巖溶隧道涌突水風(fēng)險預(yù)測分析

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1、2014年第4期西南公路XINANGONGLU巖溶隧道涌突水風(fēng)險預(yù)測分析邵江程強覃禮貌袁泉(1.四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院四川成都610041;2.西南交通大學(xué)四川成都610031)【摘要】公路巖溶隧道在施工開挖過程中產(chǎn)生的涌突水對施工人員和設(shè)備危害極大,在隧道勘察和設(shè)計階段如何評價在巖溶隧道施工過程中是否存在涌突水風(fēng)險,涌突水對隧道的危害程度如何是對隧道施工建設(shè)具有重大意義。本文根據(jù)隧道涌突水量和伴隨災(zāi)害的情況對涌突水危害程度分為一般危險程度涌突水、較高危險程度涌突水、高危險程度涌突水和極高程度涌突水,并從巖石特征、地質(zhì)構(gòu)造、地下水的動力條件以及開挖隧道的特征

2、對隧道涌突水采用模糊數(shù)學(xué)分層次構(gòu)筑權(quán)重加權(quán)計算涌突水評價分值,根據(jù)不同評價分值進行巖溶隧道涌突水點危害程度分級?!娟P(guān)鍵詞】巖溶隧道;涌突水;風(fēng)險【中圖分類號】U456.3+2【文獻標(biāo)識碼lA力條件,而導(dǎo)致儲存和運移于巖溶含水層中的地下水O弓l舌流于隧道內(nèi)驟然集中出流或分散出流的現(xiàn)象,常伴有巖溶隧道中由于揭穿溶蝕通道所發(fā)生的涌水災(zāi)涌砂、涌泥等,危及隧道的施工及運營安全。害較多,在國道213線沐新路控制性工程五指山隧根據(jù)巖溶隧道開挖可能存在的涌突水災(zāi)害的危害程度,結(jié)合涌水量大小以及涌突水過程中隧道伴道的施工中,進口掘進至K29+542時,掌子面涌水隨的災(zāi)害進行隧道涌突水危險程度

3、劃分。對隧道涌量突然劇增,達3800m3/h,隧道被淹總長度約920m,突水災(zāi)害主要分為4級,分別為一般危險程度涌突造成施工延誤達1年以上。在宜萬鐵路的馬鹿箐隧水、較高危險程度涌突水、高危險程度涌突水和極道開挖中,最大涌水量達30萬m。/h,該隧道穿越多高程度涌突水。具體見表1。條暗河,巖溶及巖溶突水、突泥問題突出,被稱為表1巖溶隧道涌突水危險程度分級表中國鐵路建設(shè)史上最大涌水隧道。危險等級涌水量伴隨災(zāi)害在隧道勘察和設(shè)計階段,如何評價在巖溶隧道一般危險伴隨有碎屑物易沿薄施工過程中是否存在涌突水風(fēng)險,涌突水出現(xiàn)的位程度最大涌水量為<2oooom/d弱處擠出。置以及涌突水規(guī)模和

4、造成危害程度的大小,對隧道較高危險最大涌水量為20000—50000伴隨有較大型碎屑物程度nl/d從薄弱處擠出。涌突水災(zāi)害提前進行判斷,進行有針對性的防護以高危險最大涌水量為50000~100000伴隨有較大型碎屑流、及支護,對巖溶隧道的順利建設(shè)是極為必要的。程度m/d或泥屑狀物質(zhì)涌出。極高危險伴隨有大型碎屑流或程度最大涌水量大于100000m/d泥流涌出1涌突水評價危險性分級口。巖溶隧道涌突水是指巖溶含水系統(tǒng)受到隧道開挖而對于如何確定涌突水點的危險性程度,較為的揭露或受自然因素影響,改變巖溶地下水系統(tǒng)水動直觀的方法主要是采用評分法來進行,在對于巖溶【收稿日期】2014-0

5、9-05【作者簡介】邵江(1973一),男,四川南江人,博士研究生,高級工程師,主要從事隧道勘察及災(zāi)害處置方面的研究工作。108邵江,程強,覃禮貌,袁泉:巖溶隧道涌突水風(fēng)險預(yù)測分析隧道某一潛在涌突水位置進行危險性評價。具體評破碎,地下水富集且與可溶巖充分接觸溶蝕,其寬度價標(biāo)準(zhǔn)見表2。(包括破碎帶和影響帶寬度)往往是決定其中地下水表2不同危險性程度評分表含量及交替循環(huán)條件的重要因素,據(jù)此,將其寬度劃危害等級一般危險性較高危險性高危險性極高危險性為5種寬度規(guī)模。以往一些評價體系中常將斷層性質(zhì)評價分值K<4040~6O60~80>8O(如正斷、逆斷和平移等)作為一個重要指標(biāo),其斷

6、層的性質(zhì)劃分依據(jù)主要是形成斷層時的應(yīng)力狀態(tài)。但而對于如何確定各涌突水點的評分值,則需要很多工程實踐表明,斷層形成以后的漫長地質(zhì)時期,根據(jù)巖溶隧道涌突水的特征,主要包括碳酸鹽巖巖隨著區(qū)域構(gòu)造及局部構(gòu)造應(yīng)力的不斷轉(zhuǎn)變,以及地質(zhì)石特征、地質(zhì)構(gòu)造、地下水的動力條件以及開挖隧體自身的應(yīng)力松弛,其形成時期的應(yīng)力狀態(tài)并不對斷道的特征來進行。層的導(dǎo)水或阻水起到太大作用。因此,在很多巖溶地2巖溶隧道主要影響指標(biāo)及特征區(qū),不論是何種性質(zhì)的斷層,其地表處都出現(xiàn)強烈的巖溶現(xiàn)象,經(jīng)過地表水和地下水的溶蝕和沖蝕作用,2.1巖石特征指標(biāo)斷層自身結(jié)構(gòu)破碎特征并不明顯。因此,本研究并沒各種可溶巖及其形成的各

7、種巖溶現(xiàn)象是巖溶水有將斷層性質(zhì)作為一項指標(biāo)列出。賦存、運移的物質(zhì)載體,顯然對隧道涌突水的影響巖體完整性是衡量非斷層區(qū)巖體導(dǎo)水空間并發(fā)性極大。根據(jù)巖溶及其主要條件,可將該一級指標(biāo)生巖溶作用的重要指標(biāo),根據(jù)節(jié)理的發(fā)育程度,將分為3個二級指標(biāo):礦物成分、結(jié)構(gòu)(包括顆粒大其分為塊狀、次塊狀和碎裂狀三種結(jié)構(gòu)類型,另外小及膠結(jié)物性質(zhì))和巖層構(gòu)造等??紤]到可溶巖多具層狀構(gòu)造,可以根據(jù)巖層厚度酌礦物成分主要考慮易溶的方解石及難溶物質(zhì)的情進行補充其它結(jié)構(gòu)類型。含量,可以劃分出影響巖溶發(fā)育的不同巖石類型,褶皺及巖層產(chǎn)狀是影響可溶巖空間

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