释能降压工法在高压富水岩溶隧道风险规避中的应用研究

宜昌—万州(宜万)铁路马鹿箐隧道DK255+978m通过一高压富水隐伏溶腔(水压高达160m、水量高达1×106m3),先后发生多达19次的突涌水(泥)灾害事故。基于隐伏溶腔水量大、水压高、泥沙含量高、破坏力极强,没有先兆、具有突发性与间歇性,兼具延滞性和突发性矛盾等特征,依托溶隙、脉管及填充物由于压力差从渗流扩大呈汇流,袭夺周围脉管和溶隙的地下水,溶腔地下水潜蚀充填物封堵而集中释放的溶腔溃水机制,界定排或堵等防治措施的适应性,研究认为,对高压富水隐伏岩溶隧道,必须采用释能降压原理,释放溶腔所存储的能量,降低水土压力对隧道的稳定性影响,避免隐伏溶腔的高压作用产生的塑性区和隧道开挖及排水(泥)压力差形成的塑性区贯通,才能规避施工及运营过程中潜在的风险。建议采用综合地质预报手段探明溶腔边界、内部充填物特性和分布特征等,根据溶腔的水压、水量,特别是触发隧道溃水的临界距离等参数来确定放水承压岩盘的厚度。分析和验证钻孔泄水(不泄泥)→泄水支洞在高位揭示溶腔→控制爆破低位揭穿溶腔,"高位排水,低位排除填充物"的立体交叉分步降压方案的可行性。

岩溶隧道防突岩层突水模拟分析

岩溶隧道施工中防突岩层突水已成为我国地下工程建设中的重大问题。本文首先分析了岩溶隧道突水机理和突水类型,然后通过块体离散元分析软件研究了隧道开挖过程中隧道与其边墙外高压富水隐伏溶腔间防突岩层在突水过程中位移场、渗流场的演化特征。研究成果表明:隧道开挖后随着围岩应力逐渐释放,防突岩层经历显著位移、局部垮落和整体破坏3个阶段,最终形成突水通道;开挖初期岩溶水压力分布范围逐渐增大,除防突岩层外其他部位围岩和高压富水溶腔逐步建立了水力联系;开挖后期溶腔水位下降,岩溶水压力分布范围减小。