浅析岩溶隧道突水灾害形成机理及发展趋势

岩溶隧道突水突泥影响因素及对策【摘要】本文主要从岩溶涌突水突泥的机理、隧道突水突泥的影响因素、整治措施三个方面对岩溶隧道突水突泥影响因素及对策进行阐述。

【关键词】隧道；突水突泥；对策一、前言随着我国经济的发展，公路的铺设也越来越广。

在公路施工时，难免会开挖隧道。

由于我国的地质复杂，在岩溶隧道施工时时常有突水突泥的情况发生。

如果处理不当回严重的影响地下水环境。

下文将对此问题进行论述。

二、概述我国是个多山国家，75%左右的陆地国土均为山地或重丘。

由于隧道具有对地表自然环境破坏较小、缩短行车里程等优点，在山区高等级公路建设中越来越多地被采用。

据不完全统计，截至2009年底，我国公路运营隧道共计5627座，其中特长隧道190座，82.11 万延米。

从已有的工程来看，隧道工程主要是通过影响水环境而造成生态环境破坏。

隧道开挖破坏隧址区域地下水的原有平衡，影响地下水正常的循环，从而造成一系列生态环境问题及效应，其中，又以隧道涌水表现最为突出。

山岭隧道建设中，因开挖形成临空面，使地应力重新分布而形成岩体松弛带，使岩体的渗透系数增大，改变了天然渗流场（通常使天然隔水断层变成导水断层），导致隧道渗水或涌水。

大量的地下水渗漏可能会对隧道施工和营运造成不利影响，与此同时，隧道建设也会对地下水产生一系列不利影响，二者之间有着复杂的联系。

三、岩溶涌突水突泥的机理1、止水岩柱受拉破坏经验和计算表明,在高水压作用下,岩溶区隧道开挖过程中,一定要留够一定厚度的安全岩柱,安全岩柱的厚度越大和强度越高,越不易突水,否则,很容易发生涌突泥,合理的安全岩柱可以通过工程类比法、解析法、数值计算法等方法获得。

工程类比法就是根据相似条件下隧道开挖未产生涌突水的岩柱和开挖产生突水的岩柱厚度的对比分析,同时根据围岩松动圈、裂隙扩展长度等确定。

2、裂隙的剪切破坏对于软弱围岩或节理裂隙发育的岩溶隧道,岩溶突水基本符合为摩尔-库仑强度强度理论,即当土体中某点的任一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时,就认为该点已发生剪切破坏,该点也即处于极限平衡状态。

隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理随着经济的蓬勃发展和基础建设的逐步完善,我国隧道与地下工程得到高度发展,隧道修建所面临的地质环境也日益复杂,强岩溶、大埋深、高地压,地质构造极端复杂,导致突水突泥灾害时常发生,已经成为制约隧道安全快速施工的主要因素之一。

对突水突泥孕灾环境认识不清,对突水突泥灾害是否发生判识不准是隧道突水突泥灾害时常发生和难以遏制主要原因。

本文以隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理为主要研究对象,以利万高速齐岳山隧道等众多工程实例为依托,通过文献调研、现场调查、软件研发、理论分析、试验装置研制、室内试验、典型案例分析等手段,开展隧道突水突泥致灾系统、岩溶隧道突水突泥抗突评判方法与软件及隧道充填溶洞间歇型突水突泥临灾判据三个方面研究,获得以下研究成果。

(1)调研了我国300余例隧道突水突泥工程案例,揭示我国突水突泥隧道的分布特征,进而将诱发隧道突水突泥灾害的致灾系统划分为3类1 1型,即岩溶类(占比45%,1 42例,包括溶蚀裂隙型、溶洞溶腔型、管道及地下河型)、断层类(占比28%,86例,包括富水断层型、导水断层型、阻水断层型)和其他成因类(占比27%,84例,包括侵入接触型、构造裂隙型、不整合接触型、差异风化型、特殊条件型),提出了不同类型致灾系统的结构特征、赋存规律以及识别方法,并对每种隧道突水突泥致灾系统类型开展典型案例分析。

研究了隧道突水突泥孕灾过程,提出了直接揭露型、渐进破坏型、渗透失稳型、间歇破坏型4种典型隧道突水突泥孕灾模式,表征了隧道突水突泥灾害的孕育、发展过程和致灾特征。

(2)提出一种隧道突水突泥抗突评判方法-RBAM法,可用于隧道工程现场突水突泥的快速判识。

考虑水动力条件、不良地质、抗突体厚度和围岩特征四个方面因素,构建了突水突泥抗突评判影响因素指标体系,并提出了各影响因素等级划分方法与评分体系,形成了适用于工程现场快速查询与评判的影响因素分级与评分表,阐述了抗突评判方法的实施流程。

隧道水害机理分析及防治措施摘要：本文总结了几种隧道涌水量预测的办法，并对水的损害程度做出了分级。

针对不同的损害等级提出了几种治理措施，希望对隧道防水设计和施工安全起到提示作用。

关键词：隧道工程；防排水；隧道水害在水资源丰富的地区，隧道水害一直难以解决，严重影响了隧道施工运营，降低了隧道结构使用寿命。

特别是在我国西部地区，山岭隧道居多且大多都建设在雨水丰沛的高山峡谷中，工程地质条件和水文地质条件复杂，给隧道的防水问题带来了巨大的挑战。

隧道建成之后达不到预期的设计效果，过早的出现渗水、漏水等现象，提前了养护时间和养护成本，给国家带来了不小的财政负担，据统计我国高速公路系统一年的亏损额在5000亿元以上。

因此想办法降低水对隧道的损害，降低运营养护成本是目前刻不容缓的挑战。

1隧道涌水量预测方法隧道涌水量预测是降低水对隧道损害的前提，预测隧道涌水量辅以监测手段判断隧道可能发生的灾害如渗漏水、突水突泥等，在设计上指导工程师选取防排水参数可以有效降低隧道渗漏水的概率，在施工现场指导防排水施工以及做好灾害应对策略。

1.1 降水入渗法降水入渗法用于预测正常情况下的隧道涌水量，适用范围为埋深较浅的山岭隧道，同时也适用于岩溶隧道，根据隧道所处地区的水文地质条件并考虑地貌和植被影响根据经验选取合适的降水入渗参数，可以在宏观角度粗略的估算隧道正常情况下的涌水量。

计算公式如下：Q——隧道通过含水地段的正常涌水量（m3/d）；T——降水入渗系数；W—S—年降水量（mm）；A——隧道集水面积km2。

注：（1）2.74为换算系数；（2）T的选取参照《铁路工程水文地质勘测规范》。

1.2 地下径流模数法地下径流模数法适用于地表有一个或多个水系存在时同样也适用于岩溶地区的涌水量预测。

此方法的原理是根据大气降水给予地表水流量补给和地下河流量补给求出隧道通过区域的地下径流模数只需要再确定隧道的集水面积即可在宏观上粗略的求出隧道正常情况的涌水量，计算公式如下：其中M——地下径流模数（m3/（d·m））；Q——地下水补给的河流流量或降雨引起的地表径流流量（m3/d），宜选用枯水期；F——与地表水流量相当地表流域面积（Km2）；其余符号同上。

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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。

岩溶区地铁车站基坑突涌水机理分析及处理实践岩溶是地质学上的一个专有名词，用来形容地下溶蚀作用造成的一种地貌。

岩溶区地下水资源丰富，但也容易引发地铁车站基坑突涌水等问题。

本文将从岩溶区地铁车站基坑突涌水的机理分析出发，结合实际案例，探讨如何处理这一问题。

1. 地质条件岩溶区域常见的地质条件包括岩溶岩层、岩溶洞穴等。

岩溶岩层具有孔隙和裂隙系统，使得地下水流动迅速，且易于形成地下水悬挂、地下水涌出等现象。

而岩溶洞穴则增加了地下水的流动路径，为地下水突涌提供了渠道。

2. 施工活动地铁车站基坑施工活动往往会破坏地下水系统的平衡，导致地下水的突涌。

基坑挖掘、开挖周边土层等作业可能会导致地下水的涌出或悬挂现象。

3. 地下水位在岩溶区域，地下水位往往较高，且存在坡度大、水位不稳定等问题，使得地下水容易突涌至基坑内部。

岩溶区地铁车站基坑突涌水问题主要是由于地质条件和施工活动导致地下水平衡破坏所致。

为了有效处理这一问题，需要结合地质勘察、工程施工等方面，提前做好防范和应对措施。

1. 前期勘察在设计和施工前，应对地下水位、地下水流动状况、地下水渗流条件等地质情况进行充分勘察。

通过地质勘察，可以辨别岩溶岩层、岩溶洞穴等地质条件，为后期施工提供参考依据。

2. 设计防渗结构针对岩溶区域地下水位高、渗流快等特点，设计防渗结构是处理突涌水问题的重要手段。

可以采用防渗墙、防渗板等结构，有效隔离地下水，避免突涌发生。

3. 合理施工在施工过程中，要遵循合理的施工工艺，控制基坑周边土层的开挖速度，降低对地下水平衡的影响。

要做好地下水的排水工作，及时清理渗水管道，避免地下水积聚。

4. 建立监测预警系统在施工过程中，应建立地下水监测预警系统，及时掌握地下水位变化情况，一旦发现异常情况，立即采取措施进行处理，避免突涌水情况的发生。

5. 处理突涌水事故在实际施工中，如果发生突涌水事故，应及时采取应对措施。

可以采用加固基坑支护结构、进行紧急排水等方式，减少不利影响，保证施工进度。

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。

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。

隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理1. 本文概述本文旨在深入研究隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理，以期对隧道工程安全施工与灾害防控提供科学依据。

隧道突水突泥灾害是地下工程领域中常见且具有极大破坏性的地质灾害，其发生机理复杂，涉及地质、水文、工程等多学科知识的交叉融合。

本文将从突水突泥灾害的成因、发生条件、演化过程及防治策略等方面进行全面分析，尤其关注充填溶洞间歇型突水突泥的灾变机理，以期为隧道工程的安全施工和灾害防控提供理论支持和实践指导。

本文将概述隧道突水突泥灾害的基本概念、分类及其危害，分析灾害发生的地质背景和水文条件，探讨突水突泥灾害的成因及影响因素。

在此基础上，重点研究充填溶洞间歇型突水突泥的灾变机理，分析溶洞的充填特征、突水突泥的触发条件及灾变过程，揭示灾变过程中的关键科学问题。

本文将运用数值模拟、物理模拟和现场监测等多种手段，对隧道突水突泥灾害的发生、发展过程进行模拟分析，验证充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理的正确性。

通过对比分析不同工况下的灾害演化过程，揭示灾害发生的关键参数和影响因素，为灾害防控提供科学依据。

本文将提出针对隧道突水突泥灾害的防治措施和建议，包括地质勘察、工程设计、施工技术和应急预案等方面。

通过综合运用多学科知识和技术手段，以期降低隧道突水突泥灾害的发生概率和危害程度，保障隧道工程的安全施工和长期运营。

本文旨在全面研究隧道突水突泥致灾系统与充填溶洞间歇型突水突泥灾变机理，为隧道工程的安全施工和灾害防控提供理论支持和实践指导。

通过深入分析和研究，以期为地下工程领域的防灾减灾工作提供有益的参考和借鉴。

2. 隧道突水突泥致灾系统分析隧道施工过程中遭遇的突水突泥灾害是一种严重的地质灾害类型，其形成和演化机制复杂，涉及多个自然与工程因素的耦合效应。

隧道突水突泥致灾系统主要由水源补给系统、地下水渗流路径、围岩结构稳定性及施工扰动等关键要素构成。