隧道突涌水灾害防突厚度计算方法及适用性评价

将10余种常见的突涌水灾害防突厚度计算方法分类归纳,并与隔水岩体破坏和充填结构失稳两大类突涌水灾害类型对应统一。对于隔水岩体破坏型突涌水,按照力学模型和适用对象的不同将计算公式归类划分为完整岩体型与裂隙岩体型两类,改进了裂隙岩体三区模型的最小安全厚度计算公式,对比了不同工况下各个公式的计算结果,表明适用于完整岩体的三维岩柱剪切模型和适用于裂隙岩体的单裂纹扩展三区模型与工程经验公式一致性较好,具有更好的准确性和适用性。对于充填结构失稳型突涌水,颗粒受力启动适合于作为充填介质渗透失稳开始的标志,流体流态转变可作为失稳发生的临界判别标准。最后,文中对理论分析、数值模拟、模型试验与工程类比等方法的适用条件、判断标准与优缺点做了系统的评价,可为实际工程中监控物理量的选择、临灾状态的识别与灾害预警提供参考。

基于改进属性区间辨识模型的隧道突涌水灾害风险评价方法（英文）

突涌水灾害是地下工程建设过程中最严重的地质灾害之一。为了实现突涌水灾害的有效主动防控,提出了一种新的属性区间辨识模型来系统地评价岩溶隧道突涌水风险。其创新主要在于评价指标的取值是一个区间,而不是一个确定值;引入正态分布理念对传统属性综合评价模型进行非线性改进,提出基于改进直觉模糊理论的综合属性区间测度分析方法;并采用TFN-AHP法进行突涌水评价指标权重分析。同时,通过分析岩溶隧道突涌水灾害的地质影响因素和工程影响因素,建立了一个多层次突涌水风险评价指标体系。将建立的评价方法应用于峡口隧道斜井某段的突涌水风险分析,通过与现场情况和其他方法的评估结果对比,验证了该方法的合理性与实用性。此外,本方法考虑了突涌水这一复杂非线性系统与围岩的空间变异性,评价结果更准确、可靠;且在解决确定与不确定问题方面具有较好的适用性。

地下隧道环境突涌水灾害治理工程实例

近年来随着一批大型水利水电、高速公路、铁路、城市轨道和矿山等工程的建设,我国岩土界在含水构造探测、新型注浆材料及配套工艺等领域取得了快速的发展。主要介绍国内近年来已建和在建工程中,成功处理的几种不同类型突涌水灾害治理工程实例。

运营铁路岩溶隧道突涌水灾害原因分析与处治技术

水害是西南岩溶地区运营铁路隧道较常见的灾害,后果一般较为严重。针对某岩溶隧道突涌水灾害进行了成因分析,制定了针对性的整治方案,表明地下水侵蚀、不良地质作用及隧道防排水系统失效是该隧道水害产生的主要原因,采用增设排水洞和集水廊道、对衬砌背后溶腔处理等处治技术措施,有效解决了隧道水害问题,可为类似工程问题提供借鉴。

基于变权重−云模型的岩溶隧道涌突水灾害风险评估——以中梁山隧道为例

针对岩溶隧道涌突水的致险因素的不确定性、复杂性和隧道涌突水风险评价的主观性,以成渝中线中梁山岩溶隧道工程为背景,建立基于正态云模型的隧道涌突水风险评价方法。通过选取地层岩性、地质构造、地表汇水条件、隧道空间位置、地下水循环交替条件作为风险影响因素,构建涌突水风险评估体系;基于正态云模型确定的各影响因子数字特征及变权向量计算综合隶属度,最终判定岩溶隧道涌突水灾害风险等级。结果表明:成渝中线中梁山隧道涌突水灾害为“Ⅱ级”与“Ⅴ级”之间,涌突水灾害发生可能性大且危害高,与实际开挖结果一致。文章构建的岩溶隧道涌突水灾害风险评估方法,实现了多元决策下的隧道涌突水灾害风险分级客观性,适合岩溶隧道的风险评估,为日后隧道质量控制和寿命评估提供参考。

贵南高铁朝阳隧道出口岩溶突水灾害整治措施研究

贵南高铁朝阳隧道出口穿越岩溶地层,2018年6月10日曾发生严重透水事件,给隧道后续施工带来巨大安全隐患。基于此,文章对朝阳隧道出口地表岩溶和地下暗河的发育特征开展地质调查,探明了“6·10”突水事故的成灾原因为暗河突涌;并根据现场工程情况,对比分析了三种洞内溶腔处理方案和四种出口排水方案,提出了岩溶突水灾害整治措施。研究成果对贵南高铁隧道后续施工过程中突水风险控制,具有重要的参考价值。

强富水隧道下穿河段突涌水灾害综合防控方法研究与应用

岩溶地区隧道施工过程中,对突涌水灾害源进行准确的超前预报并采取合理的治理措施,是防止隧道突涌水灾害的关键所在。以成兰铁路跃龙门隧道下穿河段为背景,对目前隧道建设过程中含水构造超前预报研究现状进行介绍,总结隧道突涌水灾害源超前预报中存在的主要问题。依托成兰铁路跃龙门隧道下穿河突涌水高风险段落开展隧道激发极化法超前预报,对隧道前方的含水构造进行了三维空间定位,结合靶向钻孔及隧道开挖,有效验证预报结论。综合探测结论及现场实际情况提出隧道下穿河段注浆治理方案并现场实施,保证隧道下穿河段的施工安全。研究结果可为同类工程提供借鉴。

岩溶隧道涌突水灾害发生机理与工程防治

研究目的:针对国内岩溶区长大隧道施工过程中频繁遭遇的涌突水灾害对工程造成重大损失和人员伤亡的现状,在调研国内外隧道涌突水灾害发生现状的基础上,利用薄板理论、剪切破坏理论对隧道涌突水灾害发生机理和过程特征进行了研究,旨在得到涌突水灾害的形成和发生条件、预防措施以及岩溶地段隧道的施工原则。研究结论:涌突水灾害的形成和发生,必须具备四个基本条件;由于隧道开挖引起围岩应力场变化和溶洞内水压作用,隔水岩板发生松弛,易导致灾害发生;岩溶地段隧道施工要遵循下述原则:排水降压、超前支护,以堵为主,堵排结合,浑水要堵,清水要排。

基于AHP和模糊评判的隧道涌突水灾害预测

涌突水灾害是隧道工程中常见的灾害。综合考虑10种可能诱发隧道涌突水灾害的因素,并结合层次分析法和模糊综合评判方法,预测玉蒙铁路某隧道的涌突水灾害。结果表明：对于隧道进出口已经开挖的地段,评价结果为Ⅳ、Ⅴ级,均发生了较大的涌突水;Ⅰ-Ⅲ级段没有发生涌突水灾害,预测结果与实际灾害能较好地吻合。

深埋特长隧道岩溶涌突水灾害形成条件及流场演化机制研究

大型地下工程中涌突水灾害大部分属于岩溶涌突水。登楼山隧道是弥玉高速公路全线关键控制性工程。文中结合弥勒至玉溪高速公路登楼山深埋特长隧道,从岩性接触面涌突水的形成、断层影响带涌突水的形成两个方面阐述了隧道涌突水灾害形成条件,同时分析了隧址区岩溶隧道流场演化机制。

隧道突涌水机制与渗透破坏灾变过程模拟研究

针对岩体渐进破坏和充填体渗透失稳两种典型突涌水灾害,阐述了动力扰动、开挖卸荷与高水压三者联合作用下岩体渐进破裂机制,以及高渗透压作用下充填体"变强度-变渗透性-变黏度"的渗透破坏机制。针对渗透破坏突涌水的变黏度机制,采用DEM-CFD耦合计算方法,开展了流体黏度对渗透破坏机制影响的定性模拟研究,分析了流体黏度对平均接触力、流量(流速)、孔隙率、颗粒运移过程、运移轨迹以及临界水力梯度的影响规律。结果表明,低黏度条件下的临界水力梯度比高黏度条件下的要小,换言之,低黏度条件下充填体更容易发生渗透破坏;平均接触力对水力梯度临界值的响应最为敏感,而流量难以准确反映该信息。从渗透破坏突涌水的变黏度机制这单一角度出发(不考虑渗透性增大的影响),随着黏性介质流入水体,流体黏度会增大,但流动速度会降低,两者共同作用下反而阻碍了渗透破坏过程的发展。最后,采用DEM-CFD计算方法,对工程尺度突涌水过程进行了模拟,再现了突涌水优势通道的形成与扩展过程,并指出了实现突涌水灾变机制模拟所需解决的参数选取与定量分析难题。

浅埋偏压残坡体断层破碎岩溶隧道涌突水地质灾害预警信息系统研究

隧道建设过程中常常因地质灾害而造成施工困难,其中最为突出的问题就是涌突水灾害。借助于龙川至怀集高速公路马口排隧道的工程实测资料,通过对其进行现场实践,总结出涌突水地质灾害监测项目及预警标准,并建立一套完整的岩溶隧道涌突水地质灾害预警系统方案。

岩溶隧道涌突水灾害源类型及灾害防治分析

近年来,我国交通基础建设逐步向地质条件复杂的西部岩溶地区发展。在岩溶地区隧道施工期间,由于工程地质条件的复杂性和外在因素的扰动,极易诱发涌突水等地质灾害。本文通过分析岩溶隧道的突涌水灾害案例,从灾害源的角度将突涌水灾害划分为裂隙型、管道型、溶洞型、其他型4种类型,并对每种涌突水灾害提出了具体的灾害防治措施。

罗家山隧道岩溶涌突水灾害危险性分析

罗家山隧道位于荆山山脉北端,隧址区可溶岩广泛分布,岩溶发育,水文地质条件复杂,施工中易产生岩溶涌突水灾害。文章通过对隧址区地质环境条件、可溶岩分布、可溶岩含水岩组及其富水性、岩溶水的赋存条件及其补给、径流和排泄特征等工程地质和水文地质条件分析,提出了隧道施工过程中可能出现的集中涌水段与突水点,在此基础上对隧道涌水的危险性进行分级研究和分级段落划分,得出罗家山隧道穿越低危险程度1段,中危险程度5段,高危险程度3段,无极高危险程度段落,对指导设计及施工具有重要意义。

特长隧道稳定性监测分析及涌突水灾害防治研究

针对特长隧道稳定性监测与涌突水灾害防治现状,进行综合的分析,结合康家楼隧道项目施工情况,对该特长隧道进行稳定性监测分析,提出隧道涌突水灾害防治对策,如做好超前地质预报工作、预先进行深孔注浆、加设泄水洞等,希望能够给相关学者提供一定的参考与帮助。

隔挡式背斜构造区隧道涌突水量的BP网络预测

川东隔挡式背斜区具有其特殊的岩溶地质构造，已修建的数十条隧道每每揭露背斜区，均发生较大地下水涌突水灾害，对这种特殊构造下涌突水灾害的研究具有重要现实意义。针对岩溶地下水系统具有强烈的非线性特征，建立合适的BP神经网络，评价某在建公路华蓥山隧道的涌突水灾害危险等级。结果显示，背斜两翼非可溶岩层等级为Ⅰ～Ⅲ级；核部可溶岩地层为Ⅲ～Ⅴ级，且越靠近核部危险性等级越高；西翼涌突水危险性等级高于东翼。评价结果与勘察阶段的研究相互印证。

大理岩溶地区某引水隧洞涌突水预测研究

在岩溶发育的地区存在一种非典型的岩溶形式—裸露-埋藏型岩溶,由于其特殊的存在形式,裸露-埋藏型岩溶存在的特殊水力联系使得隧道在穿越该种地区时,会发生不可预测的涌突水灾害。以大理某引水隧洞为例,通过分析常用预测涌突水量计算方法的适用性,得出地下水动力学法对隧道在穿越裸露-埋藏型岩溶时的涌突水量预测较其他方法更加适用,为隧道设计和施工提供依据。

基于幂律规则的滨海矿山巷道涌水混合比分析

滨海采矿引起的突涌水灾害对矿山的安全生产构成了极大威胁,计算巷道涌水的混合比,进一步分析其演化规律对于突涌水事故的防治具有重要意义。将幂律规则应用于三山岛金矿巷道涌水混合比数据的统计分析中,根据2个已有的混合比研究结果,采用概率密度函数p(S)对相邻2个监测周期的海水比例波动事件进行了拟合,拟合的相关系数分别达到0.92和0.93,说明海水比例波动值区间间隔的均值与概率密度的分布符合幂律分布。因此,采用幂律规则对研究区的涌水混合比进行统计分析是可信的。研究结果表明:不同方法得出的混合比,在幂律规则下反映出的规律是相同的;海水比例波动值大于48%的概率小于5%,因此将48%视为预警区间的临界值;F_3断层附近的涌水点相对其他监测点海水比值波动较大,这是由于F_3为导水断层且连通了海水,受采动的影响,F_3断层周围的导水通道错综复杂且不稳定。

岩溶隧道突水机理影响因素分析研究

利用薄板理论,对隧道涌突水灾害发生机理和影响因素进行了相关研究,得出以下结论:(1)岩溶隧道涌突水的发生必须具备围岩应力场变化、围岩溶洞内水压作用、隔水板发生松弛等基本条件;(2)隧道涌突水的影响因素有地质因素、气象条件和施工因素等;(3)通过改变围岩的岩体结构和应力状态,以及围岩的水文地质条件,对隧道的涌突水情况有一定程度的改善;(4)含水围岩能量的储存和释放性能、水动力性能和围岩稳定性能等是隧道涌突水发生的必要条件,同时也决定了涌突水的规模和强度。

湖北某岩溶隧道岩溶水系统特征识别方法研究

不同的隧道岩溶水灾害类型与隧道所在地的岩溶发育程度、隧道与岩溶地下水系统的平面和剖面位置以及隧道上游岩溶地下水系统的汇水条件等密切相关,根据隧道区的岩溶发育规律及岩溶地下水系统特征的识别可以进行岩溶隧道突涌水灾害的系统识别。因此岩溶水系统特征识别方法的研究为隧道岩溶水灾害类型的评估提供了依据,对中国西南岩溶地区类似隧道工程的突涌水灾害预测与防治具有重要的参考价值。