兴旺峁隧道富水全—强风化砂岩区段施工关键技术

结合兴旺峁隧道富水全—强风化砂岩区段的施工实际,对开挖、控制爆破、裂隙水注浆封堵以及涌泥治理等施工关键技术进行阐述。采用的三台阶六步法施工技术确保了隧道施工安全,对富水风化砂岩区段采用短进尺、多循环的开挖方法,减少了一次爆破装药量,且对围岩周边采取的控制措施达到了保护围岩的效果;在风化砂岩裂隙水发育区段施工中采取的"抢堵+围堵"的办法,有效地隔断了地下水的渗流路径,确保了结构安全;对涌泥段采用的各种措施确保了工程正常进展。

综合地质预报方法在铜锣山隧道施工涌水预报中的应用

在富水隧道施工过程中,常突发涌水、突泥等工程地质灾害,对施工安全危害极大。工程实践表明,单一的地质超前预报方法造成漏判、误判严重,难以确保隧道施工安全。文章结合铜锣山隧道工程地质条件,提出采用综合地质超前预报技术对铜锣山隧道施工涌水进行地质超前预报,充分发挥TRT法、瞬变电磁法和超前水平钻法技术的各自优势。工程应用效果表明,该种组合的综合地质超前预报技术为该隧道施工决策提供了有效的地质参考依据,在一定程度上避免了隧道涌水、突泥等地质灾害的发生。

兰渝线新龙凤隧道涌水分析

文章结合兰渝线新龙凤隧道发生的岩溶涌水突泥地质灾害问题,在对隧道地质环境及岩溶发育特征分析研究的基础上,从隧道所处地段的岩溶发育强度、岩溶水动力垂直及横向分带,以及大气降雨条件等方面分析了隧道涌水的原因,认为新龙凤隧道发生的涌水是揭露中小型岩溶管道所致,涌水的主要控制因素为大气降雨。

贵南高铁朝阳隧道出口平导6.10突水突泥事件分析

2018年6月10日,朝阳隧道出口平导发生岩溶突水突泥,持续时间约1 h,突水突泥总量约1.6×10^(6) m^(3)。为完善施工掘进方案及排水方案,需分析突水突泥产生原因,评价后续施工带来的突水突泥风险,计算隧道涌水量。文章分析了隧道位置的地形地貌、工程地质、水文地质条件,阐述了发生突水突泥的平导掌子面超前地质预报实施情况及突水突泥发生过程,补充调查了灾害影响范围的工程地质、水文地质条件,完成了长达1年的平导涌水量-降雨量关系动态观测。平导突水突泥掌子面前方有水头高达84 m的巨型溶腔及管道系统,施工开挖揭穿溶腔底部后,填充于整个岩溶水系统的有压水流携带泥砂快速涌入平导并以较大动能冲出洞外,导致了6.10突水突泥事件的发生。隧道出口段岩溶水系统接受降雨入渗补给且径流通畅,洞内涌水对应的汇水面积为6.423 km^(2),计算极端暴雨后平导最大涌水量5×10^(4)m^(3)·h^(-1)。突水突泥发生后山体内的静储量已得到充分释放,地下水位已降至平导底板高程,后续施工中再遭遇突水突泥的风险低。

隧道断层突水突泥前兆信息演化规律数值模拟研究

为研究隧道穿越断层突水突泥灾害发生机制,在分析渗流诱发断层突水突泥机制的基础上,依托江西永莲隧道断层破碎带突水突泥灾害工程实例,采用数值模拟方法,建立可模拟隧道动态开挖穿越断层带过程的有限元计算模型,分析隧道开挖过程中渗流场、应力场、隧道涌水量、塑性区分布等灾害前兆信息的演化规律。研究结果表明,当掌子面接近断层时,应力场、位移场、渗流场、塑性区分布等前兆信息均发生了突变。主要表现在:1)应力集中现象达到最大,增幅接近1倍,高应力集中极易导致隧道施工至断层附近区域围岩失稳;2)隧道围岩位移包括拱顶沉降与拱底隆起急剧性、突变性增大;3)渗流速度急剧增大,地下水更容易向洞内渗透,地下水对围岩的蚀溃破坏作用加大;4)围岩塑性区范围覆盖了整个洞周范围并且屈服深度有所增加;5)隧道开挖接近断层时极易造成突水突泥灾害,施工中应积极采取有效的防控措施。

富水断裂带隧道涌水突泥灾害机制及处治技术研究

针对折多山隧道穿越富水断裂带发生多次涌水突泥灾害,采用现场勘探、理论分析,对富水断裂带隧道涌水突泥灾害机制及处治技术进行研究。结果表明:富水断裂带隧道发生涌水突泥灾害具有突发性强、演变速度快、引发次生灾害的特点。富水断裂带导水通道发育、地表水和地下水丰富、人工开挖破坏掌子面的水体平衡等因素共同作用下,掌子面渗水失稳,形成出水通道并迅速演变扩展,继而发生涌水突泥、地表塌陷。根据富水断裂带隧道涌水突泥特征,确定了地表深孔注浆、洞内帷幕注浆的协同处治技术体系,取得较好处治效果。本文研究成果可为今后类似灾害处治提供参考。

梁山隧道深埋富水陡倾软弱带突水涌泥机制分析及旋喷技术

梁山隧道是厦深铁路福建段的控制工程之一,施工中遇到深埋富水陡倾软弱带,多次导致突水涌泥及洞顶塌陷情况。通过研究突水涌泥及洞顶塌陷的灾害特征,分析得到突水涌泥机制,即:在这种多因素复杂地质条件下,隧道开挖导致形成极高的渗透压力差,并产生新的地下临空通道,在地下水渗透压力作用和自身重力作用下,全风化物质涌入隧道,形成突水涌泥;而软弱构造带塌陷的主要原因为地下水位的急剧下降。通过调研、理论分析及试验等方法,确定采用长距离水平旋喷桩通过软弱带,并提出其布置形式、施工工艺及检验标准。工程实践证明,采用长距离水平旋喷桩作为预加固手段是可行且有效的。

旗杆山隧道斜井岩溶段涌水突泥处治技术

以重庆市城开高速公路旗杆山隧道斜井岩溶段为研究背景,综合运用TSP、地质雷达、多功能地质钻孔等手段,建立隧道综合超前地质预报体系,通过该体系较准确预测了该段岩溶不良地质情况。采取一系列行之有效的处治措施,快速有效地完成了涌水突泥段施工。施工及监控量测数据表明,该处置方案保证了围岩的稳定性和施工的安全性。

基于决策树模型的隧道涌水概率快速判别方法

隧道涌水突泥是隧道施工过程中较常见的灾害之一,出现这类情况后,往往会带来较为严重的生命财产损失。如何快速判别隧道涌水突泥发生的可能性,是隧道工程中比较热门的方向之一,为确保隧道施工安全,本文提出一种基于决策树模型的隧道涌水概率快速判别方法。

隧洞涌水量数值模拟不同网格加密方法对比研究

突水突泥事故是隧洞工程施工过程中常见地质灾害之一,因此在施工前期对于隧洞涌水量的预测和计算工作尤为重要。由于数值模拟计算法中存在关键参数选取的科学依据不足、不同网格加密方案的计算效果难以评估等问题,首先建立三维地下水稳定流模型,确定Drain模块中排水系数C的取值,再采用粗网格、细网格、Quadtree和Nested grid四种不同的网格加密方法进行隧洞涌水量数值模拟计算,分析评价各方案的优劣及其适用性。结果表明:(1)涌水量Q随C值快速增大后趋于稳定,说明C值在一定范围内影响Q的计算结果;(2)细网格、Quadtree以及Nested grid模型,比粗网格模型模拟精度高,更能准确地刻画因隧洞开挖导致的地下水位变化情况;(3)和细网格模型相比,两种非结构化网格模型的网格总数较少,模型运行时间短,在没有大幅度降低模拟精度的前提下,运行效率更高,且Quadtree网格具有逐级渐变加密的优势。