张吉怀铁路隧道超前预报技术应用研究

张吉怀铁路地质条件复杂,构造、岩溶发育,施工风险大。依托张吉怀铁路建设阐述了铁路隧道超前地质预报现场工作难点、预报原则、物探关键技术,总结了铁路隧道超前地质预报应用的成套技术与经验。具体实例表明:采用五步法进行超前预报的施工指导,利用地表勘察资料划分重点段落进行宏观控制;采用综合物探技术,长距离预报与短距离预报相结合,排除物探多解性;以超前钻探对物探异常进行验证,使预报工作形成闭环,有利于规避风险,减少误报错报。张吉怀铁路超前预报成套技术具有实用性与可行性,具有一定的推广价值。     

综合超前地质预报技术在马桑哨隧道中的应用研究

马桑哨隧道通过地段岩溶发育、水流量大、断层破碎带多,地质条件十分复杂。施工过程中采用了包括TSP203、地质雷达、地面调查、地质素描和超前水平钻孔多种方法相互印证、相互补充的综合地质预报技术。以马桑哨隧道超前地质预报为例,通过开挖后揭示的信息与预报结果对照,表明了综合超前地质预报的准确性。对类似工程的超前地质预报工作具有一定的指导和借鉴意义。     

宜万铁路岩溶地质特征及其发育模式

宜万铁路沿线地形、地质条件复杂,是目前已建和在建铁路中岩溶最发育的工程。宜万铁路全线设计隧道159座,其中全线洞身穿越可溶性岩层的隧道由91座。隧道施工中不可避免的遭遇到岩溶的不利影响,造成隧道突水、泥等岩溶灾害的发生,带来了重大安全危害和经济损失,成为亟待解决的重要问题。本文通过对全线岩溶发育特征、地下岩溶形态的分析,依据典型岩溶隧道实例,对隧道与岩溶的位置关系进行了分类,并探讨了宜万线岩溶隧道的主要岩溶灾害,在此基础上将隧道中的岩溶发育特征概化为四种基本模式,为采取定量分析方法分析岩溶隧道突水、突泥及岩层垮塌机理,得到规律性的认识提供支持。     

岩溶地区隧道施工综合预报技术案例分析

由于岩溶地区隧道地质条件的复杂性,在隧道施工过程中实施准确及时的隧道综合地质超前预报是非常有必要的,并且对隧道内不同段落进行风险评价和风险分级,以实现和提高对岩溶隧道不良地质灾害的综合预报。此次研究以伊家岩隧道为工程背景,通过严格实施该综合超前地质预报方案,成功预报了隧道掌子面前方的岩溶,结合预报结果和实际揭露的对比分析,其综合预报准确率可到90%以上,证实了该综合预报方法具有较高的系统性和工作效率,有效地指导了隧道的安全施工,为同类工程提供了技术资料和经验。     

综合地质超前预报在齐岳山隧道施工中的应用

在长大隧道施工过程中,由于工程地质条件的复杂性和不确定性,常会出现如塌方、涌水等地质灾害,为了规避这些地质灾害的发生,在施工过程中实施综合地质超前预报就显得十分有必要。本文以宜(昌)—万(州)铁路齐岳山隧道PDK366+020~PDK365+984段为实例,详细介绍地质分析-TSP地震勘探-超前水平钻探相结合的综合地质超前预报方法,结果证明,该方法具有较高的精度和准确度。     

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。     

物探方法在圆梁山隧道超前地质预报中的应用

圆梁山隧道穿越由碳酸盐岩构成且地质情况十分复杂的毛坝向斜。应用物探方法, 进行了超前地质预报的研究。结果表明:在灰岩地区深埋长大隧道做物探超前地质预报, 最好先开展可控源音频大地电磁法勘探, 查明各种构造、岩溶发育区、油汽囊等的位置、形状、规模和埋深, 对地质情况有一个半定量认识, 然后在开挖的掌子面附近开展负视速度地震反射波法, 精确预报掌子面前方的不良地质。     

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。     

TGP隧道地震波预报系统与技术

隧道工程是铁路、公路和水利水电等大型工程项目中的重要部分,因地质条件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的,加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。国内外对隧道地震波超前预报技术研究已多年,笔者就这方面的现状及及问题进行了讨论,指出了TSP技术存在的不足,阐述了克服盲目性,提高科学预报的重要性,介绍了新开发的TGP隧道地震预报系统与技术及应用效果。     

贵阳市政 BJ-1 隧道施工地质超前预报及监控量测技术

BJ-1隧道为一浅埋、偏压的市政隧道,泥、页岩风化严重,岩体破碎,岩溶及地下水发育,地下管线和地表建筑物密集,施工安全风险极大。为确保隧道施工安全、保障地表建筑物及居民安全,隧道的施工地质超前预报和监控量测工作非常重要。在分析隧道可能存在的主要工程地质问题的基础上,结合地质预报重点及难点,以地质法为基础、以地质雷达和HSP声波反射法为主要物探手段,对隧道进行了综合地质预报。根据施工安全控制需要,制定BJ-1隧道施工监测实施大纲,重点实施隧道净空收敛、拱顶下沉、地表沉降和爆破振动等监测工作,建立隧道工程监测预警制度。对超前地质预报及隧道监测成果进行综合分析,为本隧道工程的安全施工决策提供了可靠依据,有效地避免了隧道施工过程中危险事件的发生。本研究方法对同类城市隧道工程设计、施工具有重要参考价值。     

岩溶隧道涌突水灾害危险性评价指标体系及量化取值方法

深入分析了岩溶隧道施工过程中涌突水灾害的超前预测预报及风险评价体系的研究现状,提出了国内外关于岩溶隧道涌突水灾害的超前预测预报尚处于探索性研究阶段、如何提高预测预报的精度成为长大深埋隧道施工中涌突水灾害防治最为迫切、最为关键的问题。采用理论分析与实例统计相结合的方法,查明了岩溶隧道涌突水灾害的孕灾环境与主要致灾因子,选取“岩石可溶性、地质构造条件、地表汇水强度、地下水循环交替强度、隧道与地下水位的相对位置关系”5个评价因子,建立了岩溶隧道涌突水灾害危险性预测评价指标体系,并采用定性与定量化相结合的方法,重点对评价指标的量化取值方法进行了研究。     

川藏铁路廊道关键水工环地质问题:现状与发展方向

川藏铁路是我国正在建设的世纪工程,复杂的地质演化史导致铁路廊道地质环境差异大,水文地质、工程地质和环境地质问题复杂多变,在工程施工及今后运营中值得高度关注。在简要回顾川藏铁路廊道以往地质工作的基础上,阐述了铁路建设面临的水工环地质问题,包括高原构造岩溶高压突涌水、断裂带基岩裂隙高压突水突泥、高温热水热害等水文地质问题,活动断裂断错与强震灾害、高地应力与深埋隧道岩爆和大变形、特殊岩土体的不良工程特性与灾害效应、高位远程滑坡灾害链等工程地质问题,含煤地层和热液矿床酸性水腐蚀性、湿地生态退化演替、铁路建设与敏感生态环境的互馈效应等环境地质问题。提出了今后值得深入研究的关键科学技术问题:水文地质方面包括高原岩溶发育层序规律与构造岩溶蓄水构造类型、深埋隧道突水突泥的孕灾致灾模式与预测方法、活动断裂控热机制与地下热水循环模式、高温热害风险识别及地热资源化技术等问题;工程地质与地质灾害方面包括活动断裂的精细特征与工程断错效应、复杂地质构造区深部构造应力场特征、构造混杂岩带工程地质特性与灾害效应、水-力-热多场耦合作用下深埋隧道围岩稳定性与灾害效应、内外动力耦合作用下的高位远程滑坡机理及风险防控技术等问题;环境地质方面包括高原多源水转化循环机制与生态脆弱区生态需水量控制技术、隧道建设的水文生态环境效应、生态地质环境监测评价与保护关键技术、全球气候变暖的地质生态环境效应等问题。从公益性地质调查和商业性工程勘察相结合的角度,提出了地质调查是基础、科技攻关是关键、灾害隐患监测与工程治理协调推进的应对策略,为国家重大工程规划区的水工环地质工作发展方向提供了参考建议。     

超前预测预报在笔架山隧道施工中的应用

由于地质条件的复杂性,隧道施工中难免会遇到诸如岩溶突水、岩爆、围岩大变形、塌方等地质灾害问题。超前预测预报技术作为隧道勘察结果的进一步认识和补充,在隧道施工减灾、防灾方面发挥着重要的作用。以笔架山隧道为例子,针对该隧道复杂的地质条件,采用工程地质方法和物探方法相结合,以隧道内地质观测分析与设备测试相结合的超前预测预报技术,成功地预报了掌子面前方的地质信息,有效地指导了该隧道的安全施工。     

宜万铁路齐岳山隧道地质水平钻探应用技术

前地质探测是隧道安全施工的重要保障，水平钻探技术具有直接和准确的特点，因此快速水平钻探技术成为超前地质探测的主要手段之一。以宜万铁路齐岳山隧道为背景，研究了隧道施工过程中快速水平钻探的点位选择、钻进工艺、数据处理等技术，探讨了快速水平钻探与其他探测手段的配合方法。     

长江三峡工程库区交通工程地质环境研究

三峡工程库区大多属中低山区，沟谷切割深、密度大，随着库区开发，不仅需补修淹没的公路，还将大量修筑新路。兴建公路、铁路势必大量开挖边坡、掘进隧道，从而产生边坡失稳、隧道塌顶和疏干地下水等环境地质问题。因此，防治地质灾害发生，对保护库区地质环境具有重要的现实意义。通过对三峡库区交通工程现状及今后发展引起的各种地质环境问题的实例分析，提出了环境地质预测及防治对策，为三峡库区可持续发展，提供了有价值的地质资料。     

南昆铁路岩溶洞穴预报技术

南昆铁路隧道地质条件复杂，岩溶等地质灾害严重，岩溶洞穴的预报是铁路建设中主要技术难题之一。为此，结合南昆铁路建设，开展了溶洞地貌预测方法和地下洞穴综合物探技术的试验研究，取得突出成果，为铁路的设计和施工提供了科学依据。     

宜万铁路八字岭隧道岩溶管道冲积物特征实验研究

岩溶山区的隧道工程建设中,隧址区的岩溶管道连通性对隧道设计中涌水量、水压力等指标的确定以及隧道施工防灾具有重要意义。以宜万铁路八字岭隧道为例,系统分析了岩溶管道粗颗粒沉积物的粒度、岩石及矿物成分、圆度度组合等特征,通过对比分析,探讨了碎屑沉积物的地质联系,研究了沉积物的来源,以此为基础分析了隧址区岩溶管道的连通性,为工程设计施工提供参考。     

六沾复线梅花山至天生桥线路方案地质选线

贵昆铁路六沾复线梅花山至天生桥段穿越梅花山主脉,地形、地质条件极其复杂,地质构造、不良地质及特殊岩土极其发育,为铁路选线、设计及施工带来极大困难。通过综合地质勘察方法与手段,基本查明了区域内的工程地质特征及各线路方案的工程地质条件,为线路方案的比选提供了可靠的基础地质资料。影响选线的关键地质因素主要为沿观音河、树舍沟成群分布的滑坡、岩堆及危岩落石、深埋长隧的岩溶与岩溶水危害、煤窑(矿)采空区。通过对梅花山至天生桥段长隧方案、短隧方案、观音河出露方案工程地质条件综合定性分析、工程数量及投资比较,比选推荐了观音河出露方案以乌蒙山一号、二号隧道穿越梅花山主脉,地质条件较好,施工安全性较高,施工、运营后效果良好。     

岩溶隧道涌水及其专家评判系统

在我国岩溶区许多的铁路、公路隧道及水工隧道的修建中,遇到大量的岩溶涌水、突泥问题,给工程施工和运营带来很大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合作者多年实践经验,提出隧道岩溶涌水专家评判系统。该系统认为岩溶隧道涌水是隧道与岩溶水系统在四维时空交汇的结果,因此,必须根据隧洞揭露的强岩溶层、岩溶水系统分布、水动力分带、岩溶结构面分析确定涌水的可能性及性质。在此基础上,根据岩溶水动态计算动态涌水量。