岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究

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。

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。

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。

复杂岩溶地区隧道施工突水地质灾害研究在交通、水利等基础建设必经的复杂岩溶地区中进行隧道施工，是极易出现突水、突泥危害的，严重威胁施工人员的生命安全，影响施工质量和工期。

笔者以多年的从业经验为基础，总结关于岩溶隧道施工的经验和技巧，提出治理复杂岩溶地区隧道施工突水的有效措施。

希望能对同行的专业工作有所助益。

标签：岩溶隧道突水突泥高压富水溶腔1引言岩溶地貌又称喀斯特地貌，在我国喀斯特地貌分布很广，面积极大，主要分布于西部地区，面积为91-130万平方千米，其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的喀斯特区之一。

另外，四川、西藏和北方部分地区也有分布。

如果从旅游观光、地质研究方面看，这是非常奇特且历史悠久的景观，但从隧道施工的角度看，是施工单位的巨大难题。

随“西部大开发”战略的快速推进，我国西部的交通、水利、民用设施的基建工程日渐增多，随之岩溶隧道施工也越来越多。

岩溶地区经过长时间的溶蚀，在地下隧道的施工中极易发生突水现象。

根据历史数据显示，我国在岩溶隧道施工中有80%的施工过程遇到过突水问题，尤其是在组织渝怀线圆梁山隧道施建的过程中，先后碰到5个深埋充填型溶洞，虽有相应措施，但还是突发了多次大规模的涌泥、涌水等工程地质灾害，对施工工程影响极大。

经历了长时间、多次的施工建设后，对岩溶隧道施工中突水防治的技术水平得到一定提高，针对不同地质特征、规模的岩溶隧道有了系统的治理方法。

2治理岩溶隧道突水的有效措施2.1注浆治理注浆治理的方法是目前治理岩溶隧道突水问题最广泛的方法。

在隧道内的岩溶水发育地段，如果溶洞的规模较大，内部填埋大量溶蚀物，同时地下水资源极其丰富，一旦熔岩表面刺穿，大规模的突水、突泥现象将连续发生，大量地下水将不断涌出，浪费水资源的同时严重影响施工进度和安全。

所以，这种情况应以“堵”为主，少量排放。

不同的突水情况应选用不同的堵水方案：为溶洞内的全断面注浆加固，若是局部出水，可采用局部注浆、帷幕注浆的方法处理；若是出面面积很大且压力很高的急速突水，宜采用抗分散、凝胶可控型动水注浆材料进行专门注浆治理；若为软弱破碎富水体，则应采用结合加固与堵水两种效果的材料进行注浆治理。

第二章岩溶隧道突水机理及灾害特征第二章岩溶隧道突水机理及灾害特征 (1)2.1岩溶隧道涌水研究现状 (1)2.1.1岩溶区隧道涌水地质条件研究 (1)2.1.2岩溶区隧道涌水量预测研究现状 (2)2.2岩溶隧道突水机理 (4)2.2.1岩溶隧道突水类型力学分析 (4)2.2.2岩溶隧道突水机理分析 (6)2.3岩溶隧道涌水灾变特征 (7)2.3.1岩溶突水灾变水力特征 (7)2.3.2岩溶突水灾变频数特征 (8)2.3.3岩溶突水灾变充填物特征 (8)2.3.4岩溶突水灾变与工序关系特征 (9)2.3.5岩溶突水动态变化特征 (9)2.4岩溶隧道突水与环境的关系 (10)2.4.1岩溶水与生态环境的关系 (10)2.4.2岩溶隧道涌水与地下水的关系 (10)2.4.3地下水位与生态环境的关系 (11)2.1岩溶隧道涌水研究现状2.1.1岩溶区隧道涌水地质条件研究岩溶区隧道涌水研究必须要注重水文地质条件的研究, 因为每一种方法、公式的提出都是基于地质条件的研究基础之上的。

岩溶区地质条件一向比较复杂, 从隧道施工期发生的比较严重的涌水事件来看,岩溶区易发生涌水地质条件可以分以下四类: 1）向斜盆地形成的储水构造；2）断层破碎带、不整合面和侵入岩接触面；3）岩溶管道、地下河；4）其他含水构造、含水体。

以上只从宏观上列举了一些可能发生严重涌水的地质条件, 这是远远不够的, 对隧道涌水条件应进行详细研究, 这是其他隧道涌水研究工作的基础,必须予以重视。

2.1.2岩溶区隧道涌水量预测研究现状目前涌水量预测计算方法很多, 主要有以下几种:1）近似方法这种方法主要包括涌水量曲线方程(一般称Q－S曲线)外推法和水文地质比拟法2 种。

预测时前者以勘探阶段抽(放) 水试验的成果为依据,后者则应用类似隧道水文地质资料来计算,但两者共同的应用前提是水文地质资料相似性,前者要求试验阶段与未来掘进阶段条件相似,后者则立足于勘探区与借以比拟的施工区条件一致,因此,属于近似的预测方法。

高速铁路隧道岩溶突水发生机理研究余庆锋;吴立;尹翔;沈卫东;王先登【摘要】针对高速铁路隧道经过岩溶发育段频频发生突水、突泥的现状,以油坊坪隧道岩溶突水为研究背景,对其突水机理展开了理论及数值计算研究,建立了油坊坪隧道岩溶突水的两类力学模型,对两类模型的力学失稳机理展开了理论推导,将理论推导结果应用于油坊坪隧道岩溶突水现场,理论计算结果与隧道现场突水情况相一致.通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行了数值分析计算,计算结果表明,隧道未开挖时,隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道;隧道开挖后,岩溶通道彻底打开,岩溶管道渗流朝管道临空面,隧道环向渗流矢量均朝隧道中心;对岩溶管道进行注浆处治并施加衬砌后,孔隙水压力发生明显降低,岩溶通道的一定范围外的左下侧、右侧易沿矢量集中位置形成渗流通道,可以将该范围视为需注浆加固处治区域.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)030【总页数】8页(P198-205)【关键词】高速铁路隧道;岩溶突水;发生机理;力学模型;数值模拟【作者】余庆锋;吴立;尹翔;沈卫东;王先登【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;湖北省交通规划设计院,武汉430051;中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;湖北省交通规划设计院,武汉430051;湖北省交通规划设计院,武汉430051;武汉市政工程设计研究院有限责任公司,武汉430023【正文语种】中文【中图分类】TU453我国湘、鄂、云、贵等地区发育有完整的碳酸盐岩地层，这些地区历史地质构造复杂，新构造运动活跃，在这些因素的耦合作用下形成了今天强烈的地下及地表岩溶地质缺陷。

目前，我国高速铁路大动脉已不可避免地延伸到了这些地区，最新沪昆高速铁路在这些地区的修建过程中，频频经过岩溶发育段而发生突水、突泥等工程灾害，有着“十隧九漏”以及“十隧九烂”一说，充分体现了岩溶地质缺陷给我们带来的极大困扰。