隧道突水突泥解析
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。
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
隧道突水突泥处理方案及技术分析
隧道突水突泥处理方案及技术分析对于突水突泥灾害已经发生的前提下，应灵活、主动地根据相关条例制定应对方案，有条不紊地对已发灾害进行处理，防止次生灾害的发生。
在以后隧道突水突泥研究中，应将重点放在对施工生产管理能力和地灾隐患探测精度的提高上，充分的认识灾害发生的成因与机理，才能更好地服务于隧道工程的建设。
一、突水突泥处理方案1、突水突泥应急措施⑴将人员立即撤离，清点完人数后，把详细情况尽快向上级报告；⑵在确定保证安全的前提下，将机械设备转移至安全地带；⑶迅速切断危险区电源，在保证安全的情况下，恢复安全地带的照明；⑷应迅速成立领导小组，组织人员对灾害的成因、规模、性质等进行调查，经过全面的分析之后，迅速做出有效的针对突水突泥灾害的处理方案，防止次生灾害的发生，最大限度保证设施及人员安全。
2、处理方案处理原则：在大量隧道工程突水突泥事故处理的实践基础上，一般遵循“以疏为主、堵排结合”的原则。
如果在地下水较大的可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带等地段，为了很好地达到堵水、防水的目的，在分析各项实际情况的基础上，采取“以堵为主、限量排放”的原则，最大限度地减小灾害的危害程度，达到经济合理的目的。
处理方法：对于隧道突水突泥灾害，其形式多种多样，处理方法也随之改变，应根据具体的施工、地质和灾害发生情况，采取合适的处理技术，最大程度地减少人员与财产的损失。
注浆加固、封堵、充填封闭、疏导、跨越等是通常情况下经常采用的处理方法，对于灾害的处理应在时间和空间上合理安排相适应的处理方法，以达到最优的处理效果。
针对施工过程中岩溶孔洞、岩溶裂隙、岩溶突水灾害的突发情况，应对大型溶洞进行地质雷达或地震反射的超前探测，并且使用红外线仪器探测进行岩溶水的探测，以便对隧道开挖工作面前方的地质情况有深入的了解。
二、案例分析1、工程簡介某隧道位于广西境内三都-五通间，全长1666m，施工由出口端单向掘进，出口里程为DK320+804，掌子面里程为DK320+220，洞口距掌子面约584m，设计围岩为Ⅳ级，主要地质为含砾砂岩、砂质泥岩、砂岩夹页岩，灰黑色页岩及硅质岩夹页岩，隧道埋深约140m。
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。
隧道突水突泥致灾构造识别方法及其工程应用
隧道突水突泥致灾构造识别方法及其工程应用一、引言隧道在城市建设和交通运输中起着至关重要的作用，然而隧道工程施工过程中突遇水和泥浆等灾害问题成为制约隧道建设的关键因素，因此对隧道突水突泥致灾构造进行识别和预防具有重要的意义。
本文将重点介绍隧道突水突泥致灾构造的识别方法及其工程应用。
二、隧道突水突泥致灾构造的基本概念1.隧道突水突泥致灾构造隧道突水突泥致灾构造指在隧道工程中出现的因地质构造、水文地质条件等因素而导致的突然涌水和泥浆流入隧道工程，造成隧道施工和使用中的严重灾害。
2.形成原因隧道突水突泥致灾构造的形成原因主要包括地下水流动、地下水位、地质构造、地下水承压等各种因素，这些因素相互作用导致了隧道工程中突发的水灾和泥浆灾害。
三、隧道突水突泥致灾构造的识别方法1.地质勘探地质勘探是对地质结构、岩土性质、地下水情况等进行详细的调查和分析，包括地质勘察、地震勘探、岩土勘测等技术手段，通过对地下情况的深入了解，可以初步判断隧道突水突泥致灾构造的可能性。
2.地下水位监测隧道施工及使用阶段对地下水位进行持续监测，并建立相应的监测网络，对地下水的动态变化进行实时掌握，及时预警地下水位超过临界值，以避免突发涌水灾害。
3.地质雷达探测技术地质雷达技术可以对岩土层结构进行高分辨率的探测，通过地球物理探测手段进行地下空腔、微裂缝、孔隙等进行定性、定量分析，判断隧道周边地下构造的稳定性，发现潜在的突水突泥致灾构造。
4.结合数学模型进行分析结合有限元分析、数值模拟等数学模型进行对隧道周围地质构造和水文地质条件进行建模和仿真分析，对地下水流动规律、岩土力学特性等进行综合分析，判断隧道突水突泥致灾构造的可能性。
4.综合方法综合以上多种手段进行隧道突水突泥致灾构造的识别，通过多方位的、多角度的分析，可以有效的提高突水突泥灾害的预警能力，保障隧道施工和使用中的安全。
四、隧道突水突泥致灾构造的工程应用1.施工前期预警在隧道施工之前可以通过对地下情况进行详细调查分析，预防隧道突水突泥灾害的发生，节约成本，提高施工效率。
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解析引言在隧道施工中，沉陷是一种无法避免的现象。
特别是在交通干道下，对交通运输等方面都会造成相应影响。
而隧道突水突泥更是对隧道施工安全性构成威胁的一种现象。
为了尽可能地减少这些问题的出现，研究并采用综合处治技术是十分必要的。
针对隧道突水突泥地表沉降的技术治理理解隧道突水突泥的原理隧道堆中过水层位于跨越车站KINF间的地层范围，以及E-M级别围岩到达0级围岩的界面位置，过水层为强石灰岩和页岩等泥质层夹层，经测定总厚度约50 M，水位到岩石面的厚度为3.5 M，过水层水位外推的面积约250 ㎡。
采用注浆法控制水流首先，注浆溶液配置应根据现场具体环境及情况来确定，选用质量稳定、具有较强连通性的注浆材料。
其次，在施工过程中要严格控制注浆方案，从注浆位置、注浆孔口布置、注浆压力等多个方面入手来实现控制水流。
采用地铁盾构法解决问题目前，地铁盾构法已成为较为成熟的隧道施工方式之一。
相较于传统的开挖施工，该方法具有施工过程中自动排水，可有效避免突水突泥产生。
此外，该方法施工范围较小，对地下水文环境污染小，安全可控性更高。
针对地表沉降的治理技术采用加固补强技术加固补强技术是解决地表沉降比较常见的方法。
一般来说，通过构建承重的增强体系来改善地表质量。
其基本思路是在地表上方施加预应力，从而增强地表的强度和稳定性。
采用岩土工程技术岩土工程技术可通过采用合适的地基处理方法，从强化地基的角度来解决地表沉降问题。
这种方法所采用的技术手段有挖沟加固、注浆、灌浆等，有效改善地表土层的强度和稳定性。
结论综上所述，针对地铁隧道施工中突水、突泥和地表沉降的治理问题，采用注浆法、地铁盾构法、加固补强技术以及岩土工程技术等多种技术手段是十分必要的。
项目施工组织应根据实际情况来确定最适合的治理方案，制定合适的施工方案和预防措施，通过科学严谨的管理和施工过程，来减少问题的发生，确保施工工程的安全、高效进行。
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。
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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。
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
地质描述
• 注浆难
•
（1）、浆液容易随流水大量流失，
不知浆液流向何处，注浆孔依然喷水，注
浆效果甚微。针对这一问题，通过组织群
众性的C技术攻关活动，经过数十次的反
复试验，调整，总结，最终确定了沙浆充
填方案。即先将溶腔隧道断面内的出水孔 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，浆液来不及凝 结就会被水流冲走。凝结时间过短，又会
• 案例陈述
天池隧道为双向行驶的单洞公路长深埋隧道，线路设计为“人”字坡，其进
出洞口位置在平面上呈弧线形，洞身段在平面上呈直线形。隧道起点里程桩 号K34+095，终点里程桩号K36+995，总长2900m。隧道区位于新华夏系的 次级沉降带，为川东南弧形构造带中垫江弧形褶皱束的一部份。区内桃子荡 背斜、丰盛场背斜及其间的向斜是该褶皱束的西部边缘，东侧石溪向斜为该 褶皱束的中部。区内构造带皆为北西凸起为弓形构造，轴向北5°东至北15° 东，不对称，一般西翼陡，东翼缓，轴面经扭摆而弯曲呈反“S”型，在倾没 端及轴部出现压扭性断裂，为高角度逆断层，以丰盛场断层规模最大。其中： 丰盛场断层断层在区内延长约29Km，倾向西，倾角70°，断距约300m。 隧址区所在地的溪沟多属次级水流，一般发源于中低山沟谷中，明显受构造 控制，多属树枝状水系，局部也形成羽毛状水系。长江为区内的最低侵蚀基 准面。因丰盛场背斜轴部为泥岩、页岩夹灰岩，为一相对隔水层，以丰盛场 背斜为界，其西侧及东侧各为一个水文单元，两侧地表水、地下水均向背斜 两翼低洼地段迳流，最终流入长江。背斜两侧水文单元内水土保持较好，雨 量充足，分布较丰富的地表水。
• 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）。
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
地质描述
2、施工难点
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。
③突水突泥排险难，对于返坡隧道，涌水无法涌出 只能靠排水机械排水