铁路隧道古油气藏专项勘察——以唐家寨隧道为例

以往的隧道施工过程中,时常发生煤系瓦斯影响施工的现象,唐家寨隧道施工过程中,揭露的不是煤系,而是栖霞组古油气藏,检测到瓦斯(气苗),并出现不明液体(油苗)燃烧现象,实属罕见,如何对铁路隧道古油气藏进行专项勘察,是一个全新的工程难题。应用了有机地球化学的工作方法,结果表明涌出瓦斯(气苗)主要有害组分为甲烷,不明燃烧液体(油苗)为轻质原油,危害隧道安全施工;该隧道为高瓦斯隧道,瓦斯地段等级为三级;油气来源于栖霞组(P_1q),推测瓦斯工区最大分布范围为栖霞组(P_1q)分布段。     

下穿填埋场隧道综合超前预报与防控措施研究

深圳坂银通道鸡公山隧道的设计路线下穿了深圳下坪固体废弃物填埋场,由于钻孔分析等前期地质勘察无法在该区域开展,下穿填埋场隧道区段施工存在地质状况不明、填埋场渗滤液及填埋气泄露等风险,现有隧道施工超前预报体系不适用于隧道下穿填埋场引发环境灾害问题。针对该难题,本文基于地震预报法(TGP)、瞬变电磁法(TEM)、超前钻孔、取样化学分析等多种方法,构建了隧道下穿填埋场施工超前地质预报体系,并对下穿填埋场隧道区段的围岩质量和渗滤液、填埋气渗漏情况进行了探测与综合分析。结果表明:(1)综合超前预报方法能够提高隧道前方围岩级别判定准确性;(2)填埋场下方存在联通至隧道施工区域的潜在渗滤液渗流通道,但尚未有渗滤液下渗情况发生,隧道开挖过程也无有毒有害气体逸出;(3)针对渗滤液渗漏风险隧道区段,采取全包防水和提升防渗材料等级等方式,可有效保障隧道施工与运营安全。本文研究成果可为隧道穿越环境风险区域施工的超前预报工作提供参考借鉴。     

跃龙门隧道大变形整治阶段高瓦斯环境下通风技术研究

引言 在"一带一路"倡议的推动下,我国铁路建设进入了高速、全面发展的阶段.铁路隧道工程也随着工程技术的发展,逐渐趋于特长型隧道建设.在隧道施工中,施工通风虽然不是主打专业,但是其重要性不言而喻,是影响特长隧道能否修建的重要因素之一,通常决定着隧道施工的独头长度和辅助坑道的设置.大量工程实践表明,穿越煤系及非煤系的特长高...     

压入式通风掘进面有害气体浓度扩散数值模拟

采用大型有限元软件ADINA的CFD模块,对压入式通风条件下掘进隧道的有害气体浓度扩散进行了三维空间数值模拟,得到了隧道内的风流结构分布,即在工作面附近存在涡流,涡流中心有害气体浓度最高。结果表明,涡流对扩散有明显的滞留作用。与理论分析相结合,得到了有害气体浓度随通风时间的变化规律,为实现隧道掘进面有效通风提供了理论基 础。     

高瓦斯隧道穿越煤系地层段TSP法超前探测

地震波反射法(TSP法)因兼具探测距离远和分辨率高的特点,在隧道超前地质预报中得到广泛应用。但是一直以来TSP法在高瓦斯隧道煤系地层段的应用相对较少,处于被弱化的位置。这里首先分析了影响TSP法在煤系地层段实施的因素,然后提出相应的对策提高TSP法在煤系地层实施的高效性,最后结合同一高瓦斯工区的两个典型案例,对比分析地震波波速、泊松比和弹性模量等物理力学参数的变化规律,探讨地震波相关参数异常和煤层分布范围的对应关系。结果表明,地震波低速异常区和高泊松比特征可判释厚煤层的大致分布范围,TSP法对煤层的有效探测,能为超前钻孔验证提供重点靶区,对隧道施工掘进创造有利条件。     

新建川藏铁路某长大深埋隧道工程主要地质问题分析

新建川藏铁路某长大深埋隧道,工程地质条件复杂,围岩分级,岩爆,大变形,涌突水,瓦斯,地温等主要工程地质问题对铁路选线及施工潜在影响极大。通过对某隧道隧址区地形地貌、地层岩性、地质构造等进行调查,简要分析了该深埋隧道工程主要地质问题围岩失稳、大变形、岩爆、涌突水、可溶岩、瓦斯及有害气体等(杨小军,2017)。针对该工程地质问题进行了简要分析评价。     

采动下卧煤层对深埋隧道结构稳定性的影响

通过3D有限元数值模拟,在分析某深埋隧道煤系地层隧道开挖、初期支护和二次支护动态施工过程的基础上,重点分析了下卧煤层(倾角 =35°,厚度h=2.8 m)按全陷落法分段开采后隧道支护结构的位移、应力特征,得到了下卧煤层经济安全的禁采深度。为复杂地质条件下煤系地层隧道建设和合理开采矿产资源提供了科学依据。     

岩溶隧道断层面突水灾害的力学机制

为防止岩溶隧道因顶部岩盘发生力学破坏而发生突水突泥灾害,以宜万线五爪观隧道为工程背景,对隧道-岩溶系统进行抽象概化,分析了断层构造突水机理及隧道穿越断层段引发的主要突水模式,进而研究岩溶隧道顶部岩盘力学破坏机制,得到了如下结论:(1)建立了溶腔位于隧道顶部条件下压性断层与张性断层突水力学模型;(2)推导了岩溶隧道断层段岩盘最小安全厚度计算公式;(3)应根据溶腔水压力的变化选择按抗弯强度或抗剪强度计算岩盘最小安全厚度;(4)结合工程实例验证了此岩盘最小安全厚度计算方法的合理性。研究对断层段岩溶隧道的设计和施工提供一定的参考。     

武隆隧道岩溶地质超前预报综合技术

武隆隧道全长9418m,为渝怀铁路第二长大隧道。该隧道的施工地质条件非常复杂,存在浅埋段、断层破碎带、岩溶暗河、非煤系地层瓦斯和岩爆等不良地质现象。其中,岩溶、暗河以及岩溶涌水是本隧道施工的最主要地质问题。根据岩溶垂直分带结果,武隆隧道处于混流带中,特别是多在季节变动带与水平迳流带之间。自隧道开挖揭露以来,多次发生大型、特大型岩溶涌水灾害。作者根据武隆隧道施工的特点,以地质法为基础,以HSP声波反射法为主要手段,结合TSP203系统和钻探等的超前预报综合技术,进行岩溶地质超前预报。实践证明,武隆隧道综合地质预报技术的应用是基本成功的,值得在同类隧道施工地质预报中借鉴。     

煤层瓦斯隧道中开展TSP探测工作的研究与探索

为了提高TSP探测在煤层瓦斯隧道中的预报准确率,从数据采集和数据分析两个方面进行研究,结合成贵铁路高瓦斯隧道TSP探测实例进行探讨。在数据采集方面,采用新型的断路触发器(WBT)解决煤矿许用毫秒延期电雷管的延时问题,并对WBT在使用过程中存在的问题进行了汇总和讨论。同时通过优化炮孔成孔率、选择合理的炮孔封堵措施、改变打孔和装填炸药的常规工序来改善煤层段易塌孔的情况。在数据分析方面,对数据设置参数进行经验性修改;带通滤波在不同硬度的地层截取恰当的频谱;初值拾取应接近煤系地层中对应的波速;拾取处理强制校直为线性,横纵波速比以1.73位基础进行比较选择。实践表明,这些措施和方法能有效地提高煤系地层中TSP数据采集和分析的质量,为类似的煤层瓦斯隧道开展TSP探测工作提出了总结与建议。     

深埋长隧道有害气体的预测与防治

深埋长隧道延伸长、埋深大、地质条件复杂，工程建设中常会遇到一系列的地质灾害问题。有害气体为深埋长隧道主要的地质灾害之一，论文在现场调查及搜集国内外文献资料的基础上，对深埋长大隧道有害气体灾害的预测及防治对策进行了探讨。这对指导工程实践具有较大的现实意义。     

地质条件对隧道工程影响分析

通过采用浅层地震弹性波速度分析、孔内波速测试、钻孔数字测井和井下电视摄像，钻探工程以及钻孔围岩物理力学测试数据等方法，对隧道工程作了简要的概括。着重对隧道区特殊地质条件(地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、水文地质条件、围岩物理力学指标及类别)进行了综合分析及合理划分，将大同煤田侏罗系含煤地层对隧道区产生的严重影响论述如下：①煤层采空区、开采面积、开采深度、煤柱比例、顶板垮落、地质构造、冒落带、裂隙所引起的地层稳定性。②褶皱带、断层、片麻岩风化带、节理、裂缝、岩石质量低等所引起的地层稳定性做了详细的、科学的论证与评价。最后对隧道区各段施工中出现的问题和采取的措施提出了建设性的建议如下：①对煤层冒落带或裂隙带应采取有效治理和防范措施。②对基岩风化带、岩体破碎应采取围岩加固措施。③对褶皱造成岩体破坏和破碎应采用导管注浆锚固等措施加固围岩。④对处于煤层火区内，隧道施工中会受到高温有害气体的危害，应进行钻孔帷幕灌注，密闭火区。⑤对煤层采空区瓦斯气体有可能沿裂隙、裂缝转移或富集应加强监测与防范。⑥对塌陷裂缝应进行分段支护。⑦对地表裂缝应进行灌浆或充填处理等。     

管幕预筑隧道地表沉降分析

沈阳地铁2号线某暗挖车站是国内首个采用管幕预筑法施工的地下工程,对该工法施工引起的地面沉降进行了监测,并建立了修正的Peck模型对沉降进行预测,结果表明：(1)管幕预筑隧道施工引起的地表沉降预测值与实测值基本吻合;(2)管幕预筑浅埋大断面隧道施工地表沉降表现为整体下沉特点,沉降值与地下结构基础的沉降值基本相等,控制管幕预筑隧道结构的墙脚下沉可以有效控制地表的沉降;(3)管幕预筑法隧道施工预先施作的地下永久结构对隧道围岩的约束作用明显,砂土地层中地层损失率为0.000 5%～0.002 0%,沉降槽宽度系数为0.5;(4)管幕预筑法建造地下空间,引起的地表沉降较常规施工方法小得多,环境效益和社会效益明显,该施工方法适用于修筑中心城区软土地层中地下交通枢纽工程及下穿交通干线的隧道工程,值得进一步研究和推广     

TBM掘进技术的发展应用及相关工程地质问题探讨

阐述了TBM(隧道掘进机)半个世纪以来的发展及其在国内外隧道建设中的应用，指出优先采用TBM掘进技术进行隧道开挖已成为未来隧道建设总的发展趋势；并在分析大量国内外工程实例的基础上，结合TBM施工中的经验及教训，对TBM掘进过程中存在的诸如断层破碎带、挤压地层、地下水、岩溶等相关工程地质问题进行了探讨，并提出了相应的处理措施。     

"中导洞"法施工双连拱隧道的数值模拟分析

以高速公路双连拱隧道工程为例,以围岩稳定性评价为主线,以保证围岩稳定和指导施工为目的,运用FLAC3D软件对隧道"中导洞"法施工过程进行数值模拟.对施工和运行期间的整体稳定性进行了分析,提出了相应的工程措施.结合现场监测数据验证了模拟结果,为港口连拱隧道施工提供了有效指导.     

渝怀铁路涪秀二线隧道岩溶治理措施与工程实例

渝怀铁路涪秀二线隧道施工揭示大量溶洞,施工安全风险大;对岩溶隧道进行分类,针对不同情况采取砼回填、钢花管注浆、高压旋喷桩或桩基托梁(或梁桥)结构跨越等治理措施,结合现场工程实例验证,取得了良好的效果。     

圆梁山特长隧道施工地质灾害问题预测

深埋隧道的地质灾害问题对隧道修建的可行性及隧道施工具有重大影响。该文简要分析了目前国内外深埋隧道的主要地质灾害问题；在此基础上，结合渝怀铁路圆梁山特长隧道初步勘测的成果，对这一特长隧道在施工过程中可能遇到的地质灾害问题进行了较为系统的分析；对各类地质中灾害的发生程度及其对隧道施工的影响作出了初步评价，提出了相应的处理措施。     

浅埋公路隧道围岩稳定性的地质雷达分析

结合渝湘高速公路白马浅埋隧道工程实践,利用SIR-20地质雷达对该高速公路隧道的围岩进行探测并进行稳定性扫描分析,指出了施工过程中支护结构和围岩的薄弱环节,简要地提出了改进和防治措施,保证施工的正常快速进行.     

云岭隧道底鼓机理分析

结合十漫高速公路云岭隧道建设,分析了隧道底鼓的形式和发展过程,研究了影响隧道底鼓的多个因素,在分析隧道仰拱稳定性的基础上,推导了隧道底鼓的表达式,并通过现场监测对其进行了验证。通过对隧道底鼓机制进行分析,正确认识了围岩的变形破坏机制,提出了隧道底鼓的治理措施。其研究结果不仅为优化隧道的支护体系提供了依据,同时对指导隧道现场施工,确保施工安全具有重要意义。     

金羊盆地非煤隧道油气成因及运移模式研究

某在建隧道在穿越金岭寺-羊山盆地侏罗系上统土城子组(J_3t)和中统髫髻山组(J_2t)非煤地层时,发生了天然气涌出和燃烧事故,危及隧道施工安全。本文在收集整理区域油气构造资料的基础上,通过现场测试和室内试验等手段,研究了隧道内浅层油气的形成机理、运移模式及危害因素。研究结果表明:(1)现场检测CH_4最高浓度57.20%,7组气样中CH_4最高浓度为9.72%,均超过燃爆极限;(2)浅层油气主要来源于下伏的侏罗系北票组烃源岩;(3)深部油气在沿断层及次生裂隙向上运移过程中,容易在中浅部裂隙发育带局部聚集,形成次生油气囊,危及隧道安全;(4)隧道穿越含油气盆地时,应分析油气地质背景,加强油气检测和测试,评价油气对隧道危害。