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隧道工程突水突泥突石灾害分析讲述
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前期突水突泥照片
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突水突泥后地表坍陷照片
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（8）南广铁路白云隧道 2010年1月14日，白云隧道出口开挖
到696米（DK334+733），爆破后发生小型 突水突泥，突泥量约200立方。经会商清 淤时，再次发生大规模突水突泥，突泥量 约2000立方，突水量约300立方/小时，淤 积长度150米，造成多名作业人员遇难。 突泥点对应地表坍陷，陷坑面积300平方 米，深20米。突泥点埋深80米。该灾害属 断层突水突泥灾害。
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④六盘水隧道是溶腔采用大管棚 注浆加固通过后发生灾害。
⑤云雾山隧道是超前探孔时，孔 口未安设闸阀造成灾害。
从发生灾害的几种类型来看，在 复杂地质条件下，应在超前预报、 涌出物处理、注浆质量和开挖支护 等方面予以加强。
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综合以上分析，发生灾害的原 因主要体现在以下三个方面：
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（6）厦深铁路梁山隧道
2009年3月14日，梁山隧道进口
开挖到2505米（DK96+505），出碴
时，发生小型突泥，突泥量约200立
方。经会商清淤时，突然发生大规模
突水突泥，突泥量约8000立方。4月6
日再次突泥，突泥量约2万立方，淤
积长度230米。突泥后地表坍陷，陷
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经注浆试验，该溶腔采用注浆处理难 度大，确定采取释能降压方案处理。
2009年10月26日平导贯通后，通过10 个钻孔以3000立方/小时排量控制放水， 共放水65万方，水压力由0.43MPa逐渐 下降，稳定在0.01MPa后，对该溶腔爆 破。
隧道突水突泥
地质描述
二、施工要点
• • • • • • • • • 1、施工原则 “先地下，后地上” “先土建后设备安装” “先主体结构后围护” “先结构后装饰” 合理安排土建施工与设备安装的施工顺序 2、施工方法 a灌注混凝土制作 b按设计钻孔注浆
施工要点
钻孔注浆流程图
施工要点
• 3、主要施工材料 （1）水泥 （2）TGRM特种注浆材料 （3）超细水泥 4、注意事项 ① 施工队进场后充分检查“三通一平”工作，搭设好各种临 时设施，在施工沿线架设好施工用电线路 ② 施工所需的机械及各种仪器设备在正式使用前进行校验和 试用，以便能及时的进场 ③ 做好施工所需原材料的采购进场和测试工作，所有进场材 料先送样品，经监理工程师确认后方可进场
安全施工设计
1、建立健全安全管理体系，加强施工人员培训和施工安全管理 2、在施工过程中，值班领导、安全员、技术员和工班长全程跟踪检查， 发生问题及时解决。 3、加强交接班登记制度和进出洞等级制度，加强规范化管理。 4、根据每循环做系统锚杆时施钻情况进行判断，对开挖轮廓线以外围 岩的判断，如有钻进速度较快或有水，将系统锚杆改为系统锚管进行 注浆加固，或局部留作排水孔，同时将锚管长度调整4.5米。
5、掌子面有水出漏成股状、有承压现象或掌子面围岩出现1/3断面为全 风化且有水时，必须停止掌子面施工并对掌子面进行封闭施做地质钻， 探明前方围岩情况以便做出正确的施工方案及支护参数的调整。
6、由于出口是返坡排水，要加强抽水设备的配备，根据前期发生涌水 时的最大涌水量的2倍进行配备抽水设备。
天池隧道突水突泥案例
• •
•
四、处理措施 根据钻探揭露和近期观测表明，天池隧道K35+040掌子面内泥浆已基 本排完，但左侧裂缝仍处于封闭状态（施工现开挖至K35+037），且 局部承压。若不采取措施，直接对掌子面左侧进行爆破后发生再次突 泥的可能性很大，对施工安全带来极大的安全隐患。建议处理措施如 下： （1）采用堵引结合的施工方案，尽量不破坏山体的地下水循环。（2） 对掌子面左侧要求严密堵水，超前堵水，可采用超前帷幕灌浆，在衬 砌与围岩之间做严密的隔水层等工程措施，将漏水（泥）予以堵塞。 3）施工工序要紧跟，短开挖，快堵水，快衬砌，严防蹋方。（4）对 塌陷区进行截排水和封闭地表溶隙处理。
岩溶隧道突水突泥影响因素分析
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。
第十四讲-隧道工程突水突泥突石灾害分析 (2)
地面卫星照片
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F11超前探孔录像
针对F11断层，制定了“分水 降压、注浆加固、交替推进、带水 作业”总体施工原则。现场组织专 业化注浆队伍，配备高效钻孔、注 浆设备，实施信息化注浆，进行标 准化管理，安全、快速完成了断层 段的处理。
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F11标准化注浆照片
为防范风险隧道发生突水突泥灾害， 请记住以下关键词。
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水文地质：溶腔主要受地表洼地降雨补给， 汇水面积约6平方公里。
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经注浆试验，该溶腔采用注浆处理难 度大，确定采取释能降压方案处理。
2009年10月26日平导贯通后，通过10 个钻孔以3000立方/小时排量控制放水， 共放水65万方，水压力由0.43MPa逐渐 下降，稳定在0.01MPa后，对该溶腔爆 破。
释能降压后，溶腔水通过横通道排入 平导。基底采取加强板梁通过，确保运 营安全。
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溶腔放水降压照片
溶腔释能降压录像
溶腔释能降压后照片
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●F11断层 处理
F11断层 宽253米，埋 深270米，由 构造角砾岩、 碎裂岩和断层 泥组成，超前 探孔单孔最大 涌水量1800立 方/小时，水 压力2.3MPa。
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（2）工序环节 灾害主要发生在开挖或清淤
两个工序环节。 （3）预测预报 从灾害结果来看，几座隧道
突水突泥的规模都非常大。加强 地质超前预测预报，溶腔或断层 等不良地质是可以发现的。
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（4）工程处理
九座隧道中： ①野三关隧道是突发性灾害。 ②圆梁山、梁山、白云三座隧道是 先发生小型突水突泥，在处理过程中 发生大规模突水突泥造成灾害。 ③马鹿箐、大支坪、象山三座隧道 是注浆加固开挖时发生灾害。
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坍方照片
例析隧道突泥突水处理技术
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
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。
突水突泥
溶腔内泥水的释放
释能降压法施工步骤
5、处治溶腔：对高压富水充填溶腔采取释能 降压后，溶腔水压力基本为0Mpa，降雨补给条件 也是安全的。溶腔处理包括施工处治和结构施工 两个方面的内容。 ①溶腔释能降压法，由于受溶腔内充填介质特 征、水压力高低、水量大小、释放季节等综合影 响，因此，可能出现三种不同情况，应根据释能 降压后所处的状态确定施工处治方案，处治方案 选择流程如图所示：
施工安全设计
7、进洞条件专项设计：根据水文监测数据分析，研究 地表降雨与洞内排水关系，制定出相应的隧道安全进洞条 件。 8、进洞观察安全撤离线路专项设计：一般在24h后确 定无异常时方可进洞观察。为避免进洞观察时出现掌子面 不可预见突发性突水时，应选择设计好的合理撤离线路进 行逃生。 ⑴顺坡施工：顺坡施工隧道撤离线路，当进洞观察遇到 险情时，下游总是不安全的，撤离原则是“进邻洞、向上 走”。为了确保撤离安全，释能降压实施前，最后一个横 通道的位置距离释能降压掌子面不得大于100m，否则， 将会造成撤离困难，有较大的安全隐患。 ⑵反坡施工：当反坡隧道施工时，掌子面进行释能降压 后进洞观察，当遇到险情时，向上游撤离直接出洞。
释能降压法施工步骤
1.查找溶腔：查找溶腔阶段主要包括超 前地质预测预报和岩溶特征分析两个方面 的内容。超前地质预测预报是指经过采取 物探和钻探方法，查找隧道前方是否发育 溶腔。岩溶特征分析是指通过超前地质预 测预报查找到隧道前方发育溶腔后，应进 一步逼近详探，以确定溶腔处理必须的工 程地质及水文地质参数。
施工安全设计
横通道的封堵高度，根据释能特征分析，越靠近释能 降压掌子面处，因为排泄物中含有大量固体介质，能量也 越大，所以高度也越高。原则上，应在释能降压掌子面后 退1000m范围内采取全断面封堵，1000m以外采取半截面 封堵。 6、洞内外预警监控系统专项设计：为保证释能降压的 安全进行，在洞口调度室设置监控中心，分别在洞内释能 降压位置、释能降压点后退一个横通道道口位置、隧道洞 口，以及洞外排水线路位置安设监控点。同时，预警监控 系统也为进洞观察提供安全保障。这些预警系统分为声光 报警系统；应急通信系统；视频监控系统；应急照明系统； 应急供电系统。
隧道突水突泥解析
② 施工所需的机械及各种仪器设备在正式使用前进行校验和 试用，以便能及时的进场
③ 做好施工所需原材料的采购进场和测试工作，所有进场材 料先送样品，经监理工程师确认后方可进场
施工要点
为保证浆液质量，配制的制浆材料必须计量准备。水泥、 缓凝剂、速凝剂等固体材料采用重量称量法，水、水玻璃 采用体积称量法，其中水、水玻璃、水泥称量误差不应大 于5%，外加剂称量误差不应大于1%
特殊地质地段隧道开挖施工方案
——突水突泥
一、地质描述
1、地质特征 地下水的力学作用有静
水压作用和劲水压作用，这两 种作用都能使岩体发生水力劈 裂，使裂隙连锁增加张开度增 大，从而增加渗透力，使局部 隔水屏障作用被突破，地下水 位高出，从而形成突水突泥。
地质描述
由于隧道通过的地质地段条件 复杂，揭露的水文地质单元水源 补给量充足，所以有一下两个特 点：（1）突水量大，压力大（2） 突水突泥过程中，由于夹带大量 的泥沙，随着隧道的开挖，使地 下水排泄有了新通道，破坏了原 有的补径，加速了径流的循环， 同时加速了地下水对岩体的改造 作用。
质量保证
各单位要对隧道工程，特别是岩溶隧道工程高风险
地段设计，应明确具体的设计要求，加强对施工安 全的技术指导。要对岩溶隧道进行一次设计复查， 补充完善和落实安全措施。对地质复杂工程段要加 强现场技术交底、指导和配合工作，及时处理各种 突发情况，加强技术服务。各参建单位在施工中， 必须严格执行《铁路隧道设计规范》、《铁路隧道 施工规范》、《铁路隧道工程施工质量验收标准》 和《铁路隧道施工安全技术规程》等规范、规程， 严格作业程序，严格安全管理，落实安全措施，并 配齐监测设备，指定专人负责检测。
隧道透水突泥事故
洞顶地表塌陷
间接原因：1、高风险隧道施工安全管理有缺陷，风险评估不到位。 古子山隧道地段地貌为黄土梁峁，地形平缓，略为低洼，地表为种植土，土质疏松，易于地表水汇集下渗，对隧道拱部围岩长时间浸
泡 年，1月使1岩6日体8软时事化许并，故处×定×于单饱性位和承：状建态根的，南据恶广化甘铁围路肃岩N条G省Z件Q岷-，8标导县白致云安掌隧子监道面，督失突稳局发及透关涌水水于突突泥《泥事的兰故发，渝生造。铁成6路死2三伤。标段项目部6.26突泥 直直接接原 原事因因：：件当当调时时甘甘查肃肃报省省岷岷告县县》降降雨雨认增增定多多，，，大大“雨雨持持6.续续2时时6间间”较较突长长，，水尤尤突其其自自泥年年属66月月自1100然日日至至灾2266害日日期期事间间故连连降降。大大雨雨。。 南工广中铁 扰路动项岩目层直部，对导接白致原云事隧故因道发：砂生岩。当、时页岩甘、肃炭质省页岷岩岩县层降内缓雨倾增角组多合，断裂大构雨造特持征续及可时能间引发较的长地质，灾尤害规其模自缺乏风年险预6测月经1验0，施 年261”突月水1日6突日至泥8时属2许6自，日然×灾期×单害间位事承故连建。降的南大广雨铁路。NG古ZQ子-8标山白云隧隧道道，地突段发透地水貌突泥为事黄故，土造梁成6峁死2，伤。地形平缓，略为低洼 事26故突定泥，性事：件地根调表据查甘报为肃告种省》岷认植县定土安，监“，6.督土局关质于疏《兰松渝，铁路易三于标段地项表目部水6.汇集下渗，对隧道拱部围岩长时间浸泡 直项接目原 按，因照：常使当规岩时对甘变体肃形软省换岷拱化县区并降段雨进处增行于多了，监饱大控和雨量持测状续，态时未间根，较据恶长实，际化尤特围其点自编岩制年条专6月项件1量0，日测至方导2案6致，日增期掌加间子量连测降面断大失面雨和。稳频及次。涌水突泥的发 项项目目按 按生照照常常。规规对对变变形形换换拱拱区区段段进进行行了了监监控控量量测测，，未未根根据据实实际际特特点点编编制制专专项项量量测测方方案案，，增增加加量量测测断断面 面和和频频次次。。 该验隧不道 足初的期情支况间护下已，接发未原生聘变请因形相：，关且专1、进家行对高了处风换理拱方险作案隧业进，行道兰有渝效施指论工挥证部和安和安全项全目风管部险理未评对估有已。缺处理陷的，区段风引险起高评度估重视不，到在现位场。施工该管隧理人道员初实践经 2项6目突按泥期照事常件支规调护对查变报已形告发换》拱认生区定变段，进“形6.行，了监且控进量测行，了未根换据拱实际作特业点编，制兰专项渝量指测方挥案部，增和加项量测目断部面和未频对次。已处理的区段 236、突现泥场引事应件起急调资高查源报度配告备重》不认视到定位，，，“在6呼. 救现手场段受施限工，应管急理逃生人演员练不实足践。 经验不足的情况下，未聘请相关专家对 项古目子按 山处照隧常道理规地方对段变地案形貌进换为拱黄行区土有段梁进峁效行，论了地监形证控平和量缓测，安，略全未为根低风据洼险实，际地评特表估点为编种。制植专土项，量土测质方疏案松，，增易加于量地测表断水面 汇和集频下次渗。，对隧道拱部围岩长时间浸 泡构，成使 生岩产体安软全2化较、并大隧处事于故道饱。监和状控态量，恶测化不围岩规条件范，，导致技掌术子面管失理稳及存涌在水突缺泥失的发。生项。 目按照常规对变形换拱区段 间该接隧原 道进因初：期行1支、了护高已监风发险控生隧变量道形施测，工且，安进全未行管了根理换有据拱缺作实陷业，际，风兰特险渝评点指估挥编不部到制和位项专。目项部未量对测已处方理案的区，段增引起加高量度重测视断，在面现和场施频工次管理。人项员实践经 验项不目足 未目的组情织未况相组下关，人织未员相聘对请量关相测人关数专据员家及对对时处分量理析测方，案未数进对据行下有一及效步时论施证工分和安析安全全状，风况未险作评出对估正下。确判一断步，未施按工要求安签全发施状工况作业作书出面指正令确，违判反断软弱围岩 隧26道突施泥，工事管件未理调按相查关报要规告求定》。认签定发，“施6. 工作业书面指令，违反软弱围岩隧道施工管理相关规定。 2南6广”突铁水路突项泥目属3部、自对然现白灾云场害隧事应道故砂。急岩资、页源岩配、炭备质页不岩到岩层位内，缓倾呼角救组合手断段裂构受造限特征，及应可能急引逃发的生地演质灾练害不规模足缺。乏风险预测经验，施
隧道突水突泥解析PPT课件
退式注浆、分段式注浆等多种注浆方法。
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地质描述
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二、施工要点
• 1、施工原则 • “先地下，后地上” • “先土建后设备安装” • “先主体结构后围护” • “先结构后装饰” • 合理安排土建施工与设备安装的施工顺序 • 2、施工方法 • a灌注混凝土制作 • b按设计钻孔注浆
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地2、施质工难描点述
①溶洞处理方案难，由于对溶洞的揭示需要一个很长过程，因此 溶洞处理的方案一是难制定二是难实施。
②交通运输难度大，交通运输的困难不但加大了材料经常难以为 继、施工生产无法持续正常，而且工程材料经常难以为继施工 便道的维修养护就要很大的人力和财力，工程成本还会不断上 升。
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• 地下水类型主要由碳酸盐岩溶水和碎屑岩碳酸盐岩裂隙水两类组成。 碳酸盐岩是隧道 区分布的主要岩性之一，分布于背斜两翼的广大地区，由于各构造体系的相互穿插、复 位，地质构造复杂，岩石的破裂程度和破裂形成差异很大，在不同的裂隙发育有其特点， 对隧区地下水的涌水量起着控制作用。区内岩溶地下水的运动特征属线状褶皱型岩溶地 质类型，各类碳酸盐岩呈间互状沿构造方向延伸，岩性对地下水迳流起主要控制作用， 地下水主要向北侧长江排泄。地下水以顺层管道流为主，横向迳流次之，水力坡度大， 含水性极不均一。水位埋深在谷地中20-50m，排泄口位置高差悬殊，受水文网、地形 地貌、地层 和构造的制约。隧区岩溶水的垂向变化大致可分为垂直循环带（补给通道） 和水平循环带（排泄通道）。
出水孔全部封闭，将动水变为静水，抑制了水泥浆液的流失。
（2）、如何准确确定双液浆的凝结时间问题。凝结时间过长，浆液来不及
浅谈隧道工程涌水突泥成因及预防整治措施
浅谈隧道工程涌水突泥成因及预防整治措施摘要：隧道突水、涌泥为仅次于坍方的等地质灾害，对人员及财产造成重大的损失。
本文对突泥、涌水原因进行了详细的分析，根据不同成因，提出了预防和整治对策，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预防整治措施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泥、涌水的危险，本人在工作过程中，多次遇到突泥涌水事故，结合工作经验，对突泥涌水成因进行详细地分析，提出相应措施，对隧道突泥、涌水灾害的防治具有很重大的意义。
2 成因分析隧道涌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，但隧道涌水主要是因为大量的压力水存在，即一是富水，水量大，二是水有压力，即水头在隧道开挖面上方，这是形成涌水的两个必要条件。
压力水来源主要有承压水层、断层裂隙水、溶洞积水、暗河、地表水经裂隙补充、煤系地层中的老窖水及矿山老积水等；突泥造成的主要不良地质为位于岩溶发育地区的溶洞以及围岩中软弱夹层和淤泥带、煤矿采空区和其他矿洞积存的淤泥带、富水断层破碎带。
突泥涌水聚集在岩层中积聚了一定能量，由于超前探测手段不及时，未进行有效的排放消除积聚的能量，在隧道开挖过程中，因为坚硬的不透水层逐步减少，当不透水层承压能力少于水头压力时，不透水层被破坏，大量的水在压力作用下短时间突出，就造成涌水；当水中夹杂大量软弱填充物时，就形成突泥。
当隧道施工时存在以上情况时，必须要高度重视，要探明开挖掌子面前方实际情况，制定专项方案才能施工。
3 整治措施3.1预防措施隧道突泥涌水爆发时速度特别快（本人施工的云南大五山引水隧道曾爆发三次突泥涌水事故，其速度为15m/s），一旦爆发，人员根本来不及撤离，会带来人员伤害及大量财产损失，因此对突泥涌水主要是预防为主。
公路隧道突泥涌水特征和灾害处治措施探讨
公路隧道突泥涌水特征和灾害处治措施探讨摘要：公路隧道建设施工的过程中，由于其特殊的地理环境和复杂的地质，隧道会经常发生突泥涌水现象，据统计这已经成为继隧道施工中塌方现象的又一较大地质病害，这样就会给整个隧道工程的实施带来非常严重的后果。
所以，怎样有效地解决公路隧道突泥涌水的灾害处治，已经逐渐成为业内关注的焦点。
本文结合公路隧道实际状况对突泥涌水的主要特征进行分析，找出原因，对公路隧道突泥涌水的防治进行探讨，提出相应的防治措施。
关键词：公路隧道；突泥涌水；防治措施1 隧道突泥涌水的特征1．1公路隧道突泥涌水地层岩性只含有少量的石英岩，在裂隙中生成，大多数岩石都比较细碎，其隧道突泥，涌水量在某一出水点是较为分散的，大约在2800m3/d左右，突泥涌水部分呈现出股状型，伴有空洞形成。
1．2公路隧道突泥涌水地层岩性只含有少量的石英岩，在裂隙中生成，大多数岩石都比较细碎，其隧道涌水量在某一出水点是较为集中的，大约在4000m3/d左右，突泥涌水部分呈现出股状型，这时伴有较大水压和压力，突泥涌水的大概位置在墙左侧。
1．3公路隧道突泥涌水地层岩性只含有少量的石英岩，在裂隙中生成，大多数岩石的密度较高，完整性较好。
突泥涌水量大约在7000m3/d左右，最高出水点截止在12000m3/d，突泥涌水部分呈现出股状型或是喷射型，且无污浊现象，伴有较大水压和压力，突泥涌水的位置在墙左侧。
1．4公路隧道突泥涌水地层岩性含有少量的石英岩和炭质片岩，呈薄层状态，在裂隙中生成，大多数岩石都比较细碎，这种情况下炭质片岩在墙右侧的时候比较多，且岩石亮度提高，突泥涌水量大约在5000m3/d左右。
隧道突泥涌水量在某一出水点是较为分散的，突泥涌水部分呈现出股状型，在初期的时候突泥涌水中会掺杂少许碎石，但是水质无污浊现象，公路隧道拱形部分呈雨状以及线状型且伴有淌水或滴水。
2 涌水突泥成因分析涌水是隧道施工仅次于塌方的最常见的地质灾害之一，特别是在降雨量较大地区施工的隧道更为常见。
特长隧道涌水突泥原因分析及处理技术探究
交通科技与管理155工程技术相较于普通公路桥隧道，特长隧道受到人为、地理、技术等因素影响，非常容易发生涌水突泥[1]，影响工程的正常开展，甚至在一些因素影响下还有可能造成重大安全生产事故。
于此，施工单位应重视涌水突泥事故发生的相关因素，并不断提升该事故处理能力，以保障工程稳定、持续的进行。
1 特长隧道涌水突泥原因分析特长隧道主要是指长度超过3 000 m的隧道，其所发生的突水突泥事故是指在工程施工中，开挖四周由于压力、防护等因素，隧道临界面崩溃而形成的一种地质灾害。
由于此类事故具有一定破坏性、突发性，会影响工程的正常开展，相关单位应对其予以相应重视。
通过梳理此事故发生过程，其形成原因有：一是地质因素的影响。
即在水、压力、不良地质等因素影响下，形成涌水突泥的现象。
以其中空气压力为例，因为隧道在施工过程中会经过地下河、断层破碎带等地质，而此过程中会改变其中空气压力，进而导致突水突泥发生；二是缺乏合理的工序环节。
即部分施工单位未在完成清淤等工作情况下盲目开挖，或未检测地质围岩状态进行作业等；三是未重视预测预报工作，即在开挖之前，并未对现场环境进行有目的、有计划的勘察、预测，导致开挖依据不足，指导性不强，从而为事故的产生埋下了隐患。
2 特长隧道涌水突泥处理技术为降低涌水突泥事故对隧道工程施工的影响，施工单位应及时收集现场数据，并派遣具有综合技术素养的专业人员参与研究和分析，处理涌水突泥事故，具体而言：2.1 合理处理突泥堆积体依据事故现场实情，牢固突泥堆积体，即将钢筋网铺设在形成的堆积体表面，再喷射相应标号混凝土（C20），需注意为稳定该堆积体，应预留一定数量排水孔。
然后，再将4 m小导管（φ42x6 mm）打入堆积体，并注入浆液，对其进行固定。
2.2 牢固初期支护若突泥发生区周围有支护，则应加固支护，以防止其变形、损坏等。
具体而言：牢固锁脚，即将钢管以焊接方式固定在支护构架两侧，在固定完成后对其进行适应性注浆。
隧道透水突泥事故
03
救援措施
迅速启动应急预案，组织消防、公安、医疗 等力量进行救援，同时调集抢险队伍进行抢
险。
05
04
伤亡情况
造成12人死亡，14人受伤。
06
事故教训
加强隧道施工安全管理，特别是防范山洪等自 然灾害对隧道施工的影响，确保施工安全。
6·10贵南客专隧道透水事故
改进与预防措施
针对隧道透水突泥事故的原因和教训，应采取改进和预防 措施，加强隧道施工安全管理，提高隧道工程质量，降低 类似事故的发生风险。
05
隧道透水突泥事故的教 训与启示
教训总结
缺乏预防措施
在隧道施工过程中，对地质条 件的了解和预防措施的采取不
足，导致事故发生。
应急响应不足
事故发生后，应急响应不及时 ，导致灾害扩大。
03
隧道透水突泥事故的预 防与应对措施
预防措施
地质勘察
在隧道施工前进行详细的地质勘察， 了解隧道所处地层的水文地质条件， 预测可能存在的透水风险。
施工监控
在施工过程中进行实时监控，及时发 现异常情况并采取相应措施，避免事 故的发生。
防水设计
根据地质勘察结果，进行合理的防水 设计，包括防水材料的选择、防水层 的铺设等，以降低隧道透水的可能性。
隧道透水突泥事故
目录
• 隧道透水突泥事故概述 • 隧道透水突泥事故案例分析 • 隧道透水突泥事故的预防与应对措施 • 隧道透水突泥事故的救援与善后处理 • 隧道透水突泥事故的教训与启示
01
隧道透水突泥事故概述
定义与特点
定义
隧道透水突泥事故是指在隧道施 工过程中，由于地下水、断层、 溶洞等因素导致的大量涌水、泥 沙或石块突然涌入隧道的现象。
第十四讲隧道工程突水突泥突石灾害分析讲述课件
地壳的升降、挤压或拉伸等运动导致岩体应力变化，当应力超
过岩体强度时，会发生破裂或崩塌。
地下水作用Leabharlann 02地下水对岩体的软化作用，降低岩体强度，同时水压的变化也
可能引发岩体崩塌。
人类工程活动
03
隧道开挖、地下水开采等人类工程活动可能对岩体产生扰动，
引发突石灾害。
突石灾害的预防与治理
加强地质勘察
详细了解隧道区域的地质条件、 岩体结构和地下水状况，为预
治理措施
对于涌水型突水灾害，可以采用排水、封堵等措施；对于突 泥型突水灾害，可以采用疏导、拦截等措施；对于涌砂型突 水灾害，可以采用填埋、支护等措施。同时，还需要根据具 体情况采取其他有效的治理措施。
隧道工程突泥灾害
03
分析
突泥灾害的分 类
溶洞型突泥
滑坡型突泥
由于隧道穿过的地层存在溶洞，当溶 洞内的泥水压力大于隧道围岩压力时， 溶洞内的泥水会突然涌入隧道内。
地下水作用
地下水的流动和压力是造成突泥灾害的重要因素 之一，特别是当隧道围岩中存在承压水时。
突泥灾害的预防与治理
加强地质勘察
在隧道设计施工前，应加强地质勘察工作，了解 隧道穿越地层的岩性、构造、水文地质条件等， 为预防和治理突泥灾害提供依据。
采取防水措施
在隧道施工过程中，应采取有效的防水措施，如 设置排水沟、进行注浆等，以降低地下水对围岩 的压力和冲刷作用。
特征
突发性、不可预测性、破坏性强、救援难度大。
灾害发生的原因
01
02
03
地质条件复杂
隧道穿越的地层可能存在 断层、破碎带、溶洞等不 良地质条件，容易引发突 水突泥突石灾害。
施工操作不当
隧洞施工突水突泥机理及影响因素研究
隧洞施工突水突泥机理及影响因素研究【摘要】本文首先从隧洞突水、突泥的动态变化特征入手对隧洞施工突水突泥机理及影响因素进行分析和探讨，并提出解决措施。
【关键词】突水突泥；机理；影响因素一、前言隧洞突水、突泥是岩溶地区常见的地质灾害，不但会影响整个工程的质量，还容易出现隧洞塌陷的危险，所以了解隧洞施工突水突泥机理及影响因素是十分必要的。
二、隧洞突水、突泥的动态变化特征隧洞涌水量由静储量和动储量两部分组成。
前者为隧洞围岩内空隙中所赋存的地下水,其大小取决于含水围岩的规模、储水能力和给水能力；后者以地下径流形式出现于含水围岩中,它与地表水体或其它地下水体有直接的水力联系,其大小取决于含水围岩的规模、补给条件、径流条件和排泄条件。
当隧洞涌水量以静储量为主时,初期涌水量很大,表现为突水或突泥,随着时间的推移,涌水量不断衰减,最后仅为滴水或渗水,贯通性裂隙含水围岩和孤立溶洞中的围岩涌水多属此类。
由于这类涌水衰减快速,对隧道施工影响很大,对运营影响相对较小。
以动储量为主的含水围岩,发生隧道涌水时,涌水量往往由小到大地变化,然后趋于与动储量相当的稳定值,即隧道的涌水量等于补给量。
(这类隧道涌水包括岩溶水,因充填裂隙的地下水力梯度增加或冲刷加剧而逐渐贯通,并与其它水体(地表水或地下水)发生水力联系时的涌水,以及与地表水有水力联系的断层破碎带的涌水。
综上所述,隧道突水、突泥的动态变化特征主要取决于围岩的水文地质条件和地质结构特征。
三、突水突泥的主要影响因素岩溶水规模的探测是为了识别导致突水突泥发生的客观条件，而针对岩溶风险采取的工程措施，同样会导致突水突泥风险的概率升高和降低。
下面从地质构造、气候条件、施工影响三方面着手分析突水突泥主要因素。
1、地质构造岩对岩溶突水突泥的风险客观存在的未知。
如隐伏溶洞的体量、水压、填充情况、相对隧道开挖坑道的开口大小、与地表水系的连通性、地下水的补给等。
溶发育条件具备时，岩溶作用即可产生并逐步发展，侵蚀性的水流在构造裂隙中流动使构造裂隙不断扩大形成溶蚀裂隙，宽大的溶蚀裂隙继续发展成岩溶管道，岩溶管道继续溶蚀逐渐形成大的溶洞，岩溶水具有水量大而分布不均、流动迅速和集中排泄的特点。
第十四讲隧道工程突水突泥突石灾害分析讲述课件
隧道工程的历史与发展
古代隧道工程
古代隧道工程以山体隧道 为主，主要用于军事和交 通目的，如秦岭栈道等。
近代隧道工程
随着科技的发展，近代隧 道工程逐渐向大跨度、长 距离、深埋方向发展，如 英法海底隧道等。
现代隧道工程
现代隧道工程建设规模更 大，技术更加先进，如中 国高速铁路网中的隧道群等。
02
隧道工程突水突泥突石灾害
灾害成因
主要包括地质构造、地下水运动、施工操作不当、缺乏有效监测和预警机制等因 素。其中，地质构造和地下水运动是灾害发生的主要内因，而施工操作不当和缺 乏有效监测预警则是灾害发生的诱因。
03
隧道工程突水突泥突石灾害分 析
灾害分析方法
数值模拟
利用数值计算方法模拟隧道施工 过程中的水文地质条件、应力场 和渗流场等，预测灾害发生的风
提高勘察设计水平
加强勘察设计阶段的地质勘察工作，提高设 计水平和隧道工程的可靠性。
建立应急救援体系
建立完善的应急救援体系，提高应急救援能 力和水平。
05
隧道工程突水突泥突石灾害案 例分析
案例一：某隧道工程突水灾害
总结词
地下水压力大、缺乏有效排水措施
详细描述
某隧道工程施工过程中，遭遇了地下水压力大的地层。由于缺乏有效的排水措施，隧道内部积水无法及时排出， 最终导致了突水灾害的发生。
地质构造影响
断层、破碎带等地质构造容易成为地 下水的通道，引发突水灾害；同时， 这些构造也易导致岩体破碎，引发突 石灾害。
灾害预测与评估
灾害风险评估
根据工程地质勘察资料、数值模 拟结果和现场监测数据，评估隧 道施工可能遭遇的灾害风险等级。
灾害预警系统
建立灾害预警系统，通过实时监 测数据和预测结果，及时发出预 警信号，指导应急处置。
隧道突水突泥地表沉陷综合处治技术探讨解析
隧道突水突泥地表沉陷综合处治技术探讨李国谱成兰指挥部摘要：文章分析成兰铁路1号横洞突水突泥发生的原因，重点对处理方案和施工工艺等措施进行了介绍，供类似工程借鉴。
关键词：隧道突水突泥地表沉陷处理方案1、突水突泥处情况简介1.1工程简介：柿子园隧道一号横洞位于雎水河左岸、墩秀公路右侧，地形较陡，属于中低山侵蚀地貌，横洞前进方向右侧发育刘家沟泥石流。
本横洞HD1K0+000与正洞D2K78+100相交，横洞中线与正洞左线线路中线小里程端交角为50°40′50″，与HD1K0+350处右转，夹角为130°27′44″，横洞共长424米，起讫里程为HD1K0+000-HD1K0+424，横洞纵向坡度 4.1%，净空为7.5m(宽)*6.2m（高）。
1.2地质水文特征：掌子面为T2l+T2j灰岩夹白云质灰岩，节理裂隙较发育，有渗水现象，对应地面为一冲沟沟心，冲沟地表分布一层较厚的坡崩积（Q4dl+col）碎块石土，为汇水的负地形，地质情况与设计相符。
横洞位于岩溶垂直循环带，推测发育一垂直岩溶管道，施工揭示岩溶管道位于横洞右侧边墙，揭穿该岩溶管道后，引起洞内岩溶突水突泥，进而引起地表坍陷。
该处地质预报（1）TSP法：HD1K0+252-221段节理裂隙，溶蚀裂隙发育或含软弱夹层等，围岩稳定性差，局部含水；（2）红外探水法：HD1K0+247-217段掌子面前方30米范围内围岩局部含水；（3）超前钻探法：HD1K0+256-226段岩层含裂隙水，岩体破碎，岩质较软，节理裂隙发育。
综合隧道物探法和超前钻探法HD1K0+247-221段岩体破碎，岩质较软，节理裂隙，溶蚀裂隙发育，围岩稳定性差，局部含水。
图1 一号横洞山顶塌陷照片1.3突水突泥情况概述：突水突泥掌子面里程为HD1K0+233.8，埋深44m，累计进尺190.2m。
2013年9月29日凌晨3:50，开挖至掌子面HD1K0+233.8处，准备支护，右边墙侧出现一股集中涌水，水量持续增大，并并伴随掉块、垮塌现象，随后出现岩溶突水突泥(图2)，并持续发展，造成地表塌陷，形成一个直径10m左右的漏斗状陷坑，深约15m（图1），至11:30，地表垮塌仍在持续，洞内持续涌水，每小时约100m³。
深埋隧洞开挖过程中突水与突泥的机理研究
深埋隧洞开挖过程中突水与突泥的机理研究摘要：突水与突泥是隧洞施工过程中常遇的重要工程灾难之一，本文利用离散元法，采用颗粒流PFC3D软件，结合流体动力学数值模拟的有限体积法，建立了由裂隙岩体及断层组成的围岩隧洞突、涌水三维数值模型，模拟隧洞突水、突泥的全过程；探讨了集中水源（断层）水压力、岩体裂隙性状等对隧洞突水、突泥的影响。
据此提出了工程突水、突泥预防中两个重要的概念：突水临界水压力和前方临界突水间隔。
并提出了隧洞突水、突泥的发生机理，以为突水发生的条件是存在集中的高压水源。
水源压力的大小、开挖面至集中水源的间隔、岩体强度、岩体裂隙性状是影响突水的主要因素。
关键词：突水；突泥；离散元；裂隙岩体；颗粒流；隧洞中图分类号：TV672 文献标识码：A文章编号：0559-9350（2011）05-0595-07Study on mechanism of water burst and mud burst in deep tunnel excavationWANG Yuan，LU Yu-guang，NI Xiao-dong，LI Dong-tianAbstract：Water burst is one of the main disasters in the process of tunnel excavation. The software of PFC3D based Discrete Element Method （DEM） was A 3D numerical model including fractured rock and fault has been established. The whole process of water burst and collapsing due to tunnel excavation was simulated by using DEM and Computational Fluid Dynamics （CFD）. The influence of fault’s hydraulic pressure and fracture condition in rock on the quantity of water burst or collapsing was discussed. Two new conceptions—critical hydraulic pressure of water source and critical distance between excavation su***ce and water source were proposed. Finally， the mechanism of water burst and collapsing are concluded， i.e. the existence of water source with high water pressure is necessary for the occurrence of water burst，and pressure value of water source，distance between excavation su***ce and water source，and the mechanical property of rock and the fracture condition in rock mass are the main influencing factors.Key words：water burst；collapsing；DEM；fractured rock mass；particle flow；tunnel1 研究背景突涌水猜测题目一直是各类地下工程中普遍碰到的困难，无论是采矿巷道还是深埋隧洞，突水、突泥都严重威胁着工程的施工安全。