龙岩象山隧道突水引发岩溶塌陷的成因分析及其治理措施探讨
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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。
浅析隧道塌方原因分析及一般处理方法一、隧道塌方的原因分析1、不良地质及水文地质条件(1)隧道穿过断层及其破碎带,或在薄层岩体的小曲褶、错动发育地段,一经开挖,潜在应力释放快、围岩失稳,小则引起围岩掉块、坍落,大则引起坍方。
当通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后引起坍塌。
在软弱结构面发育或泥质充填物过多,均易产生较大的坍塌。
(2)隧道穿越地层覆盖过薄地段,如在沿河傍山、偏压地段、沟谷凹地浅埋和丘陵浅埋地段极易发生坍方。
(3)水是造成坍方的重要原因之一。
地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。
岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体,在地下水的作用下,软弱面的强度大为降低,因而发生滑坍。
2、隧道设计考虑不周(1)隧道选定位置时,地质调查不细,未能作详细的分析,或未能查明可能坍方的因素。
没有绕开可以绕避的不良地质地段。
(2)缺乏较详细的隧道所处位置的地质及水文地质资料,引起施工指导或施工方案的失误。
3、施工方法和措施不当(1)施工方法与地质条件不相适应;地质条件发生变化,没有及时改变施工方法;工序间距安排不当;施工支护不及时,支撑架立不合要求,或抽换不当“先拆后支”;地层暴露过久,引起围岩松动、风化、导致坍方。
(2)喷锚支护不及时,喷射混凝土的质量、厚度不符合要求。
(3)按新奥法施工的隧道,没有按规定进行量测,或信息反馈不及时,决策失误、措施不力。
(4)围岩爆破用药量过多,因震动引起坍塌。
(5)对危石检查不重视、不及时,处理危石措施不当,引起岩层坍塌。
4、隧道塌方的一般前兆(1)水文地质条件的变化,如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊等都是可能发生塌方的前兆;(2)拱顶不断掉块,甚至较大的喷砼块相继掉落,预示着围岩即将发生塌方;(3)支护状态变形(拱架接头挤偏或压劈、喷射砼出现大量的明显裂纹或剥落等)、敲击发声清脆有力、甚至发出声响;(4)喷锚支护的水平收敛率大于0.2mm/d、拱顶下沉量大于0.1mm/d并继续增大时,说明围岩仍在发生变形,处于不稳定状态,有可能出现失稳塌方。
浅谈隧道施工溶洞及塌方处理【摘要】溶洞是地表水和地下水对岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象。
岩溶对隧道的影响主要表现为是结构物部分及全部悬空,降低隧道使用的可靠度;季节性的岩溶洞穴涌水,给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素;塌方冒顶是指隧道施工中,山体上部岩层自然塌落的现象。
是隧道开挖施工后,原先平衡的山体压力遭到破坏而造成的。
因此,制定合理、科学、有效的溶洞、塌方处理方案对隧道顺利穿越岩溶地段非常重要。
本文将介绍相关的处理方法。
【关键词】隧道溶洞;塌方;处理1.隧道溶洞简述在隧道的开挖施工中,塌方作为一种比较常发的事故,会给隧道施工造成极大的危害,比如延误工期、出现比较严重的机械损失,甚至威胁着施工人员的生命安全。
目前,国内很多在建的或者已建的隧道都有过塌方现象。
防止塌方的发生、塌方出现后的治理工作已经成为隧道施工的关键所在。
隧道施工中造成塌方的原因是多样的,有地质自然条件的原因也有人为施工方法、施工质量的原因。
因此,要加强对隧道施工的管理,从地质因素与人为因素出发,防止塌方事故发生,采用正确方法处理塌方事故,黄土成分复杂,且不同地区的黄土成分也有所不同,成分不同的黄土受水的影响也不尽相同。
施工前应进行土力学试验,以指导施工过程中的含水量控制。
黄土隧道施工前应查明地表情况,尽量减轻地表水对隧道上覆土层的影响,必要时采用注浆加固、回填夯实等方式进行处理。
假如隧道在较长范围内沿着黄土冲沟走向或者与黄土塬边平行走向,而覆盖层又较薄或偏压很大,就轻易发生较大的坍塌或滑坡现象。
大断面黄土隧道施工,宜根据隧道断面大小、埋深,考虑围岩的自稳能力,选用双侧壁导坑法、CRD法、CD法或弧形导坑法施工。
大断面黄土隧道施工应遵循“先预、预加固、严治水、短开挖、少扰动、强支护、早成环、快封闭、勤量测”的原则。
黄土隧道塌方后,塌方体已不具备自稳能力。
因此,塌方后须先对塌方体进行加固处理,使塌方体自身具有一定的自稳能力,然后采用大管棚过渡。
浅谈隧道岩溶洞坍塌处理措施摘要:岩溶塌陷是埋藏型岩溶发育地区较常见的一种地质灾害,给当地的社会和经济发展带来了巨大危害,因此对岩溶塌陷的研究就很有必要。
本文从理论上分析了产生岩溶塌陷的各种诱发因素,如水文因素、地表水作用、水库蓄水、抽取地下水、振动作用、荷载作用等,我们对已经出现的一些典型岩溶塌陷问题提出了相应的防治措施与监测方法。
关键词:隧道;岩溶洞;坍塌;处理措施引言岩溶塌陷是在外动力或人为因素作用下产生的突发性变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶塌陷是地面变形破坏的主要类型,多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的因素除有降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关,而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶塌陷往往发生于碳酸盐岩分布区,是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈相互作用的结果,其中人类的活动是加剧或促进这种近期发生的环境灾害的重要因素。
近年来,随着岩溶区城市化建设的飞速发展,岩溶区土地资源、水资源和矿产资源开发的不断增强,由此而引发的岩溶塌陷问题日益突出,已成为岩溶区城市主要地质灾害问题,严重妨碍着这些城市的经济建设与发展。
一、岩溶灾害的概述与危害1.1岩溶灾害的概述地表水与地下水通过化学作用,长期的溶蚀可溶性岩石而形成各种各样的总称,即为岩溶。
岩溶主要是溶蚀为主,其中也包括流水冲蚀、坍塌等机械认为过程。
一般来讲,水的荣实行与流动性是岩石的可溶性与裂隙性的基本发育条件。
另外,岩溶的发育与地质结构、地壳的运动等都有关联。
由于其发育的原因较多,而且发育之后的形态多种多样,配上发育的不均衡、不规则,在对其进行爆破和隧道开挖时,很容易扰动围岩,进而改变地下水的流动,也将会打破岩溶原始的平衡体系。
如果岩溶灾害处理的不够恰当,会对以后的施工、运营、管理留下安全隐患,导致隧道不能够正常使用。
1.2岩溶隧道危害1、溶洞里面没有填充物,使得隧道建筑全部或者部分位置处于悬空,削弱了隧道的承载能力,从而降低了隧道的使用可靠度与安全度;2、隧道顶部和底部的地下水流失,容易造成隧道塌陷的可能;3、在岩溶水中,如果二氧化碳等可溶物质含量超标,水的流动也会给对到结构造成一定的侵蚀作用,从而影响隧道的使用寿命;4、因溶洞堆积物松软,容易造成周边应力发生变化,导致隧道的稳定性受到影响。
浅析隧道涌水塌方成因机制及处治技术摘要:在山区高速公路的建设过程中,常常会遇到隧道,隧道的施工难度受到其地质环境的影响较大。
而在进行隧道施工的过程中,涌水塌方是一个非常普遍的问题,涌水塌方对于隧道的施工质量以及施工安全都会造成严重的影响,因此必须要有效地对其加以防治,避免在进行隧道施工的过程中出现涌水塌方的问题,以确保隧道施工活动能够顺利开展。
本文主要就隧道涌水塌方的成因机制以及相应的处治技术进行了研究。
关键词:隧道工程;涌水塌方;成因;处治技术前言隧道在高速公路建设中占据非常重要的地位,所面临的工程地质与水文条件也变得更加的复杂,使得隧道施工的难度大大增加。
涌水塌方是隧道施工过程中的一个常见问题,如果不对其有效地进行预防及处理,将对施工人员的安全造成严重的威胁。
而在对隧道涌水塌方问题进行处理的过程中,必须要先明确涌水塌方的成因以及机制,然后针对性地采取措施,使隧道涌水塌方问题能够得到有效地预防和处理,以确保隧道施工的质量。
1 隧道涌水塌方的机理分析在隧道开挖之前,隧道围岩中地下水的力学条件以及水动力条件往往都是处在相对平衡的稳定状态的,围岩结构也就容易维持其完整的状态。
但是随着隧道施工活动的开展,由于受到开挖施工的影响,就会使得地下水原有的赋存空间以及赋存状态受到扰动,而一旦开挖的过程中将地下水的赋存空间破坏,地下水在水头差的作用下由于能量瞬间得到释放,地下水就会沿着原有的通道以及开挖扰动所形成的水流通道以高压高速的状态流出,进而形成涌水。
如果地下水发育量较大或者是地下水有稳定的水源补给,一旦在开挖的过程中出现了涌水的情况,涌水量一般都非常大,而且涌水的流速也非常高,涌水的状态也较为稳定。
在涌水出现之后,由于开挖掌子面形成了临空面,地下水会沿着岩体的裂隙向临空面运移,在地下水运移的过程中,会软化、饱和并且冲蚀破碎、松散的岩土体,使得周围岩体的力学性质发生改变,进一步加剧破碎、松散围岩的失稳,进而导致塌方。
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。
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。
隧道塌方原因及处理措施目录一、隧道塌方的原因1二、塌方处理一般程序2三、塌方处理实例3(一)隧道概述3(二)塌方过程4(三)塌方段原设计情况5(四)塌方可能原因分析5(五)塌方处理措施6(六)进度计划及人机配置9(七)施工注意事项10(八)处理效果10四、经验教训总结10隧道塌方原因及处理措施一、隧道塌方的原因目前国内在建和已建隧道工程中,均出现过不同程度的塌方现象,给建设和运营带来了较大的危害。
在此,根据新奥法原理分析隧道塌方形成的可能原因。
新奥法的主要原理是在岩体力学特征和变形规律以及莫尔理论的基础上,通过量测手段对开挖后围岩进行动态监测,并根据围岩自稳的时间和空间效应确定爆破强度、开挖速度、初支参数以及辅助施工方法等。
其力学机理是利用围岩自稳能力,及时施作初期支护和二次衬砌并与围岩形成整体受力结构。
从此原理分析隧道塌方的原因如下:(一)洞身工程地质条件差,围岩自稳能力低,施工时没来得及进行初期支护即发生坍塌。
如掌子面围岩软弱、岩体破碎、地下水发育、洞身埋深浅。
或隧区通过不良地质地段,如断层褶皱带、膨胀岩地区以及高应力岩层等。
这些复杂地质条件往往有不可预见性,给设计和施工的准确性和安全性带来较大困难。
见图1。
(二)设计过程中未能准确判断隧区地质条件,没有充分考虑不良地质对隧道的影响,特别是没有及时与现场实际地质条件进行跟踪分析,导致在围岩分级、支护参数设计以及开挖进尺要求等不合理。
(三)施工过程中没有对诸如软弱围岩、浅埋地层等不良地质体进行注浆、超前支护预处理,保证不了围岩足够的自稳能力和自稳时间;开挖爆破效果差,导致围岩应力集中,出现滑塌现象;没有按照设计和规X要求进行施工,如初支背后有空洞、初支厚度不够、锚杆的长度和数量不足以及钢架的间距过大等,致使围岩岩体间不能连成整体受力结构,保证不了支护强度与围岩滑移的力学平衡。
(四)新奥法施工是一个动态过程,对隧道进行实时监控是重要环节之一。
目前很多隧道塌方造成人员伤亡、财产损失的原因就是监控不到位。
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。