巖溶隧道涌突水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)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(xiǎn)預(yù)測(cè)分析邵江程強(qiáng)覃禮貌袁泉(1．四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)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(duì)施工人員和設(shè)備危害極大，在隧道勘察和設(shè)計(jì)階段如何評(píng)價(jià)在巖溶隧道施工過程中是否存在涌突水風(fēng)險(xiǎn)，涌突水對(duì)隧道的危害程度如何是對(duì)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(duì)涌突水危害程度分為一般危險(xiǎn)程度涌突水、較高危險(xiǎn)程度涌突水、高危險(xiǎn)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(dòng)力條件以及開挖隧道的特征

2、對(duì)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(jì)算涌突水評(píng)價(jià)分值，根據(jù)不同評(píng)價(jià)分值進(jìn)行巖溶隧道涌突水點(diǎn)危害程度分級(jí)?！娟P(guān)鍵詞】巖溶隧道；涌突水；風(fēng)險(xiǎn)【中圖分類號(hào)】U456．3+2【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼lA力條件，而導(dǎo)致儲(chǔ)存和運(yùn)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(yùn)營(yíng)安全。害較多，在國(guó)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(jìn)口掘進(jìn)至K29+542時(shí)，掌子面涌水隨的災(zāi)害進(jìn)行隧道涌突水危險(xiǎn)程度

3、劃分。對(duì)隧道涌量突然劇增，達(dá)3800m3／h，隧道被淹總長(zhǎng)度約920m，突水災(zāi)害主要分為4級(jí)，分別為一般危險(xiǎn)程度涌突造成施工延誤達(dá)1年以上。在宜萬(wàn)鐵路的馬鹿箐隧水、較高危險(xiǎn)程度涌突水、高危險(xiǎn)程度涌突水和極道開挖中，最大涌水量達(dá)30萬(wàn)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(xiǎn)程度分級(jí)表中國(guó)鐵路建設(shè)史上最大涌水隧道。危險(xiǎn)等級(jí)涌水量伴隨災(zāi)害在隧道勘察和設(shè)計(jì)階段，如何評(píng)價(jià)在巖溶隧道一般危險(xiǎn)伴隨有碎屑物易沿薄施工過程中是否存在涌突水風(fēng)險(xiǎn)，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(duì)隧道較高危險(xiǎn)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(jìn)行判斷，進(jìn)行有針對(duì)性的防護(hù)以高危險(xiǎn)最大涌水量為50000～100000伴隨有較大型碎屑流、及支護(hù)，對(duì)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(xiǎn)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(píng)價(jià)危險(xiǎn)性分級(jí)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(duì)于如何確定涌突水點(diǎn)的危險(xiǎn)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(dòng)直觀的方法主要是采用評(píng)分法來進(jìn)行，在對(duì)于巖溶【收稿日期】2014-0

5、9-05【作者簡(jiǎn)介】邵江(1973一)，男，四川南江人，博士研究生，高級(jí)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(qiáng)，覃禮貌，袁泉：巖溶隧道涌突水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析隧道某一潛在涌突水位置進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。具體評(píng)破碎，地下水富集且與可溶巖充分接觸溶蝕，其寬度價(jià)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(xiǎn)性程度評(píng)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(jí)一般危險(xiǎn)性較高危險(xiǎn)性高危險(xiǎn)性極高危險(xiǎn)性為5種寬度規(guī)模。以往一些評(píng)價(jià)體系中常將斷層性質(zhì)評(píng)價(jià)分值K<4040～6O60～80>8O(如正斷、逆斷和平移等)作為一個(gè)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(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。但而對(duì)于如何確定各涌突水點(diǎn)的評(píng)分值，則需要很多工程實(shí)踐表明，斷層形成以后的漫長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)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(dòng)力條件以及開挖隧體自身的應(yīng)力松弛，其形成時(shí)期的應(yīng)力狀態(tài)并不對(duì)斷道的特征來進(jìn)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(qiáng)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(xiàng)指標(biāo)列出。賦存、運(yùn)移的物質(zhì)載體，顯然對(duì)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(jí)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(gè)二級(jí)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(jìn)行補(bǔ)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