深埋隧道断裂带涌水量预测分析

深埋特长隧道是高速公路建设当中的控制性工程,开挖过程中如遇到高压涌水,必定对工程施工造成不利影响。鸿图特长隧道因其受到莲花山深大断裂构造影响,隧道开挖过程中在火成岩张性裂隙中出现了强烈的高压大流量涌水。以鸿图特长隧道为例,选取受断裂构造带控制涌水的代表性洞段,采用古德曼经验式对基岩段与断裂带涌水量分别进行统计计算。结果显示:隧道K91+010～K91+550段主要断层F2系列的预测最大涌水量为192 258 m~3/d,与实际开挖最大涌水量189 576 m~3/d基本吻合。该计算方法所得的涌水量更加贴合工程实际情况,对于该地质条件下的涌水量计算有着更强的适配性。     

晋红高速公路光山隧道群土建部分施工控制

通过晋红高速公路光山隧道群土建部分的施工,对施工过程中的亮点进行分析,总结施工控制要点晋红高速公路光山1号隧道在穿越断层涌水段时,采取中隔墙法(CD)、横隔墙法(CRD)开挖支护,注水泥-水玻璃双液浆加固软弱围岩。严格遵循"先排水、短开挖、强支护、早衬砌、勤量测"的施工方法,最终成功穿越断层涌水段。     

引汉济渭秦岭隧洞突涌水原因及涌水量预测

针对隧洞开挖施工中常见的隧洞突涌水等地质灾害问题,在分析隧洞涌水区域水文地质条件、有限元渗流计算和达西定律的基础上,研究秦岭隧洞椒溪河段开挖涌水原因并预测涌水量。研究表明:在涌水发生的初期,涌水集中渗漏通道由断层泥及断层角砾填充,发生的流动为渗流,通过有限差分软件数值计算求得的隧洞开挖初期涌水量与实际隧洞开挖涌水初始阶段的涌水量非常接近;在涌水稳定阶段,涌水集中渗流通道发生类管涌的水力破坏,通过集中渗漏通道流入隧洞内的流量为1 671.55 m3/h,与现场实测隧洞涌水稳定时的最大涌水量1 700 m3/h接近。研究成果可应用于水文地质条件类似的隧洞工程涌水量计算。     

基于涌水影响半径的隧道涌水量预测方法研究

受断裂构造和降水等因素的共同影响,火成岩地区形成了一定规模的富水断层破碎段。当隧道穿越这类岩层时,极易发生涌水灾害而造成人员伤亡和设备损失。针对上述涌水问题,根据火成岩区富水断层破碎段的特点,将隧道涌水量分为基岩裂隙水释放量和降水入渗量两个主要组成部分,通过地下水疏干法预测基岩裂隙水释放量,同时利用降水入渗法预测降水入渗量。在此基础上,为提高涌水预测精度,引入了实测涌水量数据拟合的动态涌水影响半径参与计算,并推导出基于涌水影响半径的涌水量预测方法,最后以鸿图隧道后续开挖段为例对该方法进行验证。研究结果表明：(1)在一个降雨周期内,含水层平均厚度H_n越大,对应的影响半径R_n具有更高的增长速率;(2)随着涌水时间T增加,影响半径R_n的增长率逐渐降低;(3)所提方法的隧道涌水量计算结果与实际监测数据的误差在10%以内,可靠性较高。研究成果可为类似地质条件下的地下工程建设提供理论指导。     

贵州省德江隧道岩溶水文地质特征及涌水量预测

针对我国西南岩溶地区隧道工程施工遭遇地下涌水灾害，严重影响施工进度、威胁施工安全等问题，开展隧道涌水预测。以贵州德江隧道为研究对象，在岩溶水文地质调查的基础上，结合岩溶地貌类型、岩溶及岩溶水的发育特征，分析了隧道区内池坝地下河系统、闹水岩地下河系统与隧道的水力关系。同时，对德江隧道分区段进行了水文地质评价。分别采用大气降水入渗系数法和地下水疏干法，对隧道ZK7+200—ZK8+150段、ZK8+550—ZK9+100段、ZK9+650—ZK10+500段等岩溶涌水可能性极大段进行涌水量预测。结果显示，ZK7+200—ZK8+150段涌水量达3.79×104m3/d，ZK8+550—ZK9+100段涌水量为0.43×104m3/d，而ZK9+650—ZK10+500段涌水量高达18.25×104m3/d。结果表明，ZK9+650～ZK10+500为涌水高风险地段，需给予重视。本研究可为施工设计与水害防治提供科学依据。     

引汉济渭引水隧洞穿椒溪河段突涌水数值模拟

陕西省引汉济渭工程引水隧洞突涌水问题是制约工程顺利开展的关键技术问题之一。针对横穿椒溪河段的典型区段突涌水问题,采用ADINA软件建立水文地质概念模型,计算不同工况下该区段的地下水位、流速矢量、涌水量等。结果表明:断层位置受开挖扰动影响较大,出现了集中渗漏,因此在断层位置极易形成渗漏通道,发生突涌水。     

红层地区飞仙关隧道特大涌水模型试验

大型隧道涌水常发生于岩溶发育地区,在传统认为缺水、贫水的红层地区实属罕见。飞仙关隧道作为雅康高速公路关键性控制工程之一,在施工至K23+708标段时发生特大涌突水,涌水量高达1.74×10~6 mL/s,经过一个周期性涌水,稳定流量约为3.48×10~5 mL/s。以飞仙关隧道为例,结合前人对隧道涌水的水化学分析成果,采用自主研发的专门用于模拟隧道涌水过程的渗流试验槽装置,将飞仙关隧道K23+658～883段(225m)原型按一定比例缩小为模型,选取飞仙关向斜两个典型剖面进行物理模拟试验。通过对试验涌水量的拟合分析,对比隧道实测涌水特征,验证了顺层顺轴向、顺层绕轴向两种涌水模式,确定了涌水来源与通道。试验结果表明该模型稳定可靠,研究方法及结果对今后类似工程的研究具有指导和借鉴意义。     

某富水断层对隧道稳定性及涌水影响敏感性分析

以武九高楼山公路隧道突涌水灾害为研究背景,针对其以断层破碎带为主控因素的隧道围岩稳定及突水问题展开调研和数值分析研究,以期为突涌水治理措施的制定提供参考。基于ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分法及流固耦合分析原理,研究了隧道埋深Ｈ、地下水位高度ｈ、围岩级别Ｓ、侧压力系数Ｋ０、断层宽度Ｗ、断层与隧道相对间距ｄ／Ｄ、断层与水平面夹角θ等７个因素对隧道围岩稳定性及涌水量的影响规律,并基于公路隧道规范中建议的隧道相对收敛变形及涌水量等级,对围岩稳定性及涌水等级进行评价。结果表明:围岩级别Ｓ对隧道变形、塑性区、涌水量影响最大,其次为侧压力系数Ｋ０,再次为断层与隧道相对间距ｄ／Ｄ和断层宽度Ｗ;不敏感的影响因素为:隧道埋深Ｈ、地下水位高度ｈ及断层与水平面夹角θ。地层条件及断层因素是隧道突涌水的主控因素,治理措施中应优先考虑地层的加固和限量排放双重措施。     

干河泵站引水隧洞特大涌水处理实践

牛栏江-滇池补水工程干河泵站引水隧洞在穿越地下暗河施工中，其2号施工支洞出现特大集中涌水。为解决涌水问题，通过专题补充地质勘探，查清了隧洞掌子面的涌水量、涌水的补给途径、水压等情况，并采取分流、分级强抽排结合洞内开挖支护的措施，使涌水得到控制，而后根据支洞段开挖所揭示的暗河情况，按制订的封堵预案成功封堵涌水。该工程抢险实践对类似岩溶地区地下隧洞特大涌水处理提供了成功经验。     

西气东输延水关黄河隧道工程注浆堵水施工

随着科学技术的发展,很多特大型穿越工程已经越来越多地采用隧道方式.但在大型河流下进行隧道挖掘施工,涌水处理的方法仍为难点.涌水处理主要根据设计文件中关于隧道可能出现涌水地段的涌水量的大小、补给方式、变化规律及水质成分的资料,结合工程实际情况因地制宜,选择既经济合理,又能确保围岩不受破坏,同时保护环境的处理方法.     

宝石岭隧道水环境效应与注浆治理研究

经济社会的高质量发展对隧道工程的环境效益提出了更高要求。以宝石岭隧道K60+160—K60+180段涌水为工程背景,首先归纳整理了隧道涌水引起的地下水位下降、地表塌陷、房屋开裂等水环境负效应;其次进行注浆参数设计和注浆施工,注浆圈厚度4 m,浆液为1∶1水泥浆添加3%水玻璃;最后通过涌水量、地下水水位、隧道衬砌承载力检验了注浆效果。结果表明,涌水量由注浆前的12.53 m³/(d·m)下降到2.41 m³/(d·m),降幅达到80.8%;地下水水位由注浆前的大于20 m逐渐上升至约15 m;初衬外水压力降幅达68.6%,安全系数大于2.0;可见注浆后涌水量和衬砌外水压力大幅降低,地下水位得到了恢复,注浆堵水限排的效果明显。研究成果为隧道开挖引发的水环境效应的治理提供了一定的借鉴。     

隧道断层带中超前地质预报方法

通过对拟掘进段隧道勘测资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和地质雷达解译结果的综合分析,预报出拟掘进段塌方可能发生的位置及桩号、涌水量大小和塌方规模及危害。隧道开挖后的地质编录、塌方发生的桩号、地下水出露情况、塌方规模及成因的分析,证明预报方法是正确的,并对断层带地质超前预报的方法做了归纳总结。     

引大济湟工程隧道三维超前地质预报

引大济湟工程引水隧洞线路长、埋深大、地下水位高,且沿途穿越多条大断层,主要工程地质问题突出。为了减少和有效预防地质灾害发生,准确预判掌子面前方地质条件和可能出现的地质灾害,现场开展了TGS360 Pro隧道三维超前地质预报与分析,成功预报了可能发生涌水、突泥和坍塌等地质灾害的隧洞桩号洞段,并采取了应急处理措施,为施工开挖方案和支护措施提供了有效依据。     

TBM连续遭遇超大突涌水施工技术措施探讨

由于地质条件的不确定性和复杂性,TBM掘进中多次出现大型裂隙,连续遭遇超大突涌水,掘进受阻并存在极大风险。根据地质、涌水量、涌水部位不同,采取针对性的多种注浆方式相结合,通过案例对不良地质处理技术措施进行了总结和分析,快速完成堵水,加强TBM掘进对断层破碎带、突涌水等地质环境的应对能力,保证设备的安全性和可靠性,为类似施工提供借鉴。     

碧湖水利工程左岸导流洞施工涌水模拟研究

选取隧洞导流作为碧湖水库工程施工期导流泄水方案,考虑坝址区左岸水文地质条件动态模拟预测其涌水量变化特征。考虑导流洞内边界条件的不断变化,采用TOUGH2软件和渗流场数值模型模拟预测涌水量变化特征,为达到较好的模拟效果模拟时可配合实现混凝土衬砌措施。研究表明:地层Zaj的渗透性较好,导流洞揭露的涌水量较大;涌水量在未考虑开挖过程时被严重低估,且断层处易突发涌水;构建的渗流场数值模型具有修改方便、操作简单和精确度高等优点,可较好的模拟不同施工方案下导流洞的动态涌水过程,为水利工程防渗排水和导流洞施工方案的优选提供科学指导。     

将军沟右线隧道变形侵限段处理方案探讨

将军沟隧道是我国在建的穿越天山风景区的第一座高寒地区小曲率半径隧道,隧道右线隧道在YK582+461~+400段出现挤压大变形,导致初次支护变形60 cm,造成隧道支护侵限。以将军沟隧道变形侵限段为工程背景,深入分析了隧道变形侵限机理。在分析变形侵限基础上,详细介绍了隧道该段处理变形侵限的临时支护形式、加强支护手段和隧道该段塌方变形段的开挖方案。通过以上技术方案的实施,隧道顺利完成了侵限段的处理,论文介绍了将军沟隧道侵限段的处理技术,对同类隧道的施工有积极的指导意义和借鉴意义。     

复杂地质条件下隧道涌水量预测与结果分析

铁路、公路隧道在穿越富水地层时,很多都存在着突涌水问题,因此预测隧道开挖过程中可能产生的涌水量是非常重要的。结合实际工程进行分析,并利用多种计算方法验证。结果表明,在复杂地质条件下,计算隧道涌水量时,需先结合隧区内各种水文、地质因素,对隧区进行水文地质元划分,再根据划分单元内的相关条件选择相应的方法进行涌水量计算,才能预测出符合实际的隧道涌水量。     

高速公路隧道防排水施工技术

从进洞前防排水、开挖过程中涌水地段的防排水处理、二次衬砌中的防排水处理与控制、二次衬砌渗漏处理与控制四个方面分析了高速公路隧道防排水控制施工技术。     

端西隧道出口初期支护变形侵限段换拱处理施工

端西隧道出口开挖后按原设计参数施工,但由于三明地区出现持续强降雨天气,使得端西隧道出口覆盖土层饱水,软弱围岩造成偏压,导致端西隧道出口DK43+514~DK43+490.4段(24.4m)初期支护侵限二衬及DK490.4~DK43+479.6段(10.8m)拱顶下沉严重,变形段累计35.2m。端西隧道出口受偏压、软弱围岩地质影响,初期支护大幅度变形侵限。处理过程中施工干扰较大、围岩稳定控制难度大,开挖支护方案的精选、监测数据及时采集和分析、过程中的支护方案的及时调整等施工手段的实施,最终完成了端西隧道出口初期支护变形侵限段换拱处理。     

断层特征与掘进方法对隧道围岩稳定性影响分析

以都昌至九江高速公路温泉隧道为工程背景,采用有限元方法对隧道穿越不同断层倾角、隧道与断层相对位置、隧道不同开挖方法等情况下围岩的稳定性进行了模拟计算分析。结果表明和无断层情况相比较,断层的存在使得围岩的整体位移增加,拱顶沉降增加约18.3%,仰拱隆起增加约35.1%,围岩位移最大区域向垂直于断层方向偏移,不再具有对称性;断层位于隧道拱肩处时拱顶沉降量最大,断层位于隧道拱脚时,对围岩拱顶沉降量的影响最小,围岩最为稳定;采用上下台阶法进行开挖其拱顶位移量要比采用侧壁导坑法开挖所产生的位移量大77.04%,仰拱隆起量大60.3%;断层倾角为45°时,隧道开挖时围岩相对比较稳定。