瞬变电磁预报方法在胶州湾海底隧道穿越F1-2含水断层中的应用

瞬变电磁法对低阻体反应灵敏,是预报含水体较为有效的手段,所以利用瞬变电磁法对胶州湾海底隧道F_1-2含水断层进行探测,排除信号采集和数据处理中的各种因素,通过对所处理结果的分析,判定了F_1-2含水断层破碎带规模与位置,围岩风化程度、含水断层裂隙水发育情况,为超前预注浆加固提供了有效的地质信息。结合超前探孔、开挖后进行的地质编录,验证了本次瞬变电磁地质预报的准确性与有效性,对海底隧道含水断层的超前地质预报具有一定的借鉴和指导作用。     

TSP203预报胶州湾海底隧道f2-1含水断层的实践

青岛胶州湾海底隧道地质条件复杂,发育有多组高陡倾角断层,因此隧道在通过海域段涌水断层时的安全便成了工程建设过程中的关键问题.而隧道地震波法(tunnel seismic prediction, TSP)超前地质预报系统作为近年来应用于隧道超前地质预报中较成熟的手段,具有预报距离长、对断层破碎带反映敏感、易于操作、对施工影响小等优势.文中作者应用TSP超前地质预报系统对胶州湾海底隧道f2-1含水断层进行了探测,对TSP系统所采集到的数据进行分析,得出深度偏移、反射层提取图、预报结果 2D视图显示与岩体物性图和预报结果3D视图等成果,从而判定了f2-1断层发育的规模与位置,从成果图中提取并统计了断层带内裂隙发育的数量、长度等参数,为超前预注浆加固提供了参数,并对开挖后的地质情况进行了地质编录,验证了本方法的准确性与有效性.     

地质雷达在胶州湾海底隧道F4-5含水断层超前预报中的应用

青岛胶州湾海底隧道地质条件复杂,隧址区含有多组高陡倾角断层,因此隧道在通过海域段涌水断层时的安全便成了工程建设过程中的关键问题.以此为背景,根据在胶州湾海底隧道左线隧道F_4-5含水断层利用地质雷达对破碎围岩和裂隙水进行超前预报中的应用,针对信号采集和数据处理解析过程中各影响因素,采取相应的处理措施,最大限度地去除干扰,最后得出清晰准确的测线伪彩色成果图及测线波形图等成果,并从成果图中统计了探测范围内的结构面和裂隙发育的具体位置和规模、裂隙水发育位置等参数,为超前预注浆加固提供了参数.对开挖后的地质情况进行地质编录,验证了本次地质雷达预报的准确性与有效性.所采用的方法措施对于海底隧道地质雷达超前地质预报具有一定的借鉴意义.     

青岛胶州湾海底隧道涌水断层全断面帷幕注浆技术研究

青岛胶州湾海底隧道F4-4断层破碎带,受构造影响严重,围岩破碎,岩体强度低,出水量大,拱顶自稳能力差,在极端地质条件下存在突水的高风险,施工风险极大.基于这种情况,通过现场试验确定了全断面帷幕注浆技术参数,主隧道注浆加固区范围为隧道开挖轮廓线外5?m;上断面周边注浆扩散半径为1.5m,下断面注浆扩散半径为2?m;注浆终孔间距为3.5m;水灰比为1∶1的超细水泥;注浆压力为3～4MPa;施工工艺选用前进式注浆.最后采用全断面帷幕注浆技术方案和措施在青岛胶州湾海底隧道右线主洞穿越F4-4断层的设计和施工中得到了成功的应用.通过检查孔检验,注浆效果良好,达到了开挖要求.全断面帷幕注浆技术对类似工程具有一定的借鉴与指导意义.     

TSP隧道超前地质预报技术在宽大断层内部的应用

当前借助隧道超前地质预报技术对小规模断层的探测及对断层破碎带范围界限的判定在业界已取得了一定的成果,但实际隧道工程中往往也面临着地质条件复杂多变的宽大断层,而在宽大断层内部准确开展超前地质预报探测是当前亟需进一步应用研究的工作.本次研究采用TSP法(一种弹性波反射法)对宽大隧道断层内部的地质情况进行探测,通过资料处理、...     

综合超前地质预报在岩溶隧道施工中的应用

在岩溶地区,富水、岩溶及断层破碎带等不良地质常是制约隧道正常施工的主要因素。超前地质预报是探查地下工程开挖掌子面前方不良地质情况、降低施工风险的一项重要技术措施,已成为岩溶地区隧道施工过程中不可或缺的重要工序。文章提出了运用“地质调查法+TSP+TEM+超前钻探”综合地质预报方法对岩溶地区隧道不良地质情况进行探查,建立了在地质调查法的基础上,使用TSP长距离辅助探测技术,以小线圈瞬变电磁法为核心手段,最后再通过超前地质钻孔来验证的综合预报流程。以某岩溶地区隧道为工程背景,采用了“地质调查法+TSP+TEM+超前钻探”综合超前预报方法,达到了提高预报准确性的效果。     

TSP203超前地质预报系统在岩溶地区隧道中的应用

现代工程等级在不断提高,隧道地质环境越来越复杂,隧道越来越长,隧道地质超前预报在隧道的开挖中的作用更加凸显,如何选择有效的预报措施对隧道开挖中人员、设备的安全和隧道的支护具有重要的意义。TSP203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪,专门为隧道超前地质预报而设计的,该系统从数据采集,处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方100m左右围岩地质体的性质,位置和规模,并可推算出岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。目前,在国内外得到了良好的应用。本文将主要结合新建铁路昆明至河口线玉溪至蒙自段超前预报实例探讨TSP203隧道地质超前预报系统在岩溶地区隧道中的勘探理论和应用。     

TSP在岩溶区山岭隧道预报中的应用研究

岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变,难以在勘察阶段探明可能引发施工期地质灾害的不良地质体的具体位置、规模和性质. 为了避免因盲目施工而造成的突水、涌泥和塌方等事故的发生,迫切需要对施工期的隧道超前地质预报进行研究. TSP隧道地震预报系统可以有效预报掌子面前方100～150m以内地质体的位置、规模和性质. 采用TSP超前地质预报技术对岩溶隧道进行探测,并对多个成功预报实例进行深入分析,归纳了溶洞和暗河等在TSP中的具体反映,总结出洞穴和暗河的判识规律,对类似地质条件下的超前地质预报工作具有一定的指导意义.     

基于地质编录和探地雷达的隧道断层破碎带超前预报技术

为了提高断层破碎带的地质预报判读精度,提出了一种基于地质编录与探地雷达相结合的综合超前预报技术。以广西六寨至宜州高速公路关西隧道为依托,通过分析区域地质资料获得地质编录信息并提出预报方案;依据局部揭露不良地质体的产状、分布位置等,通过倾角变换计算其边界范围和影响长度;当接近断层破碎带及受其影响的地质地段时,采用探地雷达实施更精细准确的短距离预报。结果表明,探地雷达能较为准确地识别出破碎带及其影响范围内围岩的破碎性、富水性、不良填充体等微观"病灶",与宏观地质编录分析相结合能较为准确地对断层破碎带实施预报。     

TSP203+型隧道超前地质预报系统及应用

TSP203 系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪,专门为隧道超前地质预报而设计的。该系统数据采集、处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方200m左右围岩地质体的性质、位置和规模,并可推算出其岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。本文对TSP203 系统的工作原理、数据采集及资料解释方面做了系统的阐述.最后通过一个工程实例对该系统的应用及其效果做了简要的介绍。     

基于隔水关键层突水系数法的海底隧道施工突水危险性分析

突水是海底隧道施工阶段最大的安全风险,而且突水事故多发生在不良地质段.为了更好地控制海底隧道不良地质体施工突水风险,本文对海底隧道的突水模式及其影响因素进行了分析,指出海底隧道突水事故多与隧道开挖引起的围岩变形破坏有关,而未破坏岩层的研究对于突水的控制至关重要.因而,重点对海底隧道不良地质体顶板突水机理进行分析,引入隔水关键层的概念及判别条件,将隔水层关键层突水系数作为海底隧道顶板突水判断标准,以厦门海底隧道左线F1风化槽为例,对隔水关键层突水系数的影响因素进行分析,并将突水系数法应用于F4风化槽突水预测,证实了突水系数法的可行性和适用性.     

海底隧道施工设计及其数值优化研究

某海底隧道地质条件异常复杂,覆岩被多处断层破碎带相割呈区域性林状分布,高外水压处断层及破碎带施工是隧道安全控制的关键所在.依据该海底隧道的初步设计方案,采用大型数值计算软件FLAC3D系统研究了水下岩石完整带和破碎带隧道开挖的稳定性及最优施工方案,分析了不同施工工法及支护参数对岩体变形、破坏特性的影响,并确定了海底隧道主、辅洞开挖相互影响效应,以便为海底隧道工程的施工决策提供量化资料和技术支持.     

断层破碎带突水最小安全厚度的筒仓理论分析

隧道临近富水断层破碎带时易发生突水突泥灾害,防突岩盘最小安全厚度的确定是关键问题.为此,基于筒仓理论和极限平衡方法,分别建立隧道轴线与掌子面正交和平行时的断层破碎带突水力学模型并且推导防突岩盘所受地应力的计算公式.在此基础上,得出富水断层破碎带突水突泥的力学判据,并分析断层破碎带宽度对防突岩盘最小安全厚度的影响.最后,将理论研究成果应用于永莲隧道和祁连山隧道工程中.理论分析表明:断层破碎带宽度小于200 m时,断层破碎带宽度对防突岩盘最小安全厚度的确定影响显著.经过计算,永莲隧道的防突岩盘最小安全厚度为7.34 m,实际工程中未预留足够安全厚度而发生突水事故;祁连山隧道F6、F7断层破碎带的防突岩盘最小安全厚度分别为10.22和11.59 m,实际工程中预留了12 m顺利通过断层带,表明理论计算值与工程实际比较符合,具有一定的可靠性.     

CSAMT法在高黎贡山隧道方案评价中的应用分析

结合高黎贡山隧道可控源音频大地电磁法的应用实例,详细论证了这种方法在隧道方案比选中的应用。通过物探资料对三个方案隧道的地层岩性、地质构造,特别是对深大活动断裂的分布位置、破碎带宽度及隧道围岩的完整程度作了详尽的分析和解释,并对物探判释的隧道洞身穿越断层破碎带、物探Ⅴ类异常（极破碎或富水岩体）和物探Ⅳ类异常（破碎或含水岩体）的长度进行了统计,从物探的角度对三个隧道方案进行了评价,为隧道的方案比选提供物探基础资料。     

大变形隧洞稳定性模糊概率分析

为了分析大变形隧洞工程中存在的不确定性,用模糊概率法研究高地应力下大变形隧洞的稳定概率.采用模糊随机方法,推导出大变形隧洞稳定的模糊概率模型,模型中将围岩容许变形量作为随机变量,并假设随机变量服从正态分布,隶属函数取简化的线性分布.结合乌鞘岭隧洞F7断层带软岩隧洞工程,利用曲线回归和模糊概率对隧洞围岩稳定性进行计算分析.计算结果表明,开挖后第18天,左线隧洞,边墙稳定概率为15.2%,拱部稳定概率为99.1%,倾向于失稳状态;右线隧洞,边墙稳定概率为95.5%,拱部稳定概率为100%,隧洞比较稳定.模糊概率法考虑到工程中的随机性和模糊性,较确定性方法更加合理,有助于反映隧洞稳定性发展趋势.     

胶州湾海底隧道衬砌混凝土服役寿命预测

胶州湾海底隧道是中国自行建造的第2条海底隧道,其设计服役寿命为100a。分析了海底隧道衬砌混凝土的服役环境,建立了综合考虑氯离子扩散、碳化和弯曲荷载影响的服役寿命预测模型。调查了海底隧道现行施工里程的混凝土耐久性关键参数,建立了海底隧道混凝土氯离子扩散系数与回弹强度间的函数关系,通过预测模型计算了混凝土中氯离子随时间的演化规律及衬砌混凝土服役寿命。结果表明：隧道衬砌混凝土的保护层厚度波动值-4（-6）～＋15mm,标准养护衬砌混凝土氯离子扩散系数均值为2．1（2．7）×10^-12m2／S,混凝土中初始氯离子浓度小于0．35kg／m3。隧道衬砌混凝土氯离子扩散系数与回弹强度呈线性函数关系,施工里程内氯离子扩散系数波动为1．5～3．5×10^-12m2／S。基于模型计算,胶州湾海底隧道左右线衬砌混凝土的服役寿命均超过100a。     

乌鞘岭特长隧道F7断层正洞二次衬砌安全性评价研究

乌鞘岭隧道穿越F7断层时,由于隧道埋深大、断层岩体破碎、围岩自稳能力弱等原因,开挖后产生较大变形,且长时间不能收敛,故在此条件下施做的二次衬砌结构的安全性也值得进一步的探讨.通过现场监测手段,对实测数据进行回归分析处理,并结合数值模拟计算分析,对已施工的二次衬砌结构安全性进行了全面的评价,结果认为,目前阶段正洞二次衬砌结构的设计参数是可行和安全的,服务年限内隧道仰拱处则需采取进一步的加强措施.