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摘要:近年来,随着隧道数量的增加,地质条件变得越来越复杂。隧道施工期间发生了岩溶水文地质灾害,造成隧道结构不稳定,严重影响了隧道施工和运营的安全。本文结合隧道岩溶水流工程实例,采用地质结构检测、局部周边帷幕、底板加固、岩溶发育带径向加固、熔孔密充填等综合管理技术,实现良好的管理效果。
关键词:岩溶隧道;涌水;地质构造探查;治理技术;应用分析;
前 言:随着国民经济的迅速发展,我国隧道建设进入了前所未有的繁荣时期。隧道穿越西部复杂的地质区和岩溶发育区,由于复杂的地质条件、突发灾害原因和突变过程,容易发生突发性地质灾害。注射是岩溶水文灾害中最常用的有效处理方法。在注水管理中,探测地下水的流通途径和洪泛区周围的岩石状况是洪水灾害管理的基础。制定有效的管理方案和选择适合地质事件和洪水灾害特点的注入程序和材料,对于确保有效的洪水管理至关重要。因此,研究复杂地质条件下隧道岩溶应力的机理和处理以及岩溶地区隧道施工是关键的科学技术问题。
1 岩溶隧道注浆治理意义分析
岩溶发育地质区岩石强度低,便于在发生突发性灾害时开通和连接水道。此外,含有水的灾害源头的引力潜力可能在周围的岩石体内形成塑性区,化学运输造成的侵蚀也可能加速断层的发展,这是突然发生水灾害的先决条件。对拆除开挖的强烈干扰可能会在隧道的手掌后面形成岩石松弛圈。当岩石之间的裂缝穿过灾害的源头和隧道的空地时,大量高压水迅速流入隧道。因此,隧道中的人为干扰已成为突发灾害的直接原因。高度限制、高水压和人为干扰的多重耦合效应的复杂性表明,突发水灾害机制是减灾工作的一个优先事项。利用工程地质理论在宏观经济一级查明易受灾害地区和划定易受水灾害地区,对隧道建设十分重要。通过各种理论分析和模型试验方法恢复灾害过程,为该项目的实地监测方案提供了设计基础。前者探讨地下水的循环机制和关于陡壁结构中岩石破坏的信息,定量信息支持隧道项目现场监测。利用先进的信息监控技术捕获隧道围岩物理场、位移场、声场等各种信息,并配备无线传输平台进行远程监控和灾害预警。视灾害预警水平而定,应建立相应的控制机制,针对重大断水灾害风险提出注浆堵漏技术,以最大限度地保证隧道施工的安全。
2 工程概况与治理研究
2.1 工程概况
某隧道2007年验收成功后运营期间分别在2009年、2011年、2013年、2015年发生过4次重大突涌水灾害。地幔破裂、电涌、山顶坍塌、水管泄漏等灾害相继处理,根本无法避免。频繁发生的灾害对隧道铺设、水管和排水等结构造成了巨大破坏。在一些地区,围岩和复盖层工程的自我稳定性和承载力较低,安全因素较低,增加了雨季的安全风险。右侧隧道YK172+210-YK172+550和YK172+600-YK172+660遭到严重破坏,检查结果表明隧道左侧围岩整体断裂较弱,不构成引水通道。从底板流出的水来自隧道的右侧。该里程段隧道右侧围岩通水与溶洞、溶洞相连接。由于地质条件,隧道内发生了各种难以控制的突发灾害,这些灾害与其他类型的突发灾害明显不同。突发性灾害中水量大、水压高的特点,对移动堵水技术、堵水材料和注入工艺提出了严格要求。隧道区的地质条件极其复杂。初步研究表明,隧道通过节理裂隙、大洞穴、岩溶管道和暗流等各种输水结构与地表水相连。因此,在发生突发灾害时,对引水道的探测和阻断提出了更高的要求。隧道运行期间,雨季和旱季交替在隧道区内进行,导致灌浆加固圈的水压发生周期性变化,存在灌浆支撑系统不稳定等风险。因此,注入强化环的耐久性和速度是确保隧道安全运行的重要因素。
2.2 治理方案
2.2.1 精细化探查
地球物理区勘探:对加工段进行区域勘探,确定岩溶发育区和主要岩溶通道,并利用空间范围内的高密度瞬态电磁强度勘探方法,为相关隧道的水流通道选择优先区域。勘探钻井是在优先区域设计的,结合跨孔电阻率CT和地震成像方法,研究了钻井周围导水通道的空间分布情况。总的来说,周围岩石贫瘠,岩溶裂隙扩大,局部岩石断裂,水资源丰富。由于岩溶发育不均匀,河道十分复杂,没有全面、大规模的岩溶水道。此外,孔发育不规则,空间分布混乱,而且每个孔的高度差别很大。对于这种地质条件,建议进行合成注水固结处理。探索洪水地区的连通性:应用水力连通性试验方法探索洪水地区各地区之间的水力互联。总体而言,大坝的左右孔紧密相连,但每公里的洪泛区相对独立。K172+460-645隧道的水通过反向断层,断层两侧均有发达的石灰岩和石灰岩页岩。岩石在反向断层中的碎裂和裂缝的迅速增长为地下水的侵入和溶解创造了条件。根据实际勘探和钻探,灾区隧道围岩表层已发展成大规模洞穴,其中大部分已充满沉积物,含水量很高。在熔孔开发区,部分钻孔被泥淹没。沙子是洞穴中的主要矿床,约占所排放物质总量的80%。根据精细和多样化勘探的结果,隧道周围的勘探区发展成岩溶、破碎带和裂缝。
2.2.2 注浆截水帷幕确定
通过国内外相关文件和室内试验,获得了灾区喷淋帷幕和围岩的物理性能参数。通过对渗流场和应力场之间的耦合进行理论分析,可以推断出流道对渗流场和应力场的影响,并为流道模拟提供了理论基础。使用有限元软件进行了无幕墙和六种墙条件下的幕墙数字模拟,比较了各种条件下孔隙水压力、应力、位移和塑性计算的结果。我找到了治疗隧道底板上疾病的最好方法通过比较工作状态仿真结果,最终得出了该墙的工作状态参数——30度角、6米长、4米厚的幕墙,以指导底板危险出水量区域的注水止水幕墙的设计和执行。
2.2.3 注浆方案设计
注射孔设计。钻面砖注入隧道右侧方舟脚下,两行钻孔布置成梅花形。截屏长度为6米,两行穿孔孔之间的角度为30。根据隧道病害的实际情况,水平井距为2.5m或3m,间距为3.4m,井数为242,总井长为2420m。底板上的墙端孔-幕墙的位置如图1所示。
对于隧道二壁后围岩浅部高水泥砂的大规模溶解度和充填特征,以及短期工作和繁重工作的特点,采用灌浆法确保灌浆效果遥控是通过对周围岩石进行深层注入切断深入通道;内部固结是将高水泥砂中的灰浆注入表层,形成强化的注入支撑。向内和向外注入面糊是向内和向外注入面糊的顺序,首先注入隧道外的深处,然后注入附近的表层。适用于高风险建筑环境,例如大型双层溶质的开发、双层溶质结构的裂缝、风箱的铺设等。利用面糊和替代面糊的结合技术。深层喷浆机采用长筒钻具隔离浅破碎区,高压喷浆机在深部围岩形成深层喷浆机凝固;采用模袋管注射技术对浅流域进行低压注射,通过扩大模袋压砂层,过滤砂层中的水,压缩土。当涂层结构不足以承受压力时,再钻注水孔,利用加工区内的快速冷凝液强化低压注塑剂,形成均匀固结的帷幕灌浆。
结束语:
综上所述,隧道内溶涌水泛滥后,为应对洪水灾害,在处理段对洞室分布、岩溶管道和裂缝进行精细探索后,考虑到隧道的长期运行安全,通过注入系统地堵塞洪渠和周围岩石薄弱,形成一层隔水加固层,最终安全通过岩溶路段。
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