隧道突水突泥解析共18页
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岩溶隧道突水突泥影响因素分析摘要:针对岩溶隧道突水突泥灾害,从岩性、地质构造、水动力条件三个方面进行了简要分析,得出岩溶隧道突水灾害发育的特点和必要条件,并结合现场案例对突涌水进行了具体分析,为岩溶隧道防治突水突泥灾害提供参考与依据。
关键词:岩溶隧道;突水突泥;影响因素1 引言我国可溶岩地层分布广泛,约占我国国土面积的1/3[1]。
随着铁路公路隧道建设向长、大、深方向发展,在这些岩溶地区修建隧道,极易诱发大规模的突水、突泥等灾害,不仅影响隧道施工进度,而且会给施工人员的生命财产安全造成重大损失。
因此,在岩溶地区开挖隧道,首先要查明岩溶发育规律,从而有针对性的提前采取措施,降低岩溶突水突泥等灾害发生概率。
2 岩溶隧道突水主控影响因素岩溶发育影响因素较多,主要影响因素大致可以分为三类:地层岩性;地质构造;水动力条件。
其中地层岩性是基础,地质质构造是主导,水动力条件则是决定性因素[2]2.1 地层岩性(1)岩层矿物成分岩层的化学及矿物成分中可溶成分占比越大,岩层被溶蚀的概率越高,石少帅在区域突涌水孕灾性评价指标和分级标准中认为当灰岩中可溶岩CaCO3含量大于75%时区域孕灾性极强[3]。
李术才通过对大量突涌水案例进行分析认为在常见的碳酸盐类岩石中,灰岩、白云岩、硅质灰岩、泥灰岩中的岩溶发育程度依次降低[4]。
岩层的可溶成分,直接决定了岩溶发育的规模与程度,加强对隧址区岩性成分的判定有助于岩溶突涌水风险的识别与判定。
(2)岩层产状岩层产状决定了水对于深部岩体的侵入程度。
对于水平产状岩层,岩层与上部地表水等接触面积较大,但由于岩体的渗透系数较小,决定了水体向下转移受阻;对于垂直产状岩层,地表水能够通过节理裂隙,岩层间接触面等向下运移,但由于上部汇水条件较差导致水对下部岩体侵蚀程度有限。
一般认为岩层倾角为20°~60°的单斜构造岩溶最为发育。
(3)岩层组合岩层组合主要指的可溶岩层与不可溶岩层组合。
例析隧道突泥突水处理技术一、突泥突水情况介绍1、工程概况排前二号隧道位于湖南省株洲市茶陵县境内,为铁路单线越岭隧道,起止里程为DK124+654~DK127+838,全长3184m。
隧道穿越山脊走向大致呈东南西北向,地形起伏较大,冲沟发育,属剥蚀低山区,植被茂密。
隧道围岩主要以强弱风化砂岩、粉砂岩、砂岩夹页岩为主,节理裂隙较发育;地下水较丰富主要以第四系覆盖层中的空隙水和基岩裂隙水为主。
主要不良地质情况有:涌突水、围岩大变形、断层破碎带。
2、突泥突水情况2009年12月2日凌晨,进口掘进至DK125+163处,由于受地下水压力作用,掌子面上台阶右侧泥岩破裂、坍塌,出现较强的涌水、流砂现象(水流量50m3/h),至12月6日下午趋于稳定(水流量20m3/h),掩埋隧道长度70m,涌砂量约3000 m3。
流砂土压力大、流动性强,流动中出现推动开挖台车退后退数米并产生旋转卡在隧道壁上等现象。
监控量测数据显示,拱顶沉降最大值为140mm,侵限最大值为580mm。
二、原因分析1、地下水储积体主要为第四系堆积物(坡集、残积、河流堆积),潜水位高(地表开挖1米左右的探坑可见地下水),地形地势反映汇水面积较大,洞身埋深较大,地下水承压力较大。
2、隧道DK125+163掌子面处于不整合接触面,是地下水、气良好的运移通道,同时附近有较厚较大的流砂层。
3、连续降雨使地下水得到了较强补充。
4、进口段以坡积粉质黏土层为主,遇水浸泡后软化,稳定性差,钢拱架基脚承载力明显减弱,导致出现不同程度的拱頂下沉和边墙收敛。
三、涌水、突泥处理技术根据工程实际情况及原因分析,按以下程序进行处理:1、DK125+105~DK125+150侵限段初支预加固和换拱处理处理原则:先预加固后处理、先支撑后替换,二次衬砌紧跟。
处理方案:预加固→管超前→拆除初期支护→重新施作初期支护→施作防水层→施作二衬砼1)预加固a.中台阶钢架拱脚采用φ42mm小导管注浆加固,每榀每侧打设3根小导管,长度4m/根,尾部用φ22钢筋连接,喷射15cm厚C25混凝土做为止浆墙,抑制收敛。
隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施[摘要] 在岩溶地区修建隧道时,常遇到突水、涌泥等地质灾害,对人员及财产造成重大的损失。
本文将隧洞岩溶涌水突泥的成因分为地质因素和工程因素两大类,进行了详细的分析,针对不同涌水情况,提出了整治对策,为隧道涌水突泥灾害的分析、治理提供一定的参考。
[关键字] 隧道工程涌水突泥成因整治措施1 前言随着我国隧道、矿山、水利及其它地下工程建设的快速发展,遇到的工程地质条件不断复杂,面临的问题也越来越有挑战性,特别是高压、富水区高埋深岩溶隧道面临高压突水、涌泥的危险,详细地分析了成因,提出相应措施,对隧道岩溶涌水灾害的防治具有很重大的意义。
2 成因分析隧道岩溶突水的实质是地下水原有的输水网络或存储条件受到外界因素的影响而失去平衡而导致失稳的现象,其影响因素众多且复杂,但总体上可分为地质因素和工程因素两大类。
2.1 地质因素(1)地形地貌。
从多个隧道建设中的突水实例调查发现,整个工程的地形地貌条件与突水的发生密切相关:地表岩溶洼地、沟槽地区为雨水等的汇集提供有利条件,而岩溶洼地、槽谷中的落水洞或漏斗使降雨转入地下,成为地下水的补给区。
在隧道横断面上,地形地貌可分平坦型、凸形、山谷正下方平行型、山谷侧下平行型和单斜面型;在纵断面上,地形地貌可分平坦型、凸型、横贯河流型、盆地型和平凸型。
在横断面地形类别中,山谷正下方平行型和侧下平行型隧道的比突水量最大,凸型隧道的比突水量则最小。
从纵剖面来看,横贯河流型、盆地型和平凸型隧道的比突水量最大,平坦型和凸型隧道的比突水量则相对要小很多。
从中可以看出,突水量的大小与地形地貌有较大的关系,在隧道前期勘察过程中应多注意,尽避开可能发生突水的地段。
(2)地层岩性。
大型突水灾害多发生在灰岩、白云岩等可溶岩地层中,地层岩性越纯、单层厚度越大则岩溶越发育,越易形成大型岩溶管道。
在碳酸盐岩中,除化学沉积,还有碎屑沉积,为发育大型含水岩溶管道创造了条件。