渝利线箭沱湾隧道岩溶水文地质问题

箭沱湾隧道为渝利线重要控制工程之一,查明隧道穿越区内的主要水文地质问题,对进一步评价隧道涌水对工程与环境的影响、方案稳定、隧道(涌)突水地质灾害防治等都具有重要意义。通过对隧道区内暗河系统形成条件、水化学特征分析,就同位素特征及环境演化、暗河系统补径排条件等水文地质问题进行了深入研究,从而推断出了隧道与暗河系统的位置关系,提出了线路穿越明月山背斜的安全位置。     

宜万铁路大支坪隧道大型突水突泥溶腔迂回绕行施工技术

主要介绍根据宜万铁路大支坪岩溶隧道突水突泥溶腔及暗河形成的水文地质条件不同所表现出的岩溶发育程度、发育强弱及规模不同的原理,利用综合超前地报预测预报精确探测技术,在充分探明高压富水溶腔或暗河及岩溶发育规律后进行躲避、迂回绕行大型突水突泥溶腔的一项岩溶处治技术。     

黔张常铁路驼马店隧道突涌水系统辨识

为查明驼马店隧道DK48+918突涌水岩溶发育情况及岩溶水系统结构特征,首先对隧道涌水形式、涌水量、压力大小等涌水特征进行综合分析,得出岩溶隧道突涌水与隧址区岩溶发育情况、岩溶水系统结构特征密切相关。其次系统总结岩溶突涌水系统辨识的方法和技术,最后采用水文地质调查、物探、钻探、地下水示踪试验及高分辨率水文监测技术等对DK48+918突涌水进行系统辨识。研究表明:隧道施工揭露了管道流顶盖,因强降雨、原管路淤塞引发突涌水,涌水主要来源于隧道东北侧溶丘洼地及漏斗地表汇水,涌水随降雨量动态变化大,计算最大涌水量为5万m~3/d,瞬时最大涌水量可达1万m~3/h。     

渝黔铁路凉风垭隧道岩溶水文地质条件研究

研究目的:新建渝黔铁路凉风垭隧道位于川黔南北向构造带与北东向构造带交接复合部位,隧道穿越娄山山脉之凉风垭(国道210公路之七十二道拐),是渝黔铁路的控制性工程。该隧道区可溶岩大面积分布,地下岩溶岩层管道化,常见不同流量的泉点和暗河等,地质构造及岩溶水文地质条件较为复杂,因此,有必要查清该隧道的岩溶水文件地质条件。研究结论:文章通过对该岩溶隧道的含水层岩性组合特征、岩溶水水动力场、水化学场及岩溶水系统性研究的基础上,得出以下结论:(1)隧址区的岩溶地下水可分为2个一级单元,7个次级单元;(2)隧道预测正常涌水量Q=24 542 m3/d,雨季较大涌水量Q大=73 626 m3/d;(3)隧道可溶岩段内岩溶涌突水危险性总体为中等-高危险;(4)隧道北侧深埋的可溶岩内岩溶发育及地下水富集程度较差,而南侧地下岩溶发育和地下水富集程度较高,对隧道涌水的影响较大;(5)本研究成果可为溶岩地区铁路、公路隧道勘察设计提供借鉴。     

宜万铁路五爪观隧道大型暗河发育特征及综合处理技术

隧道穿越暗河时极易发生突水突泥灾害,严重影响施工安全,破坏区域水文环境,结合宜万铁路五爪观隧道遭遇的五爪观大型暗河,介绍五爪观暗河的地质背景、地下水发育特征以及隧道穿越暗河段溶洞的发育规模、充填性质、可能发生的灾害类型等,详细论述五爪观隧道穿越暗河段采取的相关工程措施:增设横洞、清除暗河堆积体、归槽引排暗河水、注浆加固、隧道开挖支护等,对类似工程具有重要的借鉴意义。     

五爪观隧道穿越暗河设计处理措施

研究目的:宜万铁路工程地质和水文地质极其复杂,岩溶、岩溶水、暗河极其发育,施工中容易出现突水突泥、坍塌等灾难性事故,严重威胁隧道施工安全,通过对五爪观暗河的处理,探索出一套经济合理、安全可行的措施,确保隧道施工及运营安全,为类似的工程问题积累经验。研究方法:通过工程类比及现场试验。研究结果:在暗河处理过程中,对处理暗河的横洞、底板的施做顺序、导流、注浆工艺、注浆材料及注浆参数、隧道的支护结构、防排水等提出可行的处理措施。研究结论:通过采取一系列的工程措施,五爪观隧道上台阶成功穿越暗河段,实践验证了处理措施是合理可行的。     

岩溶隧道突水突泥影响因素及对策

研究目的:突水突泥是隧道施工过程中常遇的现象,给工程施工造成的危害性极大.马鹿箐隧道是宜万铁路八座一级风险隧道之一,地下暗河、岩溶、高压、富水、溶腔等不良地质广布,施工中多次遭遇特大型突泥突水.本文通过对该隧道突水突泥现象研究,分析各种岩溶隧道突水突泥影响因素,探讨隧道突涌水整治问题.研究结论:通过分析得出:(1)岩溶隧道突涌水与其穿越地层的岩溶空腔(溶腔、溶隙等)的静水储量大小密切相关,与溶腔内的水压高低有关,与地表及地下水系的连通性有关;(2)隧道穿越高压、富水、岩溶地层时,应重视超前地质预测预报工作,特别推荐超前水平钻孔和周边钻孔相结合的方法,探明开挖前方的工程地质、水文地质特征、溶腔的边界情况,提前采取可靠的工程措施,以达到“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营”的目的.     

秀山隧道水文地质特征分析研究

研究目的:玉蒙铁路秀山隧道受云南特殊地质构造影响和异常活跃的地壳运动作用,溶蚀管道与宽大裂隙发育,岩溶水、构造裂隙水相互混杂并形成复杂的地下水网络系统。通过对隧址区域工程地质与水文地质条件以及施工开挖揭示的洞身涌水特征进行系统分析研究,查清隧道涌水来源及其与杞麓湖的水力联系。研究结论:(1)通过对隧道洞身涌水量最大段落进行综合分析及水样同位素测试,表明地下水来源于隧址区接受的大气降水;(2)杞麓湖湖水与隧址区地下水在来源上存在明显差异,隧道涌水与湖水联系较弱;(3)隧道穿越曲江、杞麓湖两个水文地质单元,施工至不同洞段水文地质特征表现出较大的差异性;(4)本文研究结论可为同类地质环境隧道工程勘察设计施工提供参考借鉴。     

黔张常铁路岩溶区水文地质选线研究

研究目的:黔张常铁路岩溶区水文地质选线通过采用多阶段、多方法、先进有效的综合勘察技术,全面系统地对岩溶区复杂岩溶形态及岩溶水发育特征进行研究,查明岩溶和岩溶水的发育特征及分布规律,提出岩溶区水文地质选线原则,确定重点工程设置的位置、高程,最大限度地识别、评估、规避工程建设和运营风险,从而指导线路选线和设计。研究结论:(1)黔张常铁路通过可溶岩段落长约155 km,受夷平面、岩性、构造等影响,岩溶水的分布具有不均一性,根据岩性、暗河、岩溶泉的分布划分了地下水类型及富水程度;(2)通过遥感、水文地质调查、示踪试验、水量监测等综合勘察手段,查明了岩溶个体形态及岩溶水的分布特征;(3)根据岩溶及岩溶水分布特征与发育规律的研究,确定了水文地质线路选线原则,为隧道高程设置、线路走向提供了科学依据;(4)本文所述的水文地质选线工作内容及方法可为岩溶地区勘察设计提供参考依据。     

棋盘石特长隧道施工阶段风险管理

棋盘石隧道地处岩溶及断层强烈发育区,工程地质和水文地质极为复杂,存在暗河、断层、软岩大变形、岩爆等多种不良地质,隧道在掘进中随时都可能遭遇突水、突泥等多种高风险,被定为向莆铁路I级风险隧道,因此施工阶段风险管理工作已经成为不可或缺的手段之一,对棋盘石隧道施工阶段的风险管理进行阐述。     

关角隧道突涌水机理分析及处治技术

为保证关角隧道顺利穿越岩溶富水区,通过现场调查、连通试验及对隧道突涌水水文地质概念模型的分析,研究关角隧道突涌水发生的机理。研究结果表明,关角隧道突涌水属揭穿型,受蓄水构造和降雨的影响明显。对隧道掌子面、洞身突涌水模式进行了理论分析,对不同的突涌水模式制订了针对性的超前地质预报、注浆或地表导流方案。论述了突涌水预防和治理方案的应用条件、施工工艺和技术要点。     

示踪实验在某铁路隧道施工勘察中的应用

某铁路隧道在施工期间发生了涌水突泥等地质灾害,为了迅速查明隧道内涌水与隧址区暗河是否存在连通关系,采用了示踪实验的方法:利用NaCl作为示踪剂,在暗河入口处投放,在隧道内三处不同位置采集水样标本,使用硝酸银滴定法识别水样中氯离子的含量,通过合理计算示踪剂投放量与科学设置采样间隔及采样时长,对隧道内涌水与隧址区地下暗河的连通关系进行了定量分析。研究表明:地下暗河对隧道内涌水的补给时间不足10 min,流速略大于63 m/min,水力梯度为0. 193 3,为该隧道的地质灾害处理提供了科学客观的依据。示踪实验方法具有快捷方便、操作简单与工作效率高等优点,在我国西南喀斯特地貌岩溶发育区域铁路隧道勘察领域中具有广泛的应用前景。     

长沙地铁越江隧道穿越岩溶地层关键技术研究

研究目的:长沙地铁3号线阜埠河站-灵官渡站区间是穿越湘江及江中橘子洲的越江隧道区间,江底存在不同程度的岩溶发育区,工程及水文地质条件复杂,实施难度大。长沙地区尚无越江隧道长距离下穿江底岩溶强发育区先例,为解决复杂岩溶水底隧道穿越技术,降低施工风险,实现隧道穿越水下岩溶地层,本文对复杂岩溶水底隧道关键技术体系进行研究,以期为类似工程建设提供借鉴。研究结论:(1)对于越江隧道,通过确定合理过江线位方案,绕避岩溶区,能有效地减小岩溶穿越区距离,降低工程风险;(2)岩溶区越江隧道采用泥水盾构掘进工法,工程风险更为可控;(3)对于岩溶处理平台采用水上钢平台,能有效地减小岩溶处理产生的环境影响;(4)岩溶注浆处理通过制定合理注浆方案、注浆参数,保证溶洞处理效果并控制投资;(5)盾构掘进过程需合理控制,工筹安排应结合试验段开展,精细化控制盾构掘进过程;(6)本文关键技术体系对其他同类地层隧道施工具有一定借鉴作用。     

武隆隧道岩溶整治设计构思

武隆隧道通过地段岩溶发育、岩溶水量大、隧道通过岩溶段长，岩溶及岩溶水对施工造成了很大影响，结合其岩溶整治方案研究，从施工安全防护、岩溶水处理、岩溶地段隧道结构、基础处理等方面介绍了岩溶地段隧道设计构思和经验教训，阐述了岩溶对隧道工程的影响，并对隧道内岩溶暗河的整治设计思路进行探讨。     

新建武广铁路岩溶发育区地质选线

武广铁路客运专线郴州～红岩段,大面积出露碳酸盐岩,岩溶发育,既有南岭隧道发生了严重的涌水、突泥及不可逆转的环境病害.依据本段线路地质选线的原则以路基通过为主,辅以低桥跨暗河通道、短隧道穿"孤峰",进行了3个方案的地质选线比选工作,确定了短隧方案为本段线路的推荐方案.     

贵广铁路坪山隧道岩溶发育情况分析

研究目的:通过对贵广铁路坪山隧道勘察与施工期间揭示的岩溶现象,分析该隧道岩溶发育情况及特点,提出地质勘察使用的勘察方法及施工阶段的工程措施意见,对类似地质条件的工程的勘察与施工提供一定的参考。研究结论:(1)线路尽量绕避岩溶强烈发育区,若无法绕避,线路应尽量远离典型岩溶微地貌单元区;(2)勘察时须充分利用区域地质资料开展大范围地质测绘,采用综合勘察手段进行隧道工程地质勘察,基本查清地表各种岩溶形态发育位置、高程、与线路关系等,有针对性布置勘探点及物探段落核实岩溶发育情况;(3)对于地下暗河附近的岩溶隧道,应充分调查研究暗河空间位置形态,分析暗河成因及特点,类比推测暗河对隧道洞身围岩稳定性的影响;(4)施工时可采取洞周超前预报、基底地质雷达探测及洞底地质钻孔相结合的方式进行。     

高速公路穿越岩溶盆地工程地质选线分析

为了达到“减灾防灾、降低造价、确保安全”的选线要求,对开远至建水高速公路小龙潭岩溶盆地区进行工程地质选线研究。通过区域资料收集,现场工程地质调绘、钻探、物探等,重点分析岩溶及岩溶水对隧道方案的影响和新邓尔排土场的稳定性对桥梁方案的影响。当隧道岩溶发育,且与地下管道流及地表河流存在较直接的水力联系时,短时极端突水会对隧道造成极大风险,建议短时极端突水量计算采用历史日最大降雨量的大气降水入渗法;在结合工程地质调绘和分析利用其既有稳定性评价报告的基础上,利用GEO5岩土边坡稳定性分析软件,对新邓尔排土场稳定性进行定量分析。研究表明,若隧道方案于南洞沟岩溶暗河下通过,岩溶及岩溶水风险高,建议规避;新邓耳排土场稳定性良好,风险可控。在综合分析路线方案的工程风险后,推荐规避南洞沟暗河,大跨跨过新邓尔排土场下游的K线方案。     

新建武广铁路岩溶发育区地质选线

武广铁路客运专线郴州～红岩段，大面积出露碳酸盐岩，岩溶发育，既有南岭隧道发生了严重的涌水、突泥及不可逆转的环境病害。依据本段线路地质选线的原则：以路基通过为主，辅以低桥跨暗河通道、短隧道穿“孤峰”，进行了3个方案的地质选线比选工作，确定了短隧方案为本段线路的推荐方案。     

平果车站岩溶发育特征及工程处理

平果车站在不到两公里范围内发育三条暗河，经地质测绘、物探、钻探等综合勘测后，查明了暗河发育的地貌，地层岩性、地质构造及水文地质条件，以及平果车站和区间范围内分布岩溶的规律、特征、为整治工程提出了具体的处理意见。     

遂渝铁路荆竹岭隧道复杂地质段设计

研究目的：消除荆竹岭隧道发生岩溶突水引起施工灾害事故发生可能,避免过可溶岩段地下水大量漏失破坏水环境引起地表塌陷,解决隧道过巨大溶洞群、地下暗河、岩溶突泥段及石膏层膨胀腐蚀性对隧道结构强度、稳定、耐久性的影响问题。 研究方法：本着治水、环保、安全、运营救援相结合的理念,系统设置辅助坑道、特殊地质段加强超前地质预报、富水地段帷幕注浆堵水与岩溶暗河疏导排水相结合,并运用ANASYS程序数值仿真计算。 研究结果：完成隧道跨越“溶洞、暗河、突泥段”设计、石膏地层段支护结构设计、抗水压衬砌设计。 研究结论：本隧富水段、岩溶暗河段的防排水设计理念及复杂地质段设计措施,确保了隧道结构的施工、运营安全,可很好地指导今后类似复杂地质段工程设计。