路隧道修筑风险评估指标体系,以层次分析法确定相应指标的权重,从定性的地质分析转向定量的数学模型计算,将各风险因素定量化,并确定其权重与主控风险因素,进行风险度计算和评定风险等级。

岩溶粉细砂致隧道路面拱起成因及处治研究

为研究岩溶粉细砂导致高水压病害及处治技术,依托广西某岩溶隧道内路面拱起病害,通过水压监测、数值分析、理论分析,对粉细砂造成岩溶隧道路面拱起的病害成因、作用机理、处治技术进行了深入研究,结果表明:岩溶粉细砂对导水及排水系统的淤积,会造成排水不畅,对隧道衬砌形成高水压;公路隧道岩溶水的高水压作用包含渗透压力和明水压力作用两部分,在岩溶粉细砂造成的高水压作用下,仰拱是公路隧道的薄弱环节,在不具备设置排水洞的情况下,要通过降低围岩渗透性、提高围岩强度和结构抗水压能力、设置沉砂引流及监测系统,解决粉细砂造成的淤积、高水压问题。可见岩溶区隧道粉细砂高水压病害应从源头机理分析,综合多种措施进行处治。

利万高速公路齐岳山隧道防排水系统优化

齐岳山隧道是利万高速公路上的一条岩溶区特长隧道,施工期间揭露岩溶极发育,地下水水头高、涌水量大,远远超过设计预测值,导致多次淹井并造成结构破坏。为保证施工安全和后期正常运营,对原防排水系统进行了优化设计,遵循"节源开流"的原则,采取了增设引水洞、洞内注浆堵水、优化排水沟、新增排水通道、左右洞分段互补排水等工程措施,达到了预期的效果。通过本次工程实践,得出岩溶区特长隧道防排水系统设计宜以堵为主,洞内明沟排水和洞外引水洞辅助排水相结合的结论,并提出"互补式排水"和"分段排水"的理念,可为类似工程防排水系统优化设计提供参考。