锦屏二级水电站引水隧洞末端岩溶处理的实践研究

锦屏二级水电站引水隧洞为国内典型的高埋深、长大引水隧洞。电站位于青藏高原向四川盆地过渡的斜坡地带,区内碳酸盐类地层分布广泛,岩溶水文地质条件异常特殊且十分复杂。引水隧洞末端在施工过程中揭露多处厅堂式岩溶,并针对性采取了加强处理的措施。本文对该水电站一处岩溶处理的实施过程与重点关注问题进行研究,以期为类似工程提供借鉴。     

锦屏Ⅱ水电站辅助洞岩爆灾害评价及对策研究

锦屏Ⅱ水电站辅助洞是典型的深埋隧洞,高应力条件下的岩爆灾害一直是设计和施工阶段面临的主要问题之一。通过统计辅助洞开挖过程中岩爆的基本规律,结合地应力和典型岩层的室内岩石力学试验,采用不同的岩爆评价指标对辅助洞的岩爆危险性进行了评价分析。并针对辅助洞工程的实际情况,讨论了施工过程中岩爆防治的措施,提出相应的岩爆控制对策,为锦屏Ⅱ水电站正在施工的4条深埋长大引水隧洞中岩爆的预测和防治提供了重要的基础性数据和借鉴,并可为现场施工提供指导     

雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞关键技术问题研究

雅砻江锦屏大河弯,是中国著名的＂三大河弯＂之一,从上世纪60年代开始,锦屏大河弯的开发,已经进行了四十余年的研究.作为四川省境内装机规模最大的水电工程,锦屏二级水电站以其引水隧洞埋藏深、洞线长、洞径大、水文地质条件复杂、施工难度大而闻名于世,可以说是目前世界上规模最大、难度最大的水工隧洞工程.电站已经于2007年1月30日正式开工建设.     

复杂地质水文结构的隧洞外水压力研究

参照某隧洞工程实例数据,借助数理模拟方法,对复杂地质水文结构的越岭隧洞掘进中的隧外水压力课题开展专题研究,探讨复杂地质水文条件下越岭隧洞掘进中的外水压力分布及其数理状态,将隧洞外水压力的数值解法与轴对称解进行对比,验证了两者演变规律,揭示了水文地质构造对隧洞外水压力的控制作用,以期为同类隧洞安全开挖施工提供研究和技术参考。     

鲁布革电站引水隧洞的岩溶发育特征及其工程意义

本文就引水隧洞工程建设中的主要问题、地质雷达的应用和在施工中对岩溶洞穴、岩溶地下水的处理作了评述。      

基于快速应力释放的深埋隧洞岩爆防治对策研究

大型地下工程开挖中,高地应力环境下高储能脆性岩体通常会通过脆性破裂快速释放应变能而产生岩爆。岩爆作为常见的一类动力失稳地质灾害现象,极大地威胁着现场施工人员和设备的安全。作为雅砻江锦屏二级水电站的主要工程,千米级埋深的引水隧洞也面临高地应力下硬岩岩爆问题。针对锦屏二级引水隧洞岩爆的特点,提出采用快速应力释放的方法防治岩爆,并采用数值模拟的方法优选了倾斜辐射爆破孔方案。数值模拟结果表明：该方法能使岩体内的初始应力快速卸荷,同时使应力集中区向岩体深部转移。通过在锦屏二级引水隧洞工程中的试验与运用,采用声波测试法对实施快速应力释放方案的效果进行检验,验证了快速应力释放方法防治岩爆的有效性。研究成果为解决类似工程岩爆防治问题提供了理论依据和借鉴。     

天生桥二级水电站灌浆质量物探评价方法及效果分析

天生桥二级水电站由于引水隧洞较长,穿越地层、岩溶,地质构造十分复杂,因此,对不良地质洞段除采取加强衬砌、桩基础等设计处理方案外,还对围岩实施高压固结灌浆处理,以加固围岩稳定.灌浆质量采用压水试验和综合物探手段检测..笔者就引水发电隧洞特殊洞段物探检测工作独特的设计思路、资料处理方法和对灌浆效果的评价方法及结果进行了介绍.     

锦屏二级水电站引水隧洞区域三维初始地应力场反演回归分析

本文采用三维有限元法对锦屏二级水电站引水隧洞区域的三维初始地应力场进行了反演回归分析,实测点处地应力计算值与实测值吻合较好,表明经过回归得到的地应力场是合理的,可为隧洞设计、稳定性分析和确定合理的施工方案提供基础性资料和科学依据。     

深埋硬岩长隧洞高压地下水控制技术研究

正深埋特长隧洞是指埋深超过400m、长度10km以上的隧洞。随着我国水利水电工程的发展,深埋长隧洞大量出现,单洞长度已由20世纪80年代的10余km发展到现在的80余km。隧洞工程地质条件日趋复杂,不良工程地质问题已成为工程的重要制约因素。因此,勘察、认识与评价这些问题以及采取正确的工程对策十分重要。本文以四川锦屏二级水电站引水隧洞为工程背景,基于引水隧洞埋深大、水压大、涌水多、处理难度大等特点,提     

山西省万家寨引黄入晋工程总干线环境水文地质问题

山西省万家寨引黄工程是解决山西能源基地及省会太原市供水短缺的战略性工程,总干线引水工程主要建筑物为引水隧洞,总长42.1km。该区为黄土覆盖的岩溶高原地区,地表严重缺水,生态环境脆弱。隧洞工程主要是在天桥泉域区域岩溶地下水的包气带通过,虽然对区域岩溶水文地质环境影响不大,但对浅层岩溶水文地质环境有一定影响,表现为对岩溶区各种上层滞水及浅层地下水产生疏干作用,从而对岩溶高原区的农村生活用水及生态环境产生影响。本文探讨隧洞工程对浅层水文地质环境的影响的形势并提出了治理措施。      

广东省某隧道区岩溶塌陷危险性评价

岩溶塌陷的产生会严重影响隧道的安全施工及运营,而隧道的开挖又加剧了岩溶塌陷发生的可能性,并使其发生机制变的更加复杂。本文选择隧道埋深、隧道涌水量及距离隧道的远近3个因素来衡量隧道开挖对岩溶塌陷的影响。并以长基岭隧道为例,运用模糊数学理论结合层次分析法,选择了包括隧道埋深、涌水量等在内的14个因素,建立研究区岩溶塌陷模糊综合评判模型,并通过程序与GIS集成实现了研究区岩溶塌陷危险性分区。评价结果对岩溶地区隧道的施工及运营提供依据。     

峨汉高速庙子坪隧道岩溶发育特征及工程效应分析

以峨汉(峨眉山市—雅安市汉源县)高速庙子坪隧道为研究对象,首先通过对隧址区地质调查、示踪试验及统计现场揭露的溶洞数量,厘清隧址区岩溶发育特征并分析其控制因素,再通过整理分析现场监测数据探究岩溶发育对工程的影响。结果表明:隧址区岩溶在多溶控因素的耦合作用下表现出显著的不均性、集中性、方向性、连通性的特征。其中岩层岩性、地形地貌、水文地质、地质构造主要使得岩溶发育具有不均性和集中性;水文地质与地形地貌主要控制着岩溶发育方向和岩溶是否连通;气候则更进一步促进岩溶发育。隧址区岩溶发育的工程影响主要表现为隧道稳定性影响和隧道涌水,其中岩溶规模及尺寸对隧道稳定性有一定影响,但影响范围相对有限;而涌水使得隧道长期积水,在雨季时甚至使得人员、机械等被淹或冲毁,对隧道安全、进度、经济等造成严重影响。研究结论可为峨汉高速沿线隧道及其他类似工程的设计、施工、岩溶灾害防治等提供参考。     

岩溶隧道涌水量综合预测——以朱家岩岩溶隧道为例

长期以来岩溶隧道涌水问题是国内外隧道施工中的重大难题,往往对工程造成极大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合多年的经验,提出"岩溶隧道涌水量综合预测四步建模法"。运用地球系统科学的理论与方法,辅之系统论原理和类比方法,从多种地质调查与监测手段入手,在分析确定岩溶地下水系统结构特征(特别是地下岩溶含水介质类型)与其内水流运动关系的基础上,采用流量衰减分析法、物理模拟和BP神经网络模型三者相结合的方法,对岩溶隧道涌水量进行综合预测研究。     

地下水多元示踪试验在岩溶隧道水害预测中的应用——以张吉怀高铁兰花隧道为例

以张家界—吉首—怀化高速铁路兰花隧道为例,在岩溶水文地质调查基础上结合地下水多元示踪技术,查明了兰花隧道隧址区各岩溶地下水系统以及地下暗河管道的空间展布。结果表明:（1）兰花隧道及其附近区域全部为寒武系碳酸盐岩裸露区,以峰丛洼地为主,地表和地下岩溶极为发育;（2）兰花隧道隧址及其附近区域共发育有呆业洞和兰花洞两个独立的地下暗河系统,其中Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号三个岩溶水系统属于兰花洞地下暗河系统的子系统;Ⅳ号岩溶水系统属于呆业洞地下暗河系统;（3）Ⅳ号岩溶地下水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对隧道突涌水构成威胁;（4）兰花洞地下暗河系统以中部兰花洞暗河天窗为界分为上游和下游两段,上游段Ⅰ号和Ⅱ号岩溶水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对兰花隧道突涌水构成威胁;下游段Ⅲ号岩溶水系统在平面上与兰花隧道相交（交点里程为DK60+100）,可能存在隧道突涌水风险;（5）依据高分辨率降雨-水文动态监测数据,采用降雨入渗系数法预测在极端暴雨情况下兰花隧道揭露Ⅲ号岩溶管道的最大涌水量为7.08×104 m3?d-1。      

特长隧道岩溶涌水量预测方法分析

由于岩溶区隧道穿越空间的复杂性、多变性和特殊性,加之地区差异性和水文循环系统的不确定性,各类预测方法均存在其自身的缺点,致使涌水量预测与实际存在一定差异。从水文机理和岩溶水的运动特征出发,结合岩溶区快速补给与慢速补给的差异与特征,采用水均衡法、地下水径流模数法和隧道涌水专家评判系统3种方法,对金奎地特长隧道岩溶涌水进行预测分析。结果显示,水均衡法计算结果值最大,径流模数法计算结果值最小,专家评判系统计算结果值在二者之间。经验证,专家评判系统更为精确,该方法强调次降雨对隧道岩溶涌水的作用,提高了隧道岩溶涌水量预测的精度。      

岩溶地区地下水位变动带隧道涌水问题的思考

通过鸡冠山隧道涌水实例及广泛收集岩溶地区隧道涌水案例,总结出岩溶地区隧道季节变动带涌水具有反应时间快、水量大、泥沙重的特点,并综合分析地下水季节变动带隧道的水文地质特征,将其划分为一般山岭隧道及向斜构造地下水位变动带两种类型,且对两种类型涌水机理进行了阐述。岩溶地区隧道前期勘察应重点划分隧道岩溶地下水系统及地下水动力分带,查明岩溶发育特征与规律;施工期和运行期应结合岩溶揭露情况和涌水情况开展针对性的补充勘察,做好降雨、涌水过程和涌水压力监测,判断和预测最大外水压力和涌水量。针对涌水问题,提出封堵和排泄两种处理思路:施工开挖揭露的岩溶现象不可盲目封堵,需尽可能维持原通道的通畅,针对可能涌水的隧道衬砌设计不可仅考虑围岩结构,应充分考虑外水压力,做好围岩固结灌浆;常规隧道“环形排水系统+中心沟”排水系统可靠性差,针对大流量涌水,多采用泄水洞排水。      

Influence of rock mass properties on tunnel inflow using hydromechanical numerical study

One of the primary geotechnical problems encountered during tunnel construction involves the inflow of groundwater into the tunnel. Heavy inflows make tunnel construction difficult and result in higher costs and delays in construction period. Therefore, it is essential to estimate the volume and rate of water inflow that is likely to appear in the tunnel. In this research, water inflow to the tunnel was calculated using numerical hydromechanical analysis. Effect of rock mass properties including fracture characteristics (normal and shear stiffness, hydraulic aperture, dilation angle, and fracture nonlinear behavior) on inflow was studied using a two-dimensional distinct element method. Results show that fracture properties play important role in inflow to the tunnel and must be considered in prediction of inflow to the tunnel. Based on numerical analysis results, inflow of groundwater into the tunnel increases with the increasing of normal and shear stiffness, dilation angle, and hydraulic aperture of rock mass fractures. The measured inflow with considering nonlinear fracture behavior was more than the calculated inflow with linear constitutive behavior.     

实例分析隧道建设对岩溶水的影响

贵州省是岩溶地貌发育的地区,在进行铁路建设时经常遇到隧道工程与地下岩溶水系统相互干扰的问题,文章以磨雄隧道和银山隧道为例,借助大地电磁解译和MIDAS-GTS程序计算,阐述岩溶地下水系统与隧道建设的不和谐关系。磨雄隧道施工后,居民饮泉点干涸,水位未按预期设计恢复,造成原本饮水紧缺的山区雪上加霜;银山隧道施工中遭遇罕遇暴雨,竖直侧墙被突增岩溶水压爆,侧墙破坏长度达20 m,中断列车通行超过24 h。因此建议贵州地区隧道建设的前期选线时,要查清岩溶地下水系统边界,尽量避让岩溶强烈发育地段,设计期应充分考虑岩溶水可能造成的危害,施工期对所遇岩溶水通道宜通不宜堵。      

特长隧道高压大流量突涌水治理施工和技术探讨

结合工程实例,介绍了长大隧道施工中高压大流量突涌水治理所采用的超前地质预报、突涌水的预防及帷幕注浆封堵等主要施工技术。并对岩溶发育富含水地区隧道工程的施工进行了分析和探讨,并提出了可行性施工方案。     

某铁路隧道隧址区水文地质条件分析与洞身涌水量预算

通过详细分析隧道址区水文地质资料,认为石炭系灰岩、三叠系中统河湾组白云质灰岩和上统大水塘组下段安山玄武岩为强含水层组,大量的岩溶发育于石炭系灰岩和三叠系中统河湾组白云质灰岩中。以井水断层及太元背斜为界,将研究区分为太元背斜和街子坡复式向斜2个水文地质单元,并对各单元中水量、水质与地下水的补给、径流及排泄条件等进行了说明。采取并测试了13组地下水同位素样品,结果发现,区内地下水均来源于大气降水。应用地下水动力学和降水系数法对隧道洞身的涌水量进行了预测,推断隧道的正常涌水量为56 880m3/d,最大涌水量为68 300m3/d。为防止隧道塌方,提出了"短进尺、快循环、弱爆破、少扰动、紧封闭、超前注浆"的施工方法,并要求在施工中做好超前地质预测工作。