基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究

突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌水的孕险环境和致险因子,遴选出突涌水的典型影响因素作为模糊层次评估方法的影响因子,统计分析出各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系,采用综合赋权法确定评价指标的权重,建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型,进行隧道施工前勘察和设计2个阶段的突涌水风险预评价和施工中的动态评价。首先,据勘察资料对隧道突涌水的孕险环境进行初步评价,以确定隧道不同区段降低致险因子影响度的施工对策;然后,为检验其有效性,在设计阶段综合考虑孕险环境和致险因子进行突涌水风险的预评价;最后,在施工过程中,基于突涌水风险预评价结果的区段特征,全程动态追踪隧道揭露围岩的水文地质、力场和地球物理场等反馈信息,辨识隧道即将揭露区段突涌水风险的孕险环境和致险因子,进行突涌水风险等级的动态修正,并通过对不同风险等级区段的风险接受准则和风险控制对策的界定,实现隧道施工期突涌水风险的实时、准确和有效的风险管理,从而建立完善的基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制体系。经三峡翻坝高速公路3条高风险岩溶隧道试运行证明,基于突涌水风险评价的施工许可机制在岩溶隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。

基于风险动态评估与控制的岩溶隧道施工许可机制

翻坝高速鸡公岭隧道穿过寒武系石龙洞组强岩溶含水层,地下水位高于隧道底板约150~200 m,施工中极易发生大型突水突泥灾害。为控制施工风险,研究了隧址区岩溶发育特征,突水突泥风险孕险环境、致险因子、动态管理与控制方法,建立了基于综合赋权专家评分法的初步评估、二次评估与动态评估模型,首次提出并成功实施了一种基于隧道施工风险动态评估的风险控制新机制：施工许可机制。该机制不仅可在岩溶隧道施工风险控制过程中应用,对于其他类型隧道与工程施工风险控制亦有借鉴意义,已成功应用于翻坝高速鸡公岭隧道突水突泥施工风险控制,并开始应用于宜巴高速隧道施工中,岩溶、软岩大变形、塌方等灾害风险控制。

深竖井突水风险动态评估与施工许可机制研究

为控制深竖井施工突水灾害,通过理论研究与实例分析,建立了基于地质勘察、施工因素和动态反馈信息有机结合的三阶段评估方法,采用综合赋值法对深竖井突水影响因素进行权值分析,建立了深竖井施工许可机制。结果表明,不良地质、地下水、断裂破碎带、导水通道、超前地质勘察是影响深竖井突水风险的主要因素,其次为围岩级别、开挖支护、监控量测、宏观征兆,岩层产状、隔水层厚度、应力水平、管理水平和微观前兆对深竖井突水影响较小。三阶段评估包括初次评估、二次评估和动态评估,初次评估是基于地质勘察、施工前的准备,二次评估是对施工组织合理性的评价,动态评估是基于动态反馈信息进行施工方案动态调整的评估方法。基于动态评估建立的施工许可机制实现了信息的共享,综合了业主、监理和施工单位的意见并及时进行施工方案的修正,是规避和控制风险的有效途径,为相关工程提供指导。

基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其研究

在隧道工程施工过程中,应用隧道施工许可机制可以动态的将隧道围岩水文地质情况展现出来,实现隧道施工突涌水风险的高效管理。本文以实际工程为例,对隧道施工许可机制的具体应用进行分析,实践证明基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制系统在减灾、控灾方面效果显著,值得大力推广和应用。

基于破碎带涌水预测的山岭隧道施工许可机制研究

突涌水事故是山岭隧道穿越各种破碎带时遭遇的主要地质灾害,建立隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。隧道施工许可机制是一个基于涌水量预测、地质预报、封堵加固措施、开挖方法、施工组织管理和综合评价的风险控制机制,是一个动态调控机制,只有当许可评价的风险在可接受的范畴内才可以施工,否则应调整施工措施,避免灾害的发生。首先,基于经典地下水理论建立涌水量计算模型,实现对隧道穿越破碎带可能涌水量的超前预测;针对待开挖的隧道,基于综合超前地质预报技术体系,实现对掌子面前方待开挖破碎带的规模、空间展布和岩体特征的精确预报;然后,将地质预报和涌水量预测结果同拟采用的封堵加固措施、开挖方法、施工组织管理等因素共同构成施工许可的评价指标,通过综合评价方法判定施工的风险,确定施工的安全性;最后,将此方法应用于泰宁隧道穿越F2破碎带的施工中,根据评价结果,确保隧道安全通过此破碎带。基于破碎带涌水预测的施工许可机制在隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。