岩溶漏斗区隧道涌水处治技术研究

文章根据某岩溶漏斗区隧道涌水事故处治实例,描述了隧道施工期间,岩溶漏斗、岩溶管道涌水突泥的实际情况。通过方案比选,考虑隧道结构安全、运营安全和造价控制等因素,提出了岩溶漏斗区隧道涌水处理应采取“地表截水、洞内排水”的处治方案。     

复杂岩溶隧道涌水突泥处理技术

通过分析重庆轨道交通6号线二期中梁山隧道施工涌水突泥形成原因,并针对高压岩溶涌水突泥段采取某种技术手段进行治理,实现了在高压富水复杂岩溶涌水突泥情况下安全开挖作业的目的,为地铁施工中的涌水突泥病害处理提供了技术指导。     

隧道岩溶涌水治理技术研究

近年来,随着隧道工程日益增多,所遇到的地质条件也日趋复杂。隧道建设过程中常遇到岩溶突涌水地质灾害,造成隧道结构失稳,给隧道施工及运营安全带来严重影响。本文基于某隧道岩溶涌水工程实例,采取了地质构造探查、局部周边帷幕、底板加固、岩溶发育带径向加固和溶洞密实化充填的综合治理技术,取得了良好的治理效果,可供类似工程施工参考。     

复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究

 岩溶地区隧道地下水涌水预测方法和理论是长期以来难以突破的水文地质难题。基于我国岩溶地区隧道突(涌)水实例分析,从岩溶蓄水模式角度揭示岩溶区易发生涌水的构造机制,指出当前地质超前预报手段在涌水预报方面存在的问题。就岩溶地区隧道涌水量的预测理论研究现状,系统分析各预测方法的优缺点和适用条件。对不同含水地质构造的岩溶区进行划分,提出相应较合理的隧道涌水量预测方法,并结合工程实例验证其可行性。所得结论可为岩溶隧道涌水的预测研究提供借鉴。     

秀宁隧道施工岩溶高压富水区防排水处置技术

秀宁隧道是广昆铁路控制性工程,隧址的工程和水文地质条件异常复杂,围岩软弱多变,施工风险极高。隧道在穿越岩溶富水区时发生了大规模突涌水,峰值涌水量达到11 910m3/h。通过对该段隧道防排水方案的比选和研究,采用"延长平导"方案对岩溶涌水进行处理,使秀宁隧道得以顺利穿过岩溶富水区。     

龙潭隧道F2断层处涌水突泥机理及治理研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,当隧道穿越断层、岩溶发育地段和富含水区域时,容易发生涌水、突泥等事故,给施工安全带来极大威胁。龙潭隧道属于深埋特长岩溶隧道,施工期ZK72+205~ZK71+940段断层溶蚀带发生了四次涌水突泥事故,针对这四次事故,基于该段地层的岩溶发育规律,从地质学角度系统地分析了涌水突泥机理。分析得到:具有丰富补给来源的地下水、松散的岩溶洞穴堆积物给涌水突泥创造了必要条件,一经开挖扰动,事故一触即发。基于涌水突泥机理的分析结果,合理选择了超前小导管挤压劈裂注浆、负压排水、长管棚注浆、前进式分段高压注浆等治理措施,成功穿越了该段,完成了贯通,所得结论对类似工程具有一定的借鉴意义。     

高家坪隧道地下水系统识别及涌水量预测

以宜保高速高家坪隧道为研究对象,重点剖析高家坪隧道工程区的地质条件,在此基础上,综合采用地下水示踪试验、地下水化学组分测试、降雨量与地下水动态长期观测等多种技术手段对高家坪隧道区域岩溶发育特征、岩溶隧道突涌水条件进行了分析和探索,查明了各岩溶水系统的边界及之间的水力联系,分析了岩溶系统与隧道的空间关系及其对隧道安全的影响,揭示了岩溶系统的水文响应特征,并采用分布式TOPMODEL流域水文模型模拟流域的流量过程,预测了隧道的正常和最大涌水量。结果表明:隧道ZK45+500~ZK46+900段涌水最大峰值流量可达3.56 m³/s,滞后降雨3 h,最大涌水量47 984.7 m³/d,与实测值吻合较好。本文工作可为我国岩溶地区类似隧道工程的突涌水灾害预防提供参考和指导。     

基于岩溶突涌水风险评价的隧道施工许可机制及其应用研究

 突水涌泥是岩溶隧道施工中的主要地质灾害之一,建立基于勘察、设计和施工3个阶段突水风险评价的隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。通过对我国近50 a岩溶隧道(洞)突涌水工程实例资料的系统收集与归类整理,分析隧道突涌水的孕险环境和致险因子,遴选出突涌水的典型影响因素作为模糊层次评估方法的影响因子,统计分析出各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系,采用综合赋权法确定评价指标的权重,建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型,进行隧道施工前勘察和设计2个阶段的突涌水风险预评价和施工中的动态评价。首先,据勘察资料对隧道突涌水的孕险环境进行初步评价,以确定隧道不同区段降低致险因子影响度的施工对策;然后,为检验其有效性,在设计阶段综合考虑孕险环境和致险因子进行突涌水风险的预评价;最后,在施工过程中,基于突涌水风险预评价结果的区段特征,全程动态追踪隧道揭露围岩的水文地质、力场和地球物理场等反馈信息,辨识隧道即将揭露区段突涌水风险的孕险环境和致险因子,进行突涌水风险等级的动态修正,并通过对不同风险等级区段的风险接受准则和风险控制对策的界定,实现隧道施工期突涌水风险的实时、准确和有效的风险管理,从而建立完善的基于隧道施工许可机制的施工安全风险控制体系。经三峡翻坝高速公路3条高风险岩溶隧道试运行证明,基于突涌水风险评价的施工许可机制在岩溶隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。     

天池隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施

针对天池隧道岩溶涌水突泥情况,结合工程地质情况分析了涌水突泥灾害形成原因,利用超前地质预报手段,根据涌水突泥灾害的监测分析和岩溶发育规模确定了相应的整治方案,介绍了相关应急和永久整治措施,积累了隧道施工经验。     

反坡排水技术在隧道涌水处理中的应用

鹰嘴岩隧道施工中揭穿竖直岩溶通道,发生突泥涌水,针对其特点,通过现场地质跟踪观察和对已有水文地质资料的综合分析计算,提出采取适当封堵、利用其静水压力反坡排水处理岩溶涌水的新技术,解决隧道涌水对施工影响,节约工程造价。     

隧道工程涌水量预测方法

隧道涌水量是富水位隧道以及海底隧道设计和施工的重要参数。施工前,结合工程经验给出的隧道涌水量预测的经验公式以及施工前和施工初期的水文和工程地质资料,计算隧道涌水量;隧道开挖后,利用已开挖部分所获取的涌水量数据,分析隧道的涌水量并对涌水量未来的发展趋势做出预测。     

高水压富水区隧道限排衬砌注浆圈合理参数研究

海底隧道深埋于海水以下,处于高水压富水区,隧道结构设计时需要考虑外水压力,如果采用"堵水限排"的防排水设计原则,能够以较小的排水量显著降低作用在衬砌上的外水压力,从而使隧道结构设计更加经济。注浆圈合理参数的确定是"堵水限排"的核心问题。基于穿越高水压富水岩溶区的圆梁山隧道工程,通过理论计算和分析,得到了注浆圈参数变化对隧道涌水量和衬砌外水压力的影响规律;提出了隧道排水率的概念,分析了隧道排水率与衬砌外水压力之间的关系。在此基础上提出了确定注浆圈合理参数的方法和程序,给出了圆梁山隧道注浆圈的合理参数值,并在现场得以应用,取得了理想的效果,注浆后实测隧道涌水量与理论计算值基本一致。研究结果表明:衬砌外水压力折减系数取决于隧道排水率,只有当隧道排水系统能够将渗透到衬砌背后的地下水全部排出时,衬砌外水压力才能完全消除;注浆圈的作用不是分担衬砌外水压力,而是通过封堵地下水降低隧道涌水量,从而以较小的排水量可显著降低甚至消除衬砌的外水压力。研究成果对类似高水压富水区以及海底隧道防排水设计具有一定的参考价值和借鉴作用。     

大秦线重载条件下隧道漏水病害整治方案研究

介绍了大秦线隧道漏水病害整治方案研究,通过利用天窗点对隧道漏水进行整治,从隧道漏水病害的介绍、堵漏材料的选择、施工方案的确定、施工过程、施工技术标准及措施出发,总结了一套适合大秦线重载运输下隧道漏水病害整治方案,对同类隧道病害治理工程具有一定指导意义。     

地下水对软土盾构隧道施工的影响规律分析

潜水和承压水是地铁软土区间盾构隧道施工过程中的主要危险源,为研究潜水水位变化和承压水水压变化对区间隧道施工的影响,采用FLAC3D软件,选用修正剑桥模型,对不同潜水水位和承压水头作用下盾构隧道的地表沉降、衬砌内力等进行分析。研究结果表明,当隧道洞身全部位于地下水中时:(1)潜水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约50%;盾构隧道最大地表沉降与潜水水位呈线性关系;(2)承压水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约10%,盾构隧道最大地表沉降与承压水头不成线性关系,随着承压水头的增大,地表最大沉降的增长速率越来越大;(3)潜水水位从-6.8 m变化到-2.8 m及承压水头从8 m变化到12 m的过程中,隧道衬砌管片弯矩和轴力随着潜水水位的升高或承压水头的增大而逐渐减小。     

岩溶隧道溶洞泄水机理及工程实例分析

宜万铁路马鹿箐隧道出口2006年1月21日遭遇"978高压富水充填溶洞"突水突泥,瞬间涌水量达30万m3/h。为此,在隧道进口设置长约4700 m的泄水洞,以泄出溶洞内高压水,保证隧道施工及运营安全。溶洞泄水经历了钻孔泄水、高位支洞泄水、泄水洞低位泄水、泄水洞接通溶洞后自泄水4个阶段,通过分析监测数据,总结各阶段泄水机理。钻孔泄水能起到一定的泄水降压作用,但易受堵塞影响,泄水能力有限。高位支洞泄水能达到高位泄水作用,但受坡度影响,一旦遇到溶洞,施工风险高,难以继续施工,从而影响泄水功能。泄水洞接通溶洞,受地表强降雨诱导,使溶洞内充填物突出,疏导溶洞管道,溶洞疏通后,满足排水要求,泄水峰值流量与地表降雨量成相应的响应关系。     

高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌开裂渗漏研究

 基于弹性损伤理论和等效连续介质渗流理论,提出一种可以在高压水工隧洞衬砌开裂后估算隧洞渗水量的方法。以不同水压力作用下钢筋混凝土衬砌的裂缝宽度变化作为考虑衬砌渗透性变化的主要因素,考虑衬砌裂缝与断层相交的情况和高压固结灌浆作用的影响,对水工隧洞充水、放空阶段的内外水渗漏做出相应探讨。将惠蓄高压隧洞的监测数据和数值模型计算结果进行对比得到,隧洞的渗水量与衬砌裂缝开度及洞周是否存在较显著的渗漏通道存在密切联系。在隧洞洞周没有或尚未形成显著渗漏通道的情况下充水或放空时,计算结果与实际监测结果吻合良好;在衬砌裂缝与断层连通的渗漏通道形成后,计算结果和监测结果则会存在一定的差距。研究结果可为水工隧洞充水期内水外渗和放空期外水内渗渗漏量计算提供一种有效的思路。     

浅析隧道渗水病害原因

隧道渗水病害是隧道的一种普遍病害,治理时需要考虑多方面原因,才能合理制定病害处治方案。结合两座隧道病害情况及隧道建设情况,通过隧道所在地的气候、地形、隧道设计、施工、渗水表现状况等进行分析,确定了隧道渗水原因,提出了对隧道渗水能从哪些方面出发寻找渗水原因,为渗水处治提供了尽可能全面的基础技术资料,让隧道渗水处治方案能经济合理有效。同时,提出了一些公路隧道建设管理和养护的建议供交流。     

海底隧道衬砌结构设计

 海底隧道围岩水通常具有稳定水位和充足补给,隧道结构受长期的水压力作用,衬砌计算中应首先确定水压力荷载大小,并综合考虑隧道涌水量的大小,由此对衬砌断面的拟定、衬砌类型的选择、衬砌结构安全性进行评价计算。正在建设的厦门翔安海底隧道衬砌结构设计时,通过不同防排水方式下衬砌背后水压力特征的模型试验表明,作用于全封闭衬砌上的水压力是不能折减的;根据陆域和海域不同地段预测全隧道涌水量,由于无法满足运营期间的排水,衬砌结构必须采用全封闭形式或限制排放形式;利用ANSYS有限元软件,根据外水压力大小与围岩压力组合下对不同的隧道衬砌断面进行对比分析计算,以得出结构受力最为经济合理的断面形式;并以此断面按荷载结构模式法进行全封闭衬砌结构计算。计算结果及建设的实际情况表明衬砌受力合理。     

上穿公路隧道偶然爆炸对下方供水隧洞影响研究

新建公路隧道从既有供水隧洞上方穿过,在空间上形成交叉隧道,上下隧道最小净距21.5 m,为评价上穿隧道偶然爆炸对下方供水隧洞稳定的影响,应用ANSYS/LS-DYNA对其进行了数值模拟研究。结果表明:当上穿公路隧道油罐车在运输过程中发生爆炸时,下方供水隧洞的拱顶、拱腰对爆炸冲击波的响应较大,最大振动速度约为10.1 cm/s,拱腰和拱底的振动速度分别为8.9 cm/s和3.9 cm/s,拱顶、拱腰部位的最大振动速度大于水工隧洞的安全质点振动速度;此时隧洞最大的动拉应力点位于拱顶,为1.01 MPa,加上隧洞衬砌静态应力(约1.0 MPa),超过了C25砼的抗拉强度设计值1.27 MPa,故油罐车偶然爆炸会造成供水隧洞结构的破坏,影响其稳定性,须采取一定的交通管制措施。     

某高速公路隧道出口端涌水对地表饮用水源的影响分析

保护饮用水源是隧道建设过程中必须重视的关键问题之一,若处理不当,易引起民众纠纷。本文以某在建高速公路隧道为例,在开展隧道涌水及地表水源点水质和水量动态监测的基础上,通过估算隧道排水的影响范围、分析隧道及水源点流量变化特征和开展隧道涌水来源识别工作,分析得出,隧道建设对水源点M1影响较小,对M2影响最为突出,与M3存在紧密联系,但有明显滞后,当其中之一出现流量增加或减少趋势后,另一者会在地下水系统动态调节并达到新的平衡后出现相反的变化趋势。上述结论可为科学评估隧道施工对饮用水源的影响和向隧道建设单位及有关部门解决因隧道施工而产生的水源纠纷提供科学决策依据。