岩溶及超前探测技术在岩溶隧道中的应用
岩溶地区超前地质预报应用-李明银
岩溶地区超前地质预报应⽤-李明银岩溶地区隧道超前地质预报技术应⽤作者:李明银(单位:云南路电⼯程检测技术有限公司)摘要:隧道施⼯中对隧道掌⼦⾯前⽅⼀定范围内的地质情况进⾏超前探测预报是保证隧道施⼯安全的关键技术。
在云南普宣⾼速公路普⽴隧道岩溶区施⼯中,引进了TSP203隧道地质超前预报系统、地质雷达等仪器进⾏超前地质预报。
针对当前物理探测存在的多解性的特点,在施⼯实践中逐渐形成以中长距离超前预报为主,辅以短距离地质雷达预报,应⽤“多⼿段、多层次”的“长短超前预报技术”。
以此技术为依托对岩溶区隧道施⼯进⾏超前地质预报。
关键词:岩溶隧道超前地质预报长短结合预报技术 TSP203 地质雷达法1.概述随着我国国民经济和社会的发展,我国铁路、公路等交通等基础建设迎来了建设的⾼峰期。
复杂地质条件、特别是强岩溶富⽔区长⼤隧道的安全、快速修建技术是当前交通建设急需解决的关键问题。
复杂条件下长⼤隧道的快速施⼯的关键是对隧道施⼯前⽅地质体的准确的把握和了解,以此为基础进⾏开挖、⽀护⽅案的设计和施⼯。
同时,在当前“以⼈为本”的建设理念指导下,如何保证隧道施⼯安全,改善作业环境,减少地质灾害的发⽣及降低灾害损失,加强预防、制定必要的预警预案等也需要我们准确了解隧道周边地质体的准确信息。
隧道周边⼀定范围和距离内岩体地质条件信息的收集需要我们在隧道的施⼯中进⾏⼀定范围内具有⼀定精度和可信度地超前地质预测预报⼯作,提前发现隧道周边、前⽅⼀定范围和距离内岩体地质的变化,为隧道施⼯决策提供准确可信的地质资料和信息,以便据此调整开挖、⽀护设计,规避既有风险,确保隧道安全顺利施⼯。
当前隧道超前地质预报技术主要采⽤物理探测⽅法和地质钻探⽅法。
物理探测⽅法可采⽤的⼿段主要有TSP隧道超前地质探测法、HSP法、地质雷达法、红外探⽔等;受隧道作业空间限制,当前隧道中的钻探⽅法主要采⽤超前⽔平地质钻孔进⾏等。
在普宣⾼速公路普⽴隧道富⽔岩溶区地质超前预报过程中,应⽤中长距离地质超前预报为主,辅以短距离地质预报综合⽴体超前预技术。
TSP超前探测技术应用分析
4 数 据 解 释
在成果 解 释 中 , 预报 裂 隙水 常遵 循 以下 准则 : ① 若 S波 反射较 P波 强 , 表 明 岩 层饱 含 水 ; V/ 则 ② 。V
[ ] 工 程 地 球 物理 学 报 ,04,( ) 19 14 J. 2 0 1 2 :5 —6 . [ ] 刘 志 刚 , 秀 峰 . S 在 隧 道 隧 洞 超 前 预 报 中 的 应 用 与 发 腮 3 刘 TP [ ] 岩 石 力 学 与工程 学 报 ,0 32 ( ) 13 9142 J. 20 ,2 8 : 9 0 . [ ] 鲁 光 银 , 自强 . S 4 朱 T P在 公路 隧 道 超 前地 质 预 报 中 的 应 用 研 究 [ ] 水 文 地 质 程 地 质 ,0 5 2) 1113 J. 2 0 ( :0 -0 . [ ] 王洪 勇 . 合 超 前 地 质 预 报 在 圆 梁 山 隧 道 中 的应 . [ ] 现 代 5 综 } J. = { = I
此 次预报 采用 的是 T P2 3 ls S 0 pu 系统 , 隧道 进 对 口 Z 2 0 l~Z 17+2 8段 进 行 探 测 , 测 范 K17+ 9 K2 1 探 围共 1 7m。沿 隧道 右侧 洞壁 布 置 2 2 4个 爆 破点 , 爆 破点 平行 于隧 道底 面呈线 形 排列 , 距 15 m, 深 孔 . 孔 15 m, 孑 垂 直 于边 墙 向下 倾 斜 1 。 0 以利 于 . 炮 L 5 ~2 。
超前地质预报在高风险岩溶隧道中的应用
超前地质预报在高风险岩溶隧道中的应用摘要:本文简述了各种超前地质预报方法的特点,针对石林隧道穿越岩溶、断层、破碎带等复杂地质条件,以地质调查法为基础,运用多种方法进行综合超前地质预报,使隧道施工在高风险段落能够及时采取有效的预防措施,并优化了施工方法,使石林隧道安全快速的通过了各种不良地质地段及高风险段落。
关键词:石林隧道;岩溶;施工;超前地质预报;地质分析;优化新建云桂铁路石林隧道穿越地层均为可溶性碳酸盐地层,岩溶强烈发育,共穿越6个断层4个破碎带。
能否开展好超前地质预报工作,为隧道安全施工及优化施工方法提供依据,避免突发性地质灾害的发生,是石林隧道建设成败的关键。
工程概况石林隧道位于弥勒—石林板桥区间,线路设计为“人”字坡,全长18208m,为全线最长隧道、全国最长单洞双线隧道、全国最长的岩溶隧道、世界最长钻爆法施工的岩溶隧道。
石林隧道大面积穿越灰岩地层,岩体溶蚀强烈,岩溶发育强烈,区内断裂交错发育,施工高风险源多,存在断层和岩溶水突水、突泥等地质风险。
2 超前地质预报工作原理、方法根据石林隧道地质情况、风险源及其风险等级,采取多种不同的超前预报方法,分别为地质调查法、物探法、超前钻探法及超前导坑法。
2.1 地质调查法地质素描在隧道开挖后及时观察,描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、地下水的分布、出水量大小等,核对设计地质情况,判断围岩稳定性。
地质素描每一开挖循环进行一次。
2.2 超前钻探法超前钻探法主要有超前地质钻探和加深炮孔探测。
2.2.1 超前地质钻探超前地质钻探方法是利用管棚钻机在隧道开挖面进行超前钻孔,根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液的颜色、岩粉以及在钻探过程中遇到的其他情况来判断隧道前方的地质情况。
超前地质钻探每循环超前探测20~30 m,前后循环搭接不小于5 m。
2.2.2 加深炮孔加深炮孔探测是利用风钻或凿岩台车在隧道开挖面钻小孔径浅孔获取地质信息,加深炮孔较爆破孔深3 m以上,孔径与爆破孔相同。
TRT7000超前地质预报系统在岩溶发育隧道中的应用
TRT7000超前地质预报系统在岩溶发育隧道中的应用发布时间:2022-07-28T05:42:58.322Z 来源:《建筑实践》2022年6期作者:胡小强[导读] 贵州省碳酸盐岩分布广泛,隧道开挖过程中常见岩溶发育地质胡小强贵州顺康检测股份有限公司,贵阳550000摘要:贵州省碳酸盐岩分布广泛,隧道开挖过程中常见岩溶发育地质,具有较高的安全风险和施工难度。
TRT7000超前地质预报系统的预报原理属于地震波反射法,已在部分隧道开展应用。
本文探讨了TRT7000预报系统在贵州某岩溶发育隧道中的应用情况,对其预报准确性进行验证,并对优化该预报技术进行探讨,可为今后岩溶发育隧道的预报工作提供借鉴。
关键词:隧道超前地质预报;TRT7000;地震波反射法;岩溶发育隧道中图分类号:TV221.2 文献标识码:A 文章编号:0 前言贵州省地处云贵高原东部,石灰岩大面分布,碳酸盐岩占贵州省土地总面积的62.13 %,是喀斯特地貌广泛发育的地区[1]。
溶蚀发育一直是贵州省隧道修建过程中的常见不良地质。
受地质结构的影响,岩溶地区通常具有高压、富水、断层、溶洞的特征,因此在岩溶地区修建隧道时,很容易突发大范围突水、突泥、突砂等地质灾害[2]。
另一方面,溶腔发育尤其是大型溶洞对隧道成洞以及结构安全造成极大威胁。
因此,超前地质预报对岩溶发育情况的探测显得尤为重要。
1 TRT7000预报技术1.1探测原理TRT7000采用地震波反射体三维成像技术,该技术利用地震波信号在岩体内传播,当遇到声学阻抗差异界面时,一部分信号被反射回来,反射信号反映的是传播介质的变化,在探测前方表现为岩体破碎、节理裂隙、岩性变化接触带、含水或空腔构造等[3]。
类似于电磁波法,地震波反射信号同样具有偏转极性,从低阻抗传播到高阻抗反射系数为正;反之,反射系数为负[4],通过解析地震波反射信号来评价前方地质情况。
1.2设备部件及测点布置TRT7000系统由1台主机、1个基站、10个检波器组成,主机中包含波形采集软件和数据后处理软件。
超前地质预报在某岩溶隧道中的探测结果分析
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李 学忠
( 中铁西北科学研究院有限公司 , 甘肃 兰州 7 00 ) 30 0 摘 要: 隧道超前 地 质 预报 是 隧 道施 工 的 一道 重 要 工 序 , 也是 保 证 隧道 施 工 安 全 、 防灾 减灾 的一 个 重要 手 段。
TP0 S2 3超前地质预报系统是隧道超前地质预报的先进设备 , 结合 工程实例 , 分析 了 T P 0 S 23在岩溶隧道 中的探测结 果, 并给 出了施工的建议。 关键词 : 超前地质预报 ; 岩溶隧道 ; 地质 ; 结果分析 ; 建议
~
3m不 等 , 未见地 下水 活动 痕迹 , c 但 闭合状 节理 较
发育, 岩体 较完 整 , 自稳 能 力较 好 , Ⅱ ~Ⅲ级 硬 质 属 岩, 局部偶 有渗水 。
工 艺提供 依据 。
T P0 S 2 3采用 了 回声 测 量 原 理 。地 震 波 在 指 定
的震 源点 ( 常在隧 道 的左 边墙 或右 边 墙 , 4个 炮 通 2
第2 6卷 第 1 期 1 21 0 0年 6月
甘肃科 技
Ga u S in e a d Te h oo y ns c e c n c n lg
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Ⅳ0 1 . 1
f n 2 1 u. 00
超 前 地 质 预 报在 某岩 溶 隧道 中的探 测 结果 分 析
中 图 分 类 号 :U 4 . T 932
浅谈TSP超前地质预报在隧道施工中的应用
山 西 建 筑
SH ANX I AR CH I TEC TU R E
V013 . 6 No. 8
Ma. 2 1 r 00
・3 7 ・ 3
文 章 编 号 :0 96 2 (0 0 0 —3 70 1 0 —8 5 2 1 )80 3 —2
1测线布置 。 ) 接 收 器 孔 : 布 在左 右 边 墙 , 炮 孔 在 同 一 水 平 线上 , 洞 口 分 与 距
地下水 较丰 富。隧道 内不 良地 质为 岩溶 、 危岩 落石 、 空 区及 人 采
5m- 0m, . 孔径 4 m ~4 , 2 1 5m H 工弃土 , 特殊地 质为煤层瓦斯 。其 中 Y K4 7+5 0 D 6 + D 6 6 ~Y K4 7 方 向的第一个炮孔 1 -2 其孔深 20m, 倾 角 5~ 1 。向上 倾 斜 ) 。 0( 。 7 0Y K4 8+ 10 Y K 6 8 0段 穿 越 煤 系 地 层 及 采 空 区 5 ,D 6 8 ~ D 4 8+ 5 炮孔 : 在左边墙 或右边墙 距地 面约 1 0m 高 的水平 线上 , . 按 段, 施工难度较 大。 间距 1 5m, . 孔深 15m~1 8m, . . 孔径 3 5mm~3 l , 8Hr 沿轴 径 向 n 为确保施工安 全 , 工中采取 了多种超前地 质预报手段进 行 施 0- 0的标准钻 2 4个炮孔 ( 向下倾斜 )左后第一个炮孔 , 综 合 物 探 , 了解 掘 进 前 方 的 地 质 条 件 , 隧 道 施 工 和 支 护 参 数 下倾 斜 1 。 2 。 以 为 一般 情况下应 尽可能接 近掌子 调整提供科学依据 , TS 红外 探水 、1 8超 前探 孔 、5 如 P、 +0 +0瓦 斯 距 掌子面距离根据现场情况 而定 ,
超前地质预报(地质雷达法)和半航空物探(半航空瞬变电磁法)在隧道工程施工的运用
超前地质预报(地质雷达法)和半航空物探(半航空瞬变电磁法)在隧道工程施工的运用摘要:复杂的地质条件和地质灾害是隧道施工中的难题,发生地质灾害将造成巨大的生命和财产损失。
因此,可靠地探测地质缺陷特征,如断层、岩溶洞穴和地下水,具有重要的现实意义和理论价值。
本文介绍了超前地质预报(地质雷达法)和半航空物探(半航空瞬变电磁法)在隧道工程施工的运用。
引言在中国,许多大型项目正在进行中水利、水利等建设水电站、铁路、公路、能源储存和运输系统,以及地下矿山。
这些项目为我们提供了一个重要的机会地球工程的进展。
然而,严重的由于环境复杂,也存在挑战地质条件和潜在地质灾害在隧道施工过程中,造成了巨大的生命损失还有财产。
因此,改进地质缺陷的探测能力是非常重要的,例如探测断层、溶洞和地下水涌出。
中国在建隧道具有长度长、体积大的特点覆盖层和复杂的地质条件。
例如,宜昌至万州铁路建在山区,以高风险岩溶程度高的突水危险。
该地区已发现严重的突水危险马鹿青隧道和沿途的野三关隧道宜昌至万州铁路发生严重伤亡事故经济损失。
在水电工程领域,北京锦屏二级水电站副洞四川省有2375米深和17.5公里深长覆盖层使隧道埋在下面极高的地应力。
1.隧道工程施工的探测技术1.现有的探测技术在这下面在这种情况下,隧道的施工可以受到潜在岩爆的影响通过释放地应力,尤其是在不良地质条件,如断层、软弱岩石特征和地下水。
地质灾害防治研究在隧道施工过程中已经成为一个重要的问题中国的问题,包括相关机制治疗技术和探测技术。
地质缺陷特征的探测在危险控制中起着重要作用本文提出。
目前,探测地质灾害的方法危险源可分为两类:地质调查和地球物理勘探。
地质调查包括工程地质分析、先导开挖和岩心钻探,同时地球物理勘探包括地震、电磁和地质雷达方法。
每种方法它有自己的优点和缺点。
2、隧道工程施工探测的难点可靠探测的挑战性问题包括:(1)故障的识别和定位,裂缝、溶洞和地下水体(如地下河);(2)含水层探测;(3)探测的解释结果在多种解释的背景下物探成果及优化探测方法的选择。
综合地质超前预报技术在岩溶隧道中的应用分析
道 施 工期 常用 的超前 地质 预 报 主 要 有 4类 : 地 质调 查 分析 法 、 地 球 物理勘 探 法 、 超 前水 平钻探 法 以及超 前 导 坑预 报法 等 。实践 证 明 , 遂 址 区地 质 条 件 复 杂 时 单 一
收 稿 日期 : 2 0 1 2 — 1 0 . 2 O; 修 回 日期 : 2 0 1 2 . 1 2 — 2 5
基金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 项 目( 4 1 0 7 2 2 5 6 ) ; 教育 部 高 等 学 校 科 技 创 新 工 程 重 大 项 目培 育 资 金 ( 7 0 8 0 1 0 ) ; 中 央 高 校 基 本 科 研 业 务
地质体 时 , 可采 用加 深炮 孔 探 测 断 层 及破 碎 带 地 下水 的发 育情 况 。同时 应 注意 宏 观 预 报指 导 微 观 预报 , 长 距离 预报 指导 短距 离预报 。综 合地 质超前 预报 具体 流
程如 图 1 所 示 。
地 下 高压 富水 区等 不 良地质体 实施 准确 的超 前地 质 预
的超 前预 报方 法 由于 受施 工 场 地 或 技 术 限制 , 效 果并 不理 想 。因此 , 对 于 地 质 条 件 复 杂 的 隧 道 工 程 需 要根 据灾 害异 常 区 的实 际情 况 , 选 择搭 配 多 种 不 同 方 法进 行 隧道综 合地 质 超 前 预 报 , 综 合 分析 , 取长 补 短 ,
图1 综 合 地 质 超 前 预 报 体 系
T R T 6 0 0 0等 为主 作进 一 步 预 报 , 在 此 基 础上 使 用 地 质
2 工 程 概 况
岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析
岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析1. 引言1.1 岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用分析是对岩溶地质特点进行综合考量,利用现代化的钻探技术进行勘察,探测地下岩层情况,为岩溶地区的岩土工程建设提供科学依据和技术支持。
岩溶地区因其独特的地质构造和地貌特征,在岩土工程勘察中面临诸多挑战,如地下水位变化大、岩溶溶洞易发、地下岩体不稳定等,这些挑战使得传统的勘察方法在岩溶地区应用受到限制。
随着钻探技术的不断发展和完善,如声波钻探、岩芯取样技术等的应用,能够有效地解决岩溶地区的勘察难题,提高勘察的准确性和可靠性。
通过在岩溶地区的真实工程案例中应用钻探技术,可以更好地了解地下岩体的结构和性质,为工程设计和施工提供可靠的数据支持。
钻探技术在岩溶地区具有明显的优势,如能快速准确地获取地下信息、探测较深层次的岩土体情况等,但同时也存在局限性,如钻孔方向受地下岩层构造影响、岩层特性难以准确判断等。
在未来的发展中,需要进一步研究和完善钻探技术,提高其在岩溶地区的应用效果,为岩土工程勘察提供更好的技术支持。
2. 正文2.1 岩溶地区的地质特点岩溶地区是指地下有溶蚀空间并以石灰岩等为主要岩性的地区。
其地质特点主要包括岩层裂隙多、岩性不均匀、地下水循环强烈、地形地貌复杂等。
岩层裂隙多是岩溶地区的一大特点,石灰岩等岩石易于溶解形成裂隙,这种裂隙不仅会对工程建设中的岩土体稳定性造成影响,还会在钻探中对孔隙水的渗流和固体颗粒的运移起到影响作用。
岩溶地区的岩性不均匀性主要体现在岩体的物理力学性质和化学性质上。
不同的岩性对钻探工程的难度和施工质量都会造成不同程度的影响。
地下水循环强烈是岩溶地区的又一特点,这种地下水系统的存在会导致岩体的溶蚀和岩溶地貌的形成,对勘察和钻探工作带来一定的困难。
岩溶地区的地质特点决定了在岩土工程勘察钻探中需重视裂隙、岩性、地下水等因素,针对这些特点采取相应的钻探技术和措施是保证工程顺利进行的关键。
综合超前地质预报在岩溶隧道中的应用
体 内 的节 理 、裂 隙 、 断层 、岩 脉 等都 在 施 工 掌 子 面 上 有 所 反 映 ,地 质 预 报 人 员对 隧道 开 挖 面 围 岩 的 工 程 地 质 及 水 文 地 质
特征作如 实的调查和 编录 ,采集必要的数据 ,然后根据开挖 掌子面 的地质情况绘制地质展 示图 ,对施工前方地质预报有
之 ~ ,隧 道 全 长 8 7 m , 内设 人 字 坡 ;大 支 坪 隧 道 出 口工 点 72 施 工 里 程 D 14 0 0~D 1 8 9 2 全 长 4 1 m , 其 中 有 K3+0 K3+ 1, 92
质 勘探 、地质 素描、T P S 探测、地质 雷达 法、红外探 水法、
向和 视 倾 角 延 伸到 边 墙 上 ,即得 到 隧道 预 测 地质 展 示 图。 大 支 坪 隧 道 施 工 中对 开 挖 掌 子 面地 质 素 描 一 般地 质 每 天 做 一 次 ,异 常 地 质 每 循 环 做 一 次 ,根 据 平 导 地 质 素描 推 断 正
几 十米 。具 体 方 法 是 先按 11 0 : 比例 尺做 出开 挖 面 附近 及 前 方 O
一
塌 陷 、地 下 水 流 失 、 地 表 水 枯 竭 等 地 质 灾害 和 环 境 问 题 的 可
定 长 度 的 隧 道 设 计 尺 寸 展 开 图 ,然 后 将 开 挖 面 及 附 近 边 墙
围岩 级 别 。 3大 支坪 隧 道 出 口主要 预 报 方 式 . 针 对 大 支 坪 隧 道 出 口的 不 良地 质 情 况 ( 要 为 岩 溶 、 岩 主
其 走 向 延 伸 到 正 洞 两 边 墙 脚 ( 拱 脚 )即得 到 隧道 底 板 ( 或 或
拱顶 ) 预测地质平面 图。再 由两边墙脚 ( 或拱脚 ) 其视 倾 按
岩溶发育地区复杂条件下隧道施工技术研究
岩溶发育地区复杂条件下隧道施工技术研究摘要:随着交通运输行业的飞速发展,公路工程项目修建也越来越多,国家基础建设的中心逐步向岩溶发育的西南部地区倾斜,公共交通俨然成为基建的重点项目,复杂、多变的岩溶地质条件已成为交通建设所面临的巨大挑战。
特别是在云南山区建设中,隧道施工在穿越溶洞密集而复杂的环境时,结合现场地质情况与超前地质预报资料,采取合理的处治方式已成为隧道施工中急需解决的关键性问题。
本文详细分析了岩溶洞穴的隧道施工处治建议,为同类工程施工提供经验参考。
关键词:隧道工程岩溶地区超前地质预报超前加固处理溶洞处治建议0前言岩溶是指可溶性岩石,受水的水化和机械作用产生沟槽、裂隙和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象。
我国70%面积为山区,地理地质条件十分复杂,分部着大面积的碳酸盐地层,主要集中分布在我国西南省份地区。
由于岩溶地区隧道地质情况变化多样、尤其复杂,安全施工技术一直是热点关注问题。
本文旨在岩溶地区隧道施工技术的研究与总结工作,对岩溶地区隧道施工有着普遍而重要的现实意义。
1地质超前预报目前隧道超前地质预报的方法主要有地质素描法、超前钻探法、地球物理探测法(简称物探法)和综合判定法等。
常用的物探手段是地质雷达法,一般不单独使用,通常结合掌子面地质素描手段进行综合地质预报。
地质素描主要对掌子面的地质情况进行客观、准确的描述,主要内容包围岩特征、构造发育情况、地下水状态、围岩的稳定性等方面。
根据已建和在建隧道的地质超前预报结果与后续开挖揭露情况分析得出,溶洞大体可分为以下几种类型:空腔型溶洞。
一般为无水、干燥型,比较容易识别。
完全充水型溶洞。
洞内全充填着水,较难判定溶洞后端位置,进而不容易准确界定溶洞的空间位置及尺寸大小。
泥质充填型溶洞。
较为准确的判定大小及轮廓。
2岩溶隧道处治原则岩溶的分类方式众多,类别也繁杂。
根据查阅的相关文献,结合分析过往的施工经验,岩溶灾害处治的原则为“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”。
隧道岩溶综合评判方法和超前探孔在乌池坝隧道岩溶预报中的应用
a v n e o e a tf r c s, b a n g o f c . d a c d f r c s o e a t o t i o d e f t e
【 e od ] u nl asA ayi o as;h pcl nls ;as ea ainss m;gn tcnlg K yw rsT n e krt n l s f r T et i a iK rt vl t yt A e teh oo ; s k t y aa y s u o e y
k rtwa e , d l n si e p o l m. h r d ci n e r r sma n y t h u n lk rtwa e u h n c a im a d t e lc fu d rt n i g o e a s tr mu , a d l r b e T e p e i t ro  ̄i d o i l o t e t n e a s t rg s i g me h n s n h a k o n e sa d n ft h
jded ent aeasinic pat a ad rasi avne gn ytm. ae ntew se i w yp o o eth a sa xmpe u g os "h v ce ti, rci l n el t da cdaetss f c i c e B sd o h et hg a ol ft i tdm a nea l n r h h g ,
cnsrcin ae otn o c rd e t h as trg s ig pe ito lo n o sr cin sft rbe a s d b h x mpe ae a lto o tu t r f c u u o te k rtwae hn rdcin eT r a d c n t to aey p o lmsc u e yt ee a l,h v o f o e u u
岩溶地区公路隧道穿越大型溶洞处治措施分析
岩溶地区公路隧道穿越大型溶洞处治措施分析摘要:溶洞地貌的隧道在高速公路的施工中占很大一部分,这说明了我国高速公路施工技术得到了很大的发展。
但是在实际的施工情况中也遇到了各种各样的问题。
关键词:岩溶地区;公路隧道;溶洞1高速公路隧道穿越溶洞段施工的重难点对某隧道的基本情况进行分析后,总结出施工中的重点和难点:(1)洞口浅埋段,围岩由残坡积层黏土和中风化灰岩构成,拱部易产生塌方,侧壁自稳性较差,易形成大的坍塌。
(2)隧道穿越地区多低洼,计划建设的隧道需要穿越山岭,其中存在的地质问题主要是岩溶。
隧道区溶蚀漏斗发育,位置分布于ZK53+355左200m~ZK53+432左200m、ZK53+422左30m~ZK50+469左15m、YK53+507右88m~YK53+577右94m、YK53+674右168m~YK53+737右143m和ZK53+702左105m~ZK53+745左91m,其中前四段呈串珠状分布在路线两侧,对隧道施工影响最大。
对隧道施工影响较大的溶蚀漏斗分布如表1所示。
(3)岩溶和岩溶水的超前探测以超前地质预报为主要手段,采用动态设计、动态施工的原则进行处治。
根据溶洞发育的规模及与隧道主洞的关系,采用TSP和超前地质雷达等超前地质预报系统对溶洞和不良地质进行超前预报,对异常段采用钻孔超前探测验证。
经过勘探发现,在隧道工程中岩溶造成的影响为坍塌、漏水等。
(4)断层破碎带地质较差,会对整个隧道施工造成影响。
表 1 隧道区溶蚀漏斗一览表2高速公路隧道穿越溶洞段处治技术在具体的施工中,通过对公路隧道穿越溶洞段空中洞穴的整个情况进行前期探测,考虑到洞内实际情况和现场施工条件,有必要采取相关技术施工处理溶洞。
在对溶洞段进行处理时,要遵循“动态施工、动态管理”及“先探测、管超前、短进尺、弱(非)爆破、强支护、勤量测、快封闭、仰拱超前、二衬紧跟”的原则。
从环境保护方面来看,要尽可能减少施工过程中对周围环境造成的影响,秉持具体问题具体分析的理念,坚持动态施工,利用好各种勘探技术,制订详细、科学的方案,及时掌握施工环境的变化,制订好相应的预防措施。
TGP206型隧道地质超前预报仪在岩溶发育隧道中的应用
随着高速公路 和铁路 的不断建设 和发展 ,长大 隧 道在路 网中所 占比例逐步上升。由于隧道 工程的工程
工干扰小 ,预报范围较 为广泛 等优点 ,在隧道超前地 质预报 中,应用越来越 广泛。 本文针对 中山顶隧道溶岩 ,采用 T P 0 6超前地 G 20 质预报 系统 获取隧道 的地质 信息 ,调 整 了防护措 施 ,
。
作者简介 :黄元元 ( 9 4一) 18 ,湖北随州人 。助 理工程师 ,从 事工 程地质研究 。E m i:5 6 23 @q. o — a 3 18 5 1 q em。 l
( )接收 探头 用三 分量 速度 型 传感 器 ,与 压 电 2
黄元元 ,等 :T P 0 G 26型隧道地质超前预报仪在岩溶发育隧道 中的应用
灰岩 , 岩体较破 碎, 岩层为强富水 、 透水层 , 隧道 地表两侧均 发育有 大型的岩溶 洼地 , 地表 岩 溶漏斗 、 落水洞较发育 , 推测发育有岩溶管道 , 雨季可能会有地下水顺 岩溶管道产生 突水 、 突 泥现象
Z 6 K1 6+9 7 ~ZK1 7 +0 5 0 6 7 YK1 6+91 ~YK1 7 +0 0 6 0 6 7
V Ⅳ
摘
要 :介绍 了 T P 0 G 2 6型隧道地 质超前预报仪 的基本原理和探测过程 ,并结合 T P探 测技 术在 G
隧道岩溶 中的超 前地质预报 的具体应 用,通过 对 比分析 验证 了预报 结 果的准确性 ,展 示 了 T P预报 G 系统在 隧道施 工地质超前预报 中的广 阔前景 。
地质描述
表 1 中山顶 隧道 围岩等级 分布
围岩等级
第四系残破积层及灰岩层 , 下伏灰岩为较坚硬岩 , 裂隙、 溶隙发育 , 围岩较破 碎 , 稳定性较好 , 埋 深 浅 灰岩 , 岩体较完整 , 中 一厚层结构 , 呈 洞身侧壁基本稳定
高速公路隧道施工岩溶超前地质预报方法及处置措施探讨
隧道坍塌
隧道坍塌是岩溶地区隧道施工的另一种常见危害,由于岩溶地区的岩石多呈破碎、松散状态,且溶洞、溶蚀裂隙等发育,导致隧道围岩的稳定性极差,很容易发生坍塌事故。
制定应急预案
根据应急预案要求,配备相应的应急设备和物资,如抽水设备、注浆设备、堵漏材料等。
配备应急设备和物资
定期组织隧道施工人员进行应急演练,提高应急处置能力。
定期组织应急演练
未来发展趋势及挑战应对
CATALOGUE
06
钻探与测试技术
通过超前钻探、取芯分析等手段,直接获取掌子面前方的地质信息,判断岩溶的规模、形态和充填情况。
双液注浆
将两种不同的浆液混合后注入岩溶裂隙或空洞中,通过化学反应形成结石体,提高加固效果。
高压旋喷注浆
利用高压旋喷设备将浆液注入岩溶裂隙或空洞中,形成柱状或板状结石体,提高围岩的整体性和稳定性。
在隧道内设置排水沟,收集地下水并引导至集水井或排水管道中。
排水沟设计
在隧道低洼处设置集水井,收集地下水并通过水泵抽出洞外。
有水充填型溶洞①高压富水充填封闭溶洞溶腔采用释能降压和注浆加固措施处理。②自稳能力极差的充填型大型溶洞或洞穴、可溶岩与非可溶岩接触带、富水型节理裂隙密集带、地下水极其发育的基岩地段,经超前地质预报后可能发生涌、突水(泥)等施工灾害、危及施工安全时,可采取超前全断面注浆、超前帷幕注浆、超前局部注浆、开挖后全断面径向注浆、开挖后局部注浆及开挖后补注浆等多种注浆加固措施。(3)施工现场揭露溶洞后,应及时通知各方,并根据现场情况由四方会议确定溶洞的处理方案,严禁施工单位私自封闭溶洞。
隧道地质超前预报在沪昆高铁岩溶地区的应用分析
2 0 1 3年 第 1 期( 总第 8 1 期)
隧 道地 质超 前 预 报在 沪 昆高铁 岩 溶 地 区的应 用 分 析
罗 宗 帆
( 中铁二十局集 团沪 昆客专线 5 6 1 0 0 0 )
摘 要
岩溶形态复杂, 界面极不规则, 对地震波难以形成有效的反射, 主要以散射形式为主, 信号较弱, 干扰大,
难 以预报 。本文使用 T S T技术对 沪昆高铁 贵州段 中斗磨 隧道进行超前 探测 , 探测结果发现 T S T超前预报与地 质 雷达 的长短期结合能够较好的完成岩溶地区的隧道超前预报工作。
关 键词
高铁
隧道 岩溶
隧道超前预报 T S T 散射
隧道地质 超前 预报 技术 可 以预测掌 子 面前方 的 不 良地 质条 件 , 对预 防地 质 灾 害 的发生 和保 证 施 工 安全具 有重 要 的意 义 。 目前 在 我 国 的铁 路 、 公 路 隧
2 超 前 预 报 方 法选 择 和 原 理 的 介绍
2 . 1 超 前预 报方法 的选择 斗磨 隧道 属 于 岩 溶 地 区 隧 道 , 集 中了断层 、 岩
对 于 如断层 构造 和岩性 界 面这样 的二 维地质 对
象, 因为其延伸大, 反射信号强 , 预报难度相对较小。 而像 岩溶地 区 , 构造 复杂 , 集 合 了如 断层 、 岩溶、 高应
于石 家苗寨 北东 侧 山顶 , 高程 1 5 0 1 m, 属条 形 中 山 。
・
使用 米散 射理论 ( Mi e s c a t t e r i n g ) ;
D> 0 . 3 1 时, 可 以认 为满 足 D> > 条件 , 使用 反 射理论 l 7 ( S n e l l r e f l e c t i n g ) 。
地质雷达、TSP203等探测技术在岩溶隧道施工中的综合应用技术-课题进展及阶段性成果
地质雷达、TSP203等探测技术在岩溶隧道施工中的综合应用技术——课题进展及阶段性成果目前宜万铁路我指挥部负责标段施工正进入攻坚阶段,隧道施工也进入了关键阶段,地质雷达、TSP203等地质探测技术在隧道施工中也得到了广泛的应用,为保障施工安全,提高技术应用水平,我单位课题攻关组对各种探测技术在岩溶隧道施工中的综合应用技术积极进行了跟踪研究,收集了大量资料、数据。
目前已取得了一定进展和阶段性成果,现将具体情况汇报如下:1、 地质雷达探测技术1.地质雷达工作原理地质雷达是一种无损检测设备,主要由控制单元、天线和界面单元组成,控制单元是雷达的核心部分,它是在计算机的基础上配合信号发生触发器、A/D转换器共同组成。
地质雷达工作时向地下发射高频电磁波,当遇到不同介质分界面时产生的回波由天线接收极接收,反射界面的深度可由公式D=V*t/2=C*t/2(r ½)求得。
(C为电磁波在空气中的介电常数,t为电磁波在衬砌介质中的双程旅行时间,r 为介质的相对介电常数值)。
其中雷达波在不同介质中的传播速度是不一样的,因此我们需要对不同介质的层设置不同的雷达波速,以得到精确的分层厚度值。
一般我们采用钻孔取芯的方法或在已知厚度的地方做实验得出真实的波速值。
波速值的求法是根据波在介质中的双程走时时间不变的原理来求得的,即 D1/V1=D2/V2=△t(D1为钻孔取芯得到的实际介质分层厚度,V1为我们需要求的雷达波速值,D2为从雷达图上读出的介质分层厚度,V2为在测量前事先设定的雷达波速),雷达工作原理如下图所示:控制单元雷达天线测量表面界面单元反射界面地质雷达工作原理示意图2.探测执行规范、仪器设备及测量参数地质雷达检测参照规范《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-98)、《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98)执行。
我标段采用意大利IDS公司生产的RIS-2K探地雷达,使用IDSGras现场数据采集软件IDSGRED/IN/LAYERING后处理软件、三通道数据采集单元AU-CU3、VA80MHz屏蔽天线、博泰克RIS-2K数据采集相关配置硬件。
综合超前地质预报在三都隧道岩溶段的应用
文章编号:1009-6825(2013)06-0158-03综合超前地质预报在三都隧道岩溶段的应用收稿日期:2012-12-31作者简介:史友海(1981-),男,工程师;任昌真(1981-),男,工程师史友海任昌真(中铁隧道集团有限公司贵广指挥部,贵州都匀558000)摘要:结合贵广铁路三都隧道DK135+508 DK135+408岩溶段施工实例,为探测岩溶情况,综合应用TSP203地震波法、地质雷达法、红外探水法、超前水平钻孔以及加深炮孔等多种预报手段。
经过现场施工揭示,围岩实际情况和预报结果基本吻合,在此段岩溶发现、探测以及岩溶施工方案制定均发挥了重要的作用,保证三都隧道穿越此段岩溶富水地带的施工安全。
关键词:地质预报,隧道,岩溶,应用中图分类号:U456.33文献标识码:A三都隧道全长14637m ,为Ⅰ级风险隧道,为贵广铁路控制工期工程,大部分段落处于可溶岩地层内,其地质条件复杂,突泥、涌水风险极高。
三都隧道施工过程中严格执行“物探先行、钻探验证、先探后掘、不探不掘”的原则组织施工,采用综合超前地质预报手段对掌子面前方及隧道周边、隧底进行综合探测预报,准确掌握隧道前方及隧道周边的工程地质、水文地质情况,以及溶洞规模大小、与隧道之间的位置关系、充填物的状况,综合超前地质预报在三都隧道DK135+508 DK135+408段岩溶发现、探测以及方案制定上发挥了重要的作用。
1原设计概况设计物探资料显示DK135+880 DK136+020段为极低阻闭合圈,且延伸至隧道洞身以下,施工时可能遭遇规模较大的围岩破碎、溶洞、突水、突泥等灾害,并具备发育大型溶洞洞穴及地下暗河的可能性。
该段褶曲构造为大田背斜的一翼和大田1号向斜边缘,上覆石英砂岩夹砂质页岩、粉砂岩,下伏页岩、钙质砂岩,夹粉砂质灰岩、泥质砂岩夹页岩,洞身基岩为薄 中厚层状灰岩、白云岩偶夹石英砂岩,段内溶蚀现象明显,岩溶发育。
其中DK135+840 DK135+100段设计为Ⅲ级围岩,处于可溶岩地层范围内。
岩溶隧道超前地质预报的应用实践
关 键 词 :岩 溶 隧道 ;超 前预 报 ;T P S ;地 质 雷达 ;红 外探 水 ;综 合 分 析 ;预 报 成 果 中图分 类 号 :P4 .5 6 22 文献 标 识码 :A 文章 编 号 :17 1 1(08 S 09 0 61— 2 120 )4— 02— 7
12 2 断裂破碎 带 ..
勘察 设计 各阶段 的地 质 调查 和物 探 工作 揭 示 , 有 断裂破碎 带穿 越 隧道 , 得 隧道 的岩溶 发 育 和 岩溶 水 使
患问题更 加突 出和复 杂化 。
1 2 3 软 岩 ..
道 的地质重 点 , 采用综 合预报 技术 , 结合 地 质资 料和 隧 道 开挖不断 揭露 的地 质 条 件综 合 分 析 , 以获 得 理 想 可
( )隧道穿越含煤地层 , 3 煤层 的位置 、 产状、 厚度 ,
是否存 在采 空 区 , 瓦斯含量 及影 响范 围 ;
收稿 日期 :20 0 8—1 一l 1 1
作者简介 :黄平原 (9 4 ,男 。高级工程师 , 事工程物探和隧道超前预报工作。E— a :S D W @16 o 17 一) 从 m i L K T 2.m l c
用 的工作特 点 。应 用 实 践表 明 , 要 针对 性 的把 握 隧 只
洼地 、 岩溶 漏 斗 、 水 洞 、 沟 ( ) , 下既 有 现 代 落 溶 槽 等 地
含 水岩溶 管道 系统 , 又有 干 的古 溶洞 , 岩溶发育 强烈 。
除岩溶对 隧道稳 定 性 有 影 响外 , 中丰 富 的岩 溶 其 水 产生 的突水 、 突泥等 灾害 的影响也很 突 出。
2 隧道 地 质超 前 预 报
岩溶地区隧道工程中地质预报的综合应用
岩湾隧道为变 间距的 四车 道高速 公路 隧道 ,位 于恩 施
市 白果 坝 镇 境 内 。隧 道 左 线 长 27 5 2 5m,右 线 长 27 3 6 .7 7
( )T P超前 地质预报 ; 1 S ( )超前水平钻孔 ; 2
( )红外探水 。 3 超 前 钻 孔 和 红 外 探 水 易 于 掌 握 ,操 作 简 单 且 探 测 结 果
化 学 作 用 和 机 械 破 坏 作 用 而 形 成 的 ,其 表 观 特 征 就 是 形 成
基于上述 的分析 ,提 出在 岩溶 地区隧 道工 程 中采用 地
各种地表和 地下 溶蚀现 象。虽然 成 因要素都 相 同 ,但 由于
自然气候 、地 质条 件 、时 间作用 等的不 同,区域 问 的岩 溶
灰岩。隧道区无 常年流 水 ,地表 水相 对 比较贫 乏 ,大气 降 水一般会很 快顺 坡 面 向洼 地 汇集 ,通过 节 理 裂 隙、溶 洞 、 落水洞等进入地 下 ,转入 地下 水系统 。隧道 区岩 溶相 当发
育 ,岩 溶 形 态 更 是 复 杂 多 样 ,有 溶 沟 、溶 隙 ( ) 溶 槽 、溶 孔 、
摘 要 :本 文 介 绍 了 多 种 地 质 预 报 的 综 合 运 用 ,可 以 1。 5 ,高 度 为 距 隧 道 底 面 1m 高 。 在 隧 道 两 侧 ,距 第 一 个 爆
有 效提 高岩 溶 地 区 隧道 工程 的 预报 准 确 性 。 关 键 词 :岩 溶 隧道 ;地 质 预 报 ;综 合 应 用
但 现场是搞施 工 而不是 搞试 验 ,往 往 工人 实际 操作 中
无法 严 格 实 现 上 述 要 求 , 同时 装 药 量 的多 少 会 改 变 地 震 的
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浅谈岩溶及超前探测技术在岩溶隧道中的应用摘要:当隧道穿越可溶性岩层时,常遇到大小不等,部位不同、充填物及充填程度不同和含水量不等的溶洞。
它们都给施工带来一定困难,有的甚至是灾难性的。
如隧道底部充填深而充填很松软,隧道基底难于处理;有的溶洞岩质破碎,易坍;有时遇到大水囊或暗河,岩溶水或泥沙水大量涌入隧道,形成突水突泥,造成重大伤亡事故;有时遇到填满饱含水分的充填物的溶槽,掘进至边缘时,含水充填物不断涌入隧道,难以遏止,以至地表下沉,山体压力聚增,如大瑶山隧道竖井涌水;有的溶洞、暗河迂回交错,分支错综复杂,范围宽广,处理十分困难,甚至被迫改线等。
关键词:岩溶;超前探测;施工技术
abstract: when the tunnel through the soluble rock, often encountered in varying sizes, different parts of the filling and the filling degree and water content ranging from the cave. they gave the construction of certain difficulties, and some may even be disastrous. filling, such as the tunnel at the bottom of a deep and filled with very soft tunnel substrate is difficult to handle; some cave rock crushing, easy to collapse; sometimes encounter large bladders or underground river, karst water or sediment water influx of the tunnel, the formation of water inrush sudden mud, resulting in heavy casualties; sometimes encountered fill the melting of the
filler trough full of water, water filling the continuous influx of tunnel excavation to the edge, so difficult to curb, as well as surface subsidence, mountain pressure polyethylene growth, such as yao gushing mountain tunnel shaft; some caves, underground rivers circuitous staggered complex branch of a broad range of handling very difficult, and even forced to change the line.
key words: karst; advanced detection; construction technology
中图分类号: u45 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)前言
岩溶(喀斯特)是可溶性岩石在水的溶(侵)蚀作用下,产生的各种地质作用、形态和现象的总称。
岩溶作为山区隧道施工一项主要的影响因素,岩溶隧道修建引起的灾害问题主要为涌突水、突泥(沙) 、塌陷, 导致隧道围岩及支护结构变形、开裂、失稳直至坍塌,同时制约工程进度, 直接危及人员和机械设备的安全, 并造成工程投资的增加和生命财产的
损失, 还影响生态环境。
对岩溶隧道进行超前地质预报是规避施工风险的最主要手段。
岩溶对隧道施工的影响
随着西部大开发战略的实施,隧道施工出现“大、长、难”趋势,隧道穿越岩溶区等复杂地质区域的比例逐步提高,在岩溶地区
隧道施工过程中因岩溶造成的各种问题也层出不穷。
岩溶主要的影响如下:
岩溶涌水突水
岩溶涌突水是岩溶隧道建设过程中最为常见的地质灾害,岩溶隧道开
挖后改变了隧道所处地区地下水原有的运移、排泄条件,开挖的隧道成为新的排水廊道。
岩溶涌突泥
岩溶涌突泥往往发生在隧道开挖过程中,隧道开挖揭穿了溶洞或者岩
溶管道,使溶腔内赋存的填充物突然涌出。
溶洞涌突泥的发生具有突发性,所以危害大。
溶洞涌突泥既可能造成洞内人员伤亡,机械设备掩埋、破坏,隧道施工的中断,又可能导致地表塌陷的发生。
超前地质预报项目选择原则
在隧道岩溶段施工地质超前预测预报方法,原则上采用“五结合原则”,即地表和洞内相结合、长距离和短距离相结合、宏观控制和微观探测相结合、构造探测和水探测相结合、地质法-物探法-钻探法相结合原则。
按照以上原则,通过地质法分析前方地质构造,物探法确定前方不良地质。
施工中在tsp、地质雷达、红外探水、地质素描等手段的基础上,把钻孔法作为主要手段,对施工过程中隧道开挖掌子
面前方及开挖后隧道周边隐伏岩溶进行多方位立体式探测。
通过各种预报方法相互验证,不断总结提高预报的准确性,较确切的探明溶洞、溶腔的确切位置、规模,溶洞、溶腔的处理提供科学依据。
超前地质预报关键技术
(一)超前地质预报常用方法
1、工作面地质素描预报
隧道开挖爆破后通过地质素描手段,及时查看工作面地质情况,修正设计阶段的地质信息,经工程地质类比预测隧道前方的地质状况,并为其他超前地质预报方法提供基础资料。
地质素描的具体内容主要包含岩性、构造、地下水状况、围岩变形破坏记录。
2、高密度电法
高密度视电阻率法是一种阵列勘探方法,也称自动视电阻率系统,是直流电法的发展,其功能相当于四极探测与电剖面法的结合。
通过电极向地下供电,形成人工电场,其电场的分布与地下岩土介质的电阻率ρ的分布密切相关,通过对地表不同部位人工电场的测量,了解地下介质视电阻率ρ的分布,根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。
该方法对围岩的含水情况特别敏感,如果围岩破碎含水,其视电阻率明显降低,完整、坚硬岩土的电阻率明显高于断层带或破碎带和富水带的围岩的视电阻率。
高密度电法工作原理示意如图1所示。
3、隧道地震波法(tsp)
地震波超前地质预报系统是准们为隧道与地下工程超前地质预报研制开发的设备,它为方便快捷地预报掌子面前方100-200m范围内的地质情况提供了一种强有力的方法和工具。
地震波超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的。
它是在掘进面后方墙壁一定范围内布置一排爆破点,以此进行微弱爆破,产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播,当岩石强度发生变化时,比如有断层或者岩层变化,信号的一部分被返回,如图2示意。
返回的信号被经过特殊设计的接收器接收转化成电信号并进行放大。
根据信号返回的时间和方向,通过专用数据处理软件处理就可以得到岩体强度变化界面的位置和方向。
4、地质雷达
探地雷达的工作原理与探空雷达类似,其理论基础为高频电磁波理论。
工作方法是以宽频带短脉冲的高频电磁波的反射来他侧目的体及地质现象,如图3所示。