断层破碎带内隧道施工围岩稳定性分析

西藏自治区拉萨-林芝高等级公路松多隧道穿越松多F1主断裂和F2断层破碎带,是拉林公路的控制性工程之一。受断裂破碎带影响,隧道围岩较为破碎,隧道涌水量较大,施工及运营过程中容易发生隧道塌方、突水、突泥等地质灾害。基于该地区详细地质勘察资料,利用数值仿真模拟了松多隧道在开挖以及连续降雨情况下的隧道围岩变形破碎过程。研究结果表明:隧道开挖过程中硐腰处易发生垮塌事故,进而影响到整个隧道稳定性;连续降雨情况下导致破碎带岩土力学性质软化,从而进一步降低隧道安全。建议松多隧道在设计阶段加强地质勘察,施工过程进行地质超前预报与现场监测,确保施工安全。     

深埋岩溶隧道掌子面突水灾害可靠性上限分析∗

旨在研究高地应力、高压富水条件下深埋岩溶隧道掌子面突水灾害的可靠性问题。基于已有研究成果,考虑高地应力以及高压富水地质条件,采用极限分析上限法构建了以剪切破坏为主的深埋岩溶隧道掌子面三维防突机制。根据虚功率原理建立突水破坏过程中的能量方程,利用Hoek-Brown 强度准则求解了高地应力以及高压富水条件下防止掌子面突水所需要的支护力上限解。在极限破坏状态下,根据掌子面上施加的支护力与突水破坏时的围岩压力构建极限状态方程,建立了深埋岩溶隧道掌子面防突可靠度模型,并采用响应面法计算了掌子面发生突水灾害的失效概率。分析了水平地应力、溶腔水压力、岩体强度参数以及隧道洞径对支护力、潜在破坏长度的影响规律,给出了满足不同容许失效概率下深埋岩溶隧道预防突水灾害所需要的最小支护力以及在有限支护效应下能抵抗的最大破坏长度。将研究成果应用于实际工程案例中,与已有研究、现场结果相比较,验证了本文计算结果的有效性,可为今后类似深埋岩溶隧道的防突问题提供理论指导和参考。     

隧道突水突泥灾害的模糊预测和控制措施

为了预测突水突泥灾害发生的可能性和规模,针对隧道施工中突水突泥灾害的影响因素较多,且各因素相互关联,具有很强的模糊性,提出了利用模糊综合评判方法来评判隧道的突水突泥风险,实例证明其结果与实际情况具有较好的一致性。并针对隧道的突水突泥灾害提出了有针对性的控制措施。这对于制定合理的超前地质预报措施、拟定有效的防灾方案、保障隧道安全施工,均有非常重要的意义。     

岩溶地区双连拱隧道超前地质预报及施工技术研究

岩溶地区修建双连拱隧道难度较大,岩溶探测、支护方式选择等成为施工的关键问题。依托广西宜河高速公路某连拱隧道,根据围岩等级分别制定Ⅲ级、Ⅴ级围岩施工和支护方案,施工期间采用超前地质雷达探测隧道掌子面前方未开挖岩体,通过分析雷达反射波波形图,预测隧道中导洞存在4处溶洞,隧道开挖过程中揭露了3处溶洞,与地质雷达探测结果基本一致,证明了超前地质雷达的可靠性和重要性。针对溶洞地段采用Ⅴ级岩体支护方案,即采用套拱进行溶腔的加固处理,监测数据显示其变形基本值为0,表明该加固处理方法的可靠性。     

岩溶隧道突涌水预警体系的建立

为加强岩溶隧道突涌水预警的准确性,基于理论分析方法及岩溶隧道实际特点,提出溶洞侵入及未侵入隧道两类情况下的岩溶隧道突涌水预警体系的建立方法.通过理论分析,确定了突涌水的主要影响因素及其发生过程中变化显著的监测项目.选择溶洞特质、水的变化、岩盘破损程度、节理裂隙形态为预警体系的主要评价指标.根据溶洞与隧道相对位置关系,建...     

富水破碎带岩溶隧道突水模型试验研究

为研究富水破碎带岩溶隧道突水特点以及水力学参数对水压的敏感性。利用自主研发的突水模型试验系统,开展了一系列不同水压下的室内突水模型试验,分析讨论了富水破碎带突水过程的突水速率、渗透率以及颗粒质量流速的变化规律,进而揭示突水致灾机理。研究表明:突水过程一般可分为3个阶段,突水速率与渗透率在这3个阶段中的变化规律具有同步性;突水过程中前2个阶段所需时间和最大突水速率与水压大小密切相关;颗粒质量速率与渗透率对水压大小极为敏感,水压越高,颗粒质量流速增长越快,达到最大质量流速所用时间越少,同时,在稳定阶段的破碎带渗透率亦会随着水压的增大而增大;富水破碎带岩溶隧道突水是一个复杂的非线性动力过程,它是由外部因素和内部因素共同作用而导致的。     

可拓理论在大跨径隧道塌方风险评估中的应用

基于可拓学理论,利用关联函数法确定指标权重,建立了大跨径隧道塌方风险评估模型,并构建了相应的指标体系和评估标准。避免了传统的风险评估方法在确定权重过程中由于主观因素产生的评估误差,提高了运用可拓理论进行大跨径隧道塌方风险评估的准确性和可靠性。成功地运用该方法对石人子沟隧道进行了风险评估实践和施工指导,避免了隧道塌方灾害的发生。根据现场监控测量信息反馈,证明该方法对大跨径隧道塌方风险的评估是可靠的。所建模型可为规避大跨径隧道施工过程中的塌方风险作出超前预报提供参考。     

基于范例推理的浏阳河隧道风化槽段坍方风险评估

坍方是隧道常见的突发性风险事件.在对已有坍方隧道实例的原因进行了统计分析,并对主要原因进行了力学解释后,进一步应用范例推理方法评估了浏阳河隧道风化槽地段的坍方风险.结果表明:隧道坍方的主要诱因是围岩破碎和降雨,这与断层破碎带处的围岩力学性能差、降水弱化围岩力学性和降低围岩有效应力等有关.浏阳河隧道风化槽地段的范例推理的坍方和梁家山隧道相近,风险为很有可能发生坍方,建议该地段施工中应注重监测信息的反馈并做好超前地质预报.     

高精度地质雷达在隧道地质灾害治理中的应用

公路隧道穿越复杂地质条件的山体时，经常会遇到断层、暗河、岩性软弱带等不良地质体，极易造成塌方、突水、突泥、岩暴等突发性地质灾害，不仅妨碍了隧道的正常施工，还可能延误工期，造成经济损失甚至人员伤亡。因此，如何采取有效的工程措施和合理的技术手段对这类地质灾害进行处理与评估，已成为目前隧道施工中迫切需要解决的技术问题。以常德一吉首高速公路度龙田隧道ZK207＋330～255坍塌地质灾害整治为例，在综合分析隧道工程地质条件和坍塌灾害治理情况的基础上，详细探讨了高精度地质雷达在公路隧道坍塌灾害整治效果检测中的应用。采用高精度地质雷达，可以准确查清塌方处理中注浆饱满度的情况，检查塌腔内是否仍存在危害隧道安全的空洞；同时，对塌方地段加密的钢拱架数量与间距也可进行准确的检测与评价。工程实践表明：结合工程地质调查和现场施工记录，高精度地质雷达可以快速、准确、无损地检测隧道地质灾害的治理效果和整治质量，这对于评价整治效果、减少工程隐患、确保工程质量都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

隧道地质灾害预报方法

隧道地质灾害主要有塌方、涌水、岩爆、膨胀岩等。进行隧道地质灾害预报的主要方法是：a.分析地质条件，预报隧道开控过程中可能遇到的地质灾害的类型；b.预报不良地质构造在隧道的分布位置；c。预报地质灾害的产生。本文主要讨论上述三个方面的问题。     

老山隧道的防水重点和薄弱环节及工程对策

隧道渗水是隧道开挖过程中普遍面临的问题。老山隧道位于碳酸盐岩山区,该地区水文地质条件复杂、生态环境脆弱敏感,确定防治水的重点及对策是工程中面临的重要课题。本文结合老山隧道工程,在地质调查、隧道涌水观测与防治水现场试验的基础上,对老山地区的水文地质及地下水循环特征,特别是断裂控水规律作了深入研究,提出了碳酸盐岩地层富水性断裂的工程分类与防控对策;分析了结构防水的薄弱环节之成因,并提出了相应的工程对策。     

风险评估在神木一号风积沙隧道中的应用研究

基于层次分析法、专家调查法和模糊评价法,对风积沙隧道塌方风险源因素进行识别,提出了工程地质因素、水文地质因素和施工设计因素三大类风险源。分析了各类风险源下具体风险因素的权重以及评价集,结合神木一号风积沙隧道的具体特点,对其塌方风险进行了评价。研究表明:影响风积沙隧道塌方风险的主要因素是施工设计因素,而施工设计因素中,超前支护类型这一二级风险因素又是风积沙隧道塌方与否的决定性条件。     

综合探测技术在公路隧道泥涌灾害治理中的应用

以常吉高速公路小劈流隧道泥涌灾害为例,在综合分析隧道的工程地质情况和泥涌灾害特点基础上,详细探讨了综合探测技术在泥涌灾害治理灾害发生后的探测不良地质灾害超前探测、以及灾害治理后效果检测与评估中的应用。采用TSP 203系统探测的结果与在灾害发生后的地表塌陷处和地面开裂处充电探测结果具有良好的一致性,进而可以准确的圈定泥涌灾害的规模与成因;在该类隧道不良地质体的超前探测中,结合工程地质资料,TSP 203可以较为准确的探测掌子面前方的破碎带、断层、软弱夹层;同时,采用地质雷达方法可以对泥涌灾害处理后的效果进行监测与评价。工程实践表明,综合探测技术手段对于探测不良地质灾害体,指导泥涌灾害预报,检测与评价地质灾害工程处置效果,以及指导隧道施工都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

模糊聚类在不良地质洞段红外探水中的应用

在玉昆铁路柿花树隧道不良地质发育的洞段进行红外探水工作期间,常用的分析方法有时无法预判掌子面前方是否存在隐伏水体或含水构造。为了提高红外探水短距离预报的准确率,用模糊聚类法将掌子面测点场强的数据分类,根据开挖传递的地质信息,研究模糊聚类结果的变化规律、突水风险与岩体破碎程度之间的关系。实践证明,模糊聚类法和常用分析方法的结合,使红外探水取得了较好的预判效果。     

广东的地质灾害与地质环境

在自然环境和人为因素影响下，广东的地质灾害种类主要有地震、滑坡、崩塌、水土流失、岩溶塌陷、坑道突水、软土变形、地面沉降、地裂缝、水库诱发地震、河港淤积、地方性氟中毒等。根据地理分带性、区域地壳运动、岩土特征、地质灾害组合类型及发育程度，将全省地质环境划分为三个区、七个亚区，对灾害发展趋势进行预测，并提出了防灾减灾对策。     

冻土隧道超前支护适应性及施工控制技术

为明确冻土隧道超前支护适应性,主要进行了冻土段超前小导管和管棚的加固效果研究。结果表明:超前管棚和超前小导管应用于高温多年冻土段时,热扰动产生融化圈,在注浆加固范围以外形成热融弱化区,影响其加固效果。根据融化圈的影响深度,双层超前小导管对围岩温度场的扰动是管棚的3～4.5倍。管棚施工中,采用自进式跟管钻进工艺,可有效防止热融塌孔,显著提高孔效率。     

红石岩隧道可燃气地质特征及防灾措施

针对大别山地区红石岩隧道在新元古代二长片麻岩层掘进过程中，多次发生爆破引起可燃气涌出和燃烧的现象，为预防可燃气喷出或爆炸事故，将天然气地质学的基本原理和分析方法应用于工程地质领域。在阐明该地区地质条件和可燃气特征的基础上，揭示了断层及节理密集带构成的岩石破碎带是游离态可燃气的储集场所、破碎带及其附近岩石的片麻理为吸附态可燃气提供了赋存空间；进而论述了破碎带外侧的致密岩石以及充填、覆盖破碎带的第四系含水粉质粘土层构成了可燃气的封闭因素；根据该地区无沉积岩系存在和可燃气中CO的含量较高的事实，认为可燃气具有深源无机成因的属性，并结合地质构造的发育特征对其成因机理进行了探讨；最后，提出在施工过程中应坚持对可燃气跟踪检测，加强通风，并对施工前方岩石破碎带进行预测研究，在接近破碎带的掘进面打深孔，对可能存在的可燃气实施提前探测、抽放等有效措施，以防止诱发地质灾害。     

临沂市的岩溶塌陷灾害及防治对策

1995年前后，山东省临沂地区郊棉纺织厂等单位相继出现地面塌陷现象，同时穿过市区一条河流的水田桥附近河水下漏。在初步断定 这些现象由岩溶塌陷引起的前提下，采用了浅层地震勘探、地质雷达探测等技术，有选择地对临沂市西郊五个重点企业进行了岩溶调查。结果表明，在临沂市郊的浅层地表普遍发育着岩溶。岩溶的类型多样，岩溶的主要特征是埋深层，空间尺度小，密度大，从地下水抽取试验看，岩溶贯通性好。针对岩溶自身的特征以及临沂市的水文地质条件和环境，提出了减少或避免塌陷灾害的对策。主要是场地稳定性分析和评价，控制抽取岩溶水以及混凝土泥浆灌注，铺设桁架和清、爆、挖、填处理或者回避等。     

矿井突水预测的多源信息方法应用研究

在对国内外近年应用地理信息系统（GIS）解决地质学问题进行简要评述的基础上，通过实例阐述了借助于GIS技术，采用多源信息方法进行煤矿区突水预测的方法与步骤及预测结果。并展望了该方法在矿井突水预测中的应用前景。     

基于PRA方法的上软下硬地层隧道施工风险评估研究

针对目前遇到上软下硬地层隧道施工期间安全风险研究中存在的问题,综合考虑上部软弱地层拱部开挖安全风险、下部较硬地层采用爆破施工安全风险,以及其相互影响、风险事件发生概率不一致等因素,采用PRA方法进行了上软下硬地层隧道施工安全风险评估。并以金台铁路五峰山隧道工程建设为依托,基于PRA理论对上软下硬隧道洞身开挖进行风险辨识、分析及评价。案例分析结果表明,PRA方法可实现对隧道施工过程中风险进行有效评估,研究可作为同类工程项目风险管理重要的参考依据。