裂隙岩体隧道涌突水规律及处治研究综述
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岩溶区运营期隧道渗漏水病害成因分析及处治方案公路隧道与其他地下工程一样,在施工期间和建成后,受到地下水的影响。
地下水通过一定的通道渗入或流入隧道内部,出现衬砌表面渗水,淌水、滴水,甚至出现股状喷水、涌水等。
根据调查发现,目前国内无渗漏的公路隧道很少,绝大部分隧道都存在着不同程度的渗漏问题,渗漏位置遍及隧道各个部位。
岩溶地区隧道运营多年后,由于结晶水的堵塞,容易导致排水系统堵塞,从而导致防排水系统的失效。
秀山隧道为分离式双向4车道高速公路隧道,按上下行分离式布置。
隧道左洞长3382m,右洞长3385m。
隧道左右洞轴线间距15.5~43.5m,进出口段均为小净距隧道。
隧道左右线均为人字坡;隧址区主要穿越平阳盖向斜,以易溶强溶碳酸盐岩为主,岩溶较发育。
洞身防水主要是在二次衬砌与初期支护之间铺设300g/m2无纺布和1.2mm厚EVA防水板,二次衬砌采用防水混凝土,抗渗标号不小于S8;隧道洞身排水主要是在衬砌背后喷射混凝土与防水层之间设Φ75HDPE 单壁打孔波纹管纵向盲沟、Φ75HDPE单壁打孔波纹管环向盲沟。
2018年6月由于连续下雨,故秀山隧道洞内渗漏水情况较严重。
图1 秀山隧道渗漏水典型照121成因分析1.1地质条件渗漏水区域主要集中在平阳盖向斜核部及岩性变化接触带附近,基岩岩性主要为铝土岩、岩质页岩夹煤线及灰岩,该区域受构造影响较重,横张、纵张裂隙发育,层间结合较差,由于处于向斜核部地下水较丰富。
另外隧道段存在“大水井-岩门口”地下暗河,暗河管道高于隧道,由于向斜轴部受地质构造影响较重,裂隙较发育,部分裂隙与暗河相通,在高水头及强降雨时期,导致隧道大量涌水。
图2 秀山隧道地质断面照1.2施工因素(1)隧址区岩溶发育,岩溶管道贯通,岩溶地下水结晶堵塞排水管道,导致衬砌背后的积水不能及时排出;(2)由于施工缝、变形缝处施工不到位、材料缺陷等导致防水失效;(3)二次衬砌结构自身存在一定裂缝,渗漏水由裂缝处渗流出。
岩溶隧道突水灾害与防治研究一、本文概述岩溶隧道突水灾害是一种常见且具有极大破坏性的自然灾害,对隧道施工安全、运营稳定以及周边生态环境构成严重威胁。
本文旨在全面探讨岩溶隧道突水灾害的成因、机理、预测方法以及防治措施,以期为相关领域的理论研究和实践应用提供有益的参考。
文章将对岩溶隧道突水灾害的定义、类型及特点进行概述,明确研究对象和范围。
深入分析岩溶隧道突水灾害的成因,包括地质条件、水文环境、施工因素等多方面的影响。
在此基础上,探讨突水灾害的发生机理,揭示其演化过程和影响因素的相互作用关系。
接下来,文章将介绍岩溶隧道突水灾害的预测方法,包括地质勘探、数值模拟、监测预警等方面的技术手段,以期实现对突水灾害的有效预警和防控。
重点阐述岩溶隧道突水灾害的防治措施,包括工程治理措施和非工程治理措施,旨在提高隧道的抗灾能力和保障隧道运营安全。
通过本文的研究,旨在为岩溶隧道突水灾害的防治提供科学、合理的技术支持和理论依据,推动相关领域的技术进步和工程实践,为保障隧道施工安全、运营稳定以及周边生态环境的可持续发展做出贡献。
二、岩溶隧道突水灾害的成因分析岩溶隧道突水灾害的成因多种多样,主要包括地质构造因素、水文地质条件、工程施工因素和运营管理因素等。
地质构造因素是岩溶隧道突水灾害发生的基础。
岩溶地区的地质构造复杂,岩溶发育强烈,岩溶管道和溶洞分布广泛。
这些岩溶构造的存在为地下水的流动提供了通道,一旦隧道穿越这些区域,就存在突水的风险。
岩溶地区的断层、褶皱等构造也会对地下水的流动产生影响,增加突水的可能性。
水文地质条件是岩溶隧道突水灾害发生的重要影响因素。
岩溶地区的水文地质条件复杂,地下水位高、水压大,且地下水动态变化复杂。
隧道施工过程中,若未能准确掌握地下水的情况,或未能采取有效的排水措施,就可能导致突水灾害的发生。
再者,工程施工因素也是岩溶隧道突水灾害发生的重要原因。
隧道施工过程中,若未能严格按照设计要求进行开挖,或未能采取有效的支护措施,就可能导致隧道围岩失稳,进而引发突水灾害。
新探岩溶隧道突水灾害的防治在进行隧道开挖时,可能会遇到岩溶地层,其具有高压、富水的特点,通常会揭露隐伏的大型含水构造,如暗河、溶洞及岩溶管道等,从而诱发突水灾害,同时还会伴随有涌泥、涌沙,其会冲毁施工设备和隧道支护结构,不仅会影响施工进度,严重的时候还会危及人类的生命安全,因此加强对岩溶隧道突水灾害的分析和防治尤为重要。
1.岩溶隧道突水灾害的分析1.1岩溶隧道突水会对施工产生影响岩溶水害一般是由于岩溶隧道施工过程中揭穿了岩溶管道、暗河、岩溶裂隙密集带或溶腔,从而导致大量高压岩溶水突然涌出,对施工进度、施工设备产生不同程度的影响。
岩溶隧道水害一般具有危害性、突发性大等特点,经常会酿成重大灾害事故,导致隧道施工被迫终止,严重的时候还会出现重大人员伤亡。
1.2对周边环境的影响岩溶隧道突水不仅会对隧道施工进度和施工安全产生较大的影响,而且如果预防和处理措施不合理还会对周围环境造成较大的影响,给人类的生活造成重大损失,具体表现为:(1)引起岩溶地面塌陷和沉降。
岩溶隧道突水会对周围所造成的影响比较大,尤其是岩溶地面塌陷和沉降。
由于地下水具有地壳表层分布普遍、高度流动性的特点,而且大部分的隧道施工均处于地下水富集带或附近,如果隧道施工触及导水通道,就有可能导致隧道水害。
(2)导致水资源枯竭。
岩溶隧道的开挖,不仅会揭露充水围岩,而且还要对地下水进行疏排。
随着地下水逐渐向隧道涌入,导致地下水位下降,并且降落(位)漏斗不断向周围扩展,从而使隧道周围的水资源变得越来越少,导致地下水补排关系和渗流场发生明显变化,地表河溪断流,井泉干涸,给人类的用水造成了较大的影响。
2.岩溶隧道突水防治对策研究2.1岩溶突水超前地质预报由于岩溶隧道地质具有复杂性、多变性的特点,因此在隧道施工过程中需要做好岩溶突水超前地质预报工作,从而对隐伏含水构造有个全面的了解和认识。
主要是结合当地的实际地质情况,然后借助长距离超前地质预测技术,对断层破碎带、富水地段等重点部位进行短距离超前地质预报,同时还需要加强超前钻探、地质素描及分析工作。
裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述裂隙岩体是一种具有裂隙结构的岩石,裂隙通常是岩体中一些断裂、节理、收缩或膨胀形成的。
裂隙岩体的渗流特性及溶质运移是地下水资源、地下水污染防治等问题中的重要研究内容。
本文将首先介绍裂隙岩体渗流特性的研究进展,接着对溶质运移的研究进行综述。
裂隙岩体的渗流特性是指岩体中水或其他流体在裂隙中运移的性质与规律。
过去的研究发现,裂隙岩体的渗透系数与渗透性、裂隙长度和裂隙宽度等因素有关。
一般而言,裂隙岩体的渗透系数较高,水的渗流速度也较快。
裂隙岩体中的渗流通道通常呈现为非均匀性分布,即通道的宽窄和连通性等参数差异较大。
裂隙岩体的渗流过程还受到张力水、压力水和升华水等多种水文过程的影响。
裂隙岩体的渗流特性研究对于地下水资源的开发、管理和污染防治具有重要意义。
溶质运移是指地下水中溶解物质(溶质)在裂隙岩体中迁移的过程。
裂隙岩体中的溶质运移可以通过多种方式进行,如对流、扩散和吸附等。
裂隙岩体中的溶质运移与裂隙的物理化学性质、水流的速度和溶质的性质等因素密切相关。
研究表明,裂隙岩体中的溶质运移通常呈现非均质性和非线性性。
这些非线性特征使得溶质在岩体中的迁移过程具有一定的难以预测性。
溶质运移的研究可以帮助理解地下水中污染物的迁移规律,以及通过合理的预测和控制手段来保护地下水的质量。
近年来,随着各种地球物理、地质和化学技术的发展,裂隙岩体渗流特性及溶质运移的研究得到了较大的进展。
高分辨率扫描电子显微镜技术可以更加精确地观察和测量裂隙岩体中的裂隙形态和渗透性。
数值模拟方法可以模拟裂隙岩体中的渗流和溶质运移过程,为进一步研究提供了理论基础。
实地观测和实验室试验可以验证和验证模型的有效性。
裂隙岩体渗流特性及溶质运移是地下水资源和地下水污染防治等领域的重要研究内容。
未来的研究可以从深入理解裂隙岩体的渗流机制和溶质迁移规律出发,提出相应的模型和方法。
与其他学科的交叉研究也可以为裂隙岩体渗流特性及溶质运移的研究提供新的思路和方法。
西南公路裂隙岩体隧道水文地质概化模型及涌水量分析探讨【摘 要】隧道工程中涌水量分析评估是隧道勘察与设计的重要内容,通常的涌水量计算未能充分考虑裂隙岩体的非均一性,缺少对现场施工的指导意义。
文中以泥巴山隧道为例,结合裂隙岩体隧道的地下水补给-径流和排泄特点,提出了裂隙岩体隧道涌水的“隔水-富水(断层)隔挡式模型”,对模型进行了水文地质空间差异的划分,分析了不同含水空间隧道开挖地下水特征;并根据隧道集中涌水的变化特点,说明了整个隧道的最大涌水量和正常涌水量与隧道中单点最大和正常涌水量的差异和相应的工程意义。
【关键词】裂隙岩体;隧道;涌水量;水文地质模型【中图分类号】TV672.1 【文献标识码】B【收稿日期】【作者简介】李函钊(2003-),男,四川巴中人,四川交通职业技术学院市场营销专业学生。
2023-02-22对于裂隙岩体隧道水文地质成果,主要体现在1 裂隙岩体隧道涌水模型—以泥巴地下水涌水量计算,包括正常涌水量和最大涌水量[1]以及隧道相应水文地质结构模型。
而在隧道工程勘山大相岭隧道为例察和设计中常存在以下问题,对隧道正常涌水量和 1.1 裂隙岩体水文地质概化模型最大涌水量与涌突水点正常涌水量和最大涌水量缺大相岭隧道位于四川省雅安市荥经县和汉源县乏明确的区分,所对应的工程意义也不明确;另易交界处的大相岭高中山区,隧道长10007m 。
采用人忽视水文地质模型的非均一性,在涌水量计算中,字坡穿越大相岭岭脊,山体宽厚、山势雄浑,最大整个隧道均采用单一的渗透系数以及统一的地下水水位线,而地下水的集中分布段,多与构造、岩性埋深1660m 。
紧密相关,通常对于涌水量而言,在施工过程中,大相岭隧道穿越的岩性层为安山岩,和流纹岩呈点滴、线流、小股状的地下水对隧道施工影响极和安山玄武岩,属酸性火山熔岩及中性火山熔岩。
其轻微,而实际施工中这样的段落是占绝大部分,在隧道出口段分布少量的火山碎屑沉积岩以及灯影因此在对单纯的涌水量进行计算,而不结合实际的组白云岩。
隧道工程课题研究论文(五篇)内容提要:1、隧道岩溶突水涌泥原因及处理策略2、谈公路隧道防排水关键施工技术3、谈明挖隧道深基坑支护施工技术措施4、谈隧道工程软弱围岩检测技术5、谈分离式偏压隧道施工过程仿真全文总字数:20325 字篇一:隧道岩溶突水涌泥原因及处理策略隧道岩溶突水涌泥原因及处理策略【摘要】隧道工程在受到复杂地质条件影响下,极容易导致隧道岩溶突水涌泥等问题的发生。
现阶段,要加强对隧道岩溶突水涌泥原因与形成机理的分析,并采取针对性处理措施,提高隧道工程的整体施工质量。
本文首先对突水涌泥的危害、成因做出分析,并结合工程案例对该问题的处理策略进行研究。
【关键词】岩溶隧道;突水涌泥;原因;处理策略引言在进行铁路、公路等工程的建设期间,经常会遇到岩溶突水涌泥问题。
对于突水问题而言,主要是指水流量超过了0.1m3/s,涌泥指的是地下水中泥沙的含量大于50%。
一旦工程建设过程中发生突水涌泥问题,不仅会对周围环境产生严重的污染,同时还会威胁到施工人员的生命安全。
因而,岩溶隧道建设前期要加强地质水文勘察,并积极做好风险评估,加强对突水涌泥等病害的防治效果。
1突水涌泥的影响因素与危害性分析1.1突水涌泥问题的影响因素一般来说,导致岩溶隧道施工期间发生突水涌泥问题的因素主要有两方面:自然因素、技术因素。
对于自然因素而言,隧道所处的地质环境、埋深、长度以及地震、暴雨等因素,都可能导致突水涌泥问题的发生。
另外,技术因素主要是指勘察、设计、施工技术的不合理应用,可能会对岩溶隧道的突水涌泥问题产生一定的影响。
1.2突水涌泥的危害性分析岩溶突水涌泥问题的发生,将对隧道的正常施工与后期运营产生极为不利的影响。
首先,岩溶隧道施工时,出现突发性突水涌泥现象的概率较高,由于突水量大,水中含有大量的泥沙,因而会对施工人员的生命与财产安全造成威胁,同时还存在着设备冲毁的危险。
其次,由于突水涌泥过程中会带走大量的泥沙,使得土体内部的空洞区域越来越大。
裂隙岩体隧道涌突水规律及处治研究综述
通过对现有工程隧道涌突水问题的统计分析,结合已有的隧道涌突水资料及隧道水文地质研究理论,总结了裂隙岩体隧道涌突水规律;在此基础上,针对裂隙岩体隧道涌突水的复杂性,对每种类型的裂隙岩体隧道涌突水结合已有的工程处治措施建立了一套科学实用的处治技术。
标签:裂隙岩体隧道涌突水规律处治
1引言
近十几年我国修建了大量的隧道,由于山区所处的特殊的区域地质环境,频发的工程灾害是影响隧道工程施工、运营的主要问题。
在隧道建设中,各种各样的难题接踵而至,塌方、岩爆、大变形、涌突水等。
而隧道涌突水,容易造成隧道施工中断、停止,甚至在隧道支护或者运营之后引起隧道的破坏,造成较大的经济损失。
本文根据已有的涌突水资料,进行裂隙岩体隧道涌突水规律及处治措施研究。
通过此项研究,在涌突水防治方面,不但能够确保隧道的施工的顺利进行和运营的长期安全,还可以推动隧道涌突水和水文地质条件基础理论研究,具有显著的社会效益和科学意义。
2隧道涌突水概况
隧道涌突水问题,不仅造成给隧道施工带来很大的影响,甚至在隧道建成投入使用后对隧道的保通性和安全性有着决定性的作用。
襄渝铁路中梁山隧道于1971年1月动工,10月开始见水井干枯,水位下降。
据调查,华蓥山隧道ZK32+927(左线)[1],97年8月突水量达14400m3/d,涌泥砂463m3;大巴山隧道K12+200m 段穿越源滩-莲花池大断裂时,裂隙极其发育,裂隙张开度最大可达15cm,初期的最大涌水量接近1000m3/h,最终稳定涌水量约200~220m3/h[2]。
基岩隧道占隧道建设的大多数。
众所周知,基岩中以裂隙水为主,研究隧道裂隙岩体隧道涌突水有着重大意义!2008年开始施工建设的西藏嘎隆拉隧道,围岩主要为弱风化、微风化黑云母变粒岩,黑云母花岗岩,黑云母石英片岩,裂隙发育。
施工过程中,地下水自拱墙片状出露,09年10月20日13时,掌子面右下侧两个掏槽眼钻进深度约2m深时,该孔突发涌水,地下水将钻杆自孔内冲出,流速较大,水平直射距离达3~5m,估计水压可达2MPa,涌水量最高约300~400m3/h。
最后在掌子面做泄水孔,并使用抽水泵对集水进行排抽,隧道内集水情况得到了控制和缓解,最终该隧道在2010年竣工通车[3][4]。
3裂隙岩体隧道涌突水规律
本文在分析了西藏嘎隆拉隧道、达陕高速公路大巴山隧道、狮子寨隧道等以及雪峰山隧道等多条典型隧道涌突水案例的基础上,总结了裂隙岩体隧道涌突水
的以下特征及规律:
(1)裂隙岩体隧道涌突水发生几率高,存在裂隙,断层等导水通道,就很有可能发生涌水,一旦发生了大规模的涌水,不仅会影响工程施工的正常进行,甚至引起地表水和浅层地下水资源枯竭,地面塌陷等一系列的环境效应。
(2)裂隙岩体隧道涌突水的形成,与裂隙的发育状态有紧密的关系。
特别是裂隙产状与隧道洞身的关系,裂隙分布状态,裂隙组合状态等。
(3)裂隙岩体隧道涌突水的涌突水量,根据不同的隧道和地质条件,变化幅度很大。
但其涌突水的总量比其他类型的地下水涌突小。
裂隙与地表水是否联通影响裂隙水是否涌突以及涌突水量的大小,降雨、地表水在一定程度上影响了裂隙水的涌突。
(4)裂隙岩体隧道涌突水主要有以下类型:开挖引起直接涌突、裂隙水力劈列引起涌突、裂隙水引起裂隙充填物溶蚀导致涌突、关键围岩块体失稳引起的裂隙岩体隧道涌突水。
(5)裂隙岩体隧道涌突水时,所夹带的固体颗粒较少,发生突泥的可能性较小,部分涌突水含有岩石碎块及碎屑。
裂隙水使岩体及其裂隙的摩擦系数、粘结力减小,降低了岩体裂隙间的有效正应力,使裂隙的抗剪强度有所降低,故裂隙水的涌突容易造成围岩稳定性降低,加大围岩失稳破坏的可能性。
4裂隙岩体隧道涌突水处治
裂隙岩体隧道涌突水处治,国内外主要采取以下原则:首先是重视疏导。
第二是堵排结合。
然后根据隧道所处的工程地质和水文地质条件及周围环境条件,采取多种方法进行综合治理。
总体上隧道防排水应遵循“放、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。
隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理,洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。
针对上述研究的得出的公路隧道裂隙岩体隧道涌突水机制,拟采用一下几种措施进行裂隙岩体隧道涌突水处治:
(1)对于揭露含水层或水流路径造成的直接型涌突水,在隧道围岩稳定的情况下,宜对出水点进行注浆,通过充填基岩裂隙,使得;裂隙闭合或充满充填物,以隔断水源、封闭水流路径来防止裂隙岩体隧道涌突水。
(2)对于裂隙水渗透力较大,使得隧道围岩变形或破坏的涌突水情况,宜采用喷锚支护对围岩进行加固,对于锚杆采用带孔空心锚杆,在自由段设孔,使裂隙水从锚杆杆体的孔中进入空心锚杆并排出围岩,在洞壁出设横向导流管,将各锚段端部链接起来,最后在洞底设纵向排水管道,链接各横向导流管,从而让地下水排出隧道。
(3)在衬砌内设隔水层是隧道涌突水防止的最后一道屏障,对于出现隧道涌突水的隧道,均应设隔水层以保证隧道的安全,特别对于隧道中出水点较多且出水量不大的裂隙岩体隧道涌突水,宜在衬砌内设隔水层,封闭地下水水流路径,防止涌突水。
5结论及建议
裂隙岩体隧道涌突水易发,情况复杂,难处理。
对于裂隙岩体隧道涌突水,首先要根据地质条件及涌突水现状确定其涌突水类型及特征;其次分析其涌突机制,预测、计算涌水量,最后根据不同的机制提出相应的处治措施。
参考文献
[1]陈绍林,李茂竹,陈忠恕,等.四川广(安)-渝(重庆)高速公路华蓥山隧道岩溶突水的研究与整治[J].岩石力学与工程学报,2002,21(9):1344-1349.
[2]陈伟君.雅泸高速公路泥巴山隧道及断层涌突水预测研究[D].西南交通大学,2009.
[3]王剑亮.西藏嘎隆拉隧道涌突水研究[J].北京:中国铁道科学研究院,2010.
[4]Su Q,Zhu Y,Chen G,et al.Major Advances of Science,Technology and Engineering in China in 2010[J].科技导报,2011,29:03.。