岩溶隧道灾变预测与处治技术

前言

第1章绪论

1.1岩溶突水对隧道工程的影响

1.2国内外研究现状

1.2.1岩溶成因研究

1.2.2岩溶探测预报技术研究

1.2.3岩溶处治技术研究

第2章岩溶发育与突水灾变特征

2.1岩溶产生条件

2.2岩溶发育特征

2.2.1岩溶与岩性

2.2.2岩溶层组类型

2.2.3岩溶发育程度

2.2.4岩溶与地质构造

2.3岩溶水运动特征

2.3.1岩溶水与地表水及地下水之间补给关系

2.3.2岩溶化山区地下水运动特征

2.3.3岩溶水动力剖面分带

2.4岩溶突水灾变特征

2.4.1岩溶突水灾变水力特征

2.4.2岩溶突水灾变频数特征

2.4.3岩溶突水灾变充填物特征

2.4.4岩溶突水灾变与工序关系特征

2.4.5岩溶突水动态变化特征

第3章岩溶突水机理

3.1岩溶突水类型力学分析

3.1.1板柱型突水

3.1.2拱梁型突水

3.1.3岩梁型突水

3.2圆梁山岩溶隧道工程背景

3.2.1工程概况

3.2.2地层岩性

3.2.3地质构造

3.2.4水文地质

3.2.5地应力条件

3.3概化岩溶突水地质模式

3.3.1岩溶突水分布区域

3.3.2岩溶突水地质模式

3.4构建岩溶突水计算模型

3.4.1FLAC2D程序简介

3.4.2构建计算模型

3.5岩溶突水机理分析

3.5.1顶位交错模式岩溶突水规律

3.5.2交错模式岩溶突水规律

3.5.3上侧位交叉模式岩溶突水规律

3.5.4纵向交叉模式岩溶突水规律

3.6数值计算分析对施工的指导作用

3.6.1提示岩溶突水灾变关键部位

3.6.2揭示岩溶突水存在临界距离

3.6.3岩溶突水呈现渐进破坏过程

第4章岩溶探测预报技术

4.1岩溶隧道超前探测预报技术

4.2岩溶隧道超前探测预报流程

4.2.1制定预报方案

4.2.2长距离预报

4.2.3中长距离预报

4.2.4短距离预报

4.2.5地质综合判析

4.3TSP超前地质探测预报技术

4.3.1预报原理

4.3.2预报效果评价

4.4红外探测技术

4.4.1应用原理

4.4.2应用范围

4.4.3仪器特点

4.4.4探测效果评价

4.5地质雷达预报技术

4.5.1预报原理

4.5.2应用范围

4.6超前地质钻孔预报技术

4.6.1预报原理

4.6.2钻机选型

4.6.3风钻(加深炮孔)超前探测

4.6.4预报效果评价

4.7圆梁山隧道综合超前探测预报技术

4.7.1探测预报方案选择

4.7.2综合探测预报工艺流程

4.8宜万铁路隧道综合超前探测预报技术

4.8.1探测预报方法

4.8.2超前探测预报组织与管理

4.8.3预报效果

第5章岩溶分类及处治基本原则

5.1岩溶分类

5.1.1按形态及规模大小分类

5.1.2按充填性特征分类

5.1.3按充填物性质分类

5.1.4按岩溶涌水量分类

5.1.5按涌水动态变化特征分类

5.1.6按地质构造特征分类

5.2岩溶处治基本原则

5.2.1超前探测预报原则

5.2.2安全施工原则

5.2.3不安全辨识原则

5.2.4施工顺序优化原则

5.2.5施工季节选择原则

5.2.6辅助导坑与正洞协调施工原则

5.2.7洞内外抽排水系统设计

5.2.8注浆堵水原则

5.2.9支护体系设置原则

5.2.10二次衬砌紧跟原则

5.2.11信息化施工原则

第6章岩溶处治技术

6.1小型岩溶洞穴处治技术

6.1.1无充填或半充填型岩溶洞穴

6.1.2充填型岩溶洞穴

6.1.3隐伏型岩溶洞穴

6.2岩溶裂隙处治技术

6.2.1充填黏土型

6.2.2无充填型岩溶裂隙

6.2.3充水型岩溶裂隙(充水溶槽)

6.3岩溶管道处治技术

6.3.1无充填物岩溶管道

6.3.2充填泥砂型岩溶管道

6.3.3充填块石型岩溶管道

6.3.4过水型岩溶管道

6.4大型干溶洞处治技术

6.4.1托梁+板跨方案

6.4.2型钢混凝土+板跨方案

6.4.3钢管群桩加固方案

6.4.4桩基+承台方案

6.4.5充填方案

6.4.6梁跨方案

6.4.7拱跨方案

6.5大型充填型溶洞处治技术

6.5.1充填淤泥型

6.5.2充填粉质黏性土型

6.5.3充填粉细砂型

6.5.4充填块石土型

6.6暗河影响段断层带处理技术

6.7暗河处治技术

6.7.1泄水洞排水方案

6.7.2堆积体加固方案

第7章典型工程案例

7.1渝怀铁路圆梁山隧道2“(充填粉细砂层)溶洞施工技术

7.1.1工程概况

7.1.22#溶洞特点

7.1.3施工方案

7.1.4施工工艺

7.1.5小结

7.2渝怀铁路圆梁山隧道充填粉质黏性土溶洞施工技术

7.2.1工程概况

7.2.2注浆设计

7.2.3钻孔注浆施工

7.2.4注浆效果检查评定

7.2.5小结

7.3渝怀铁路圆梁山隧道充填淤泥溶洞施工技术

7.3.1工程概况

7.3.2超前支护及加固注浆

7.3.3注浆效果检查评定

7.3.4开挖施工

7.4宜万铁路齐岳山隧道岩溶发育特征与施工技术

7.4.1工程概况

7.4.2岩溶揭示情况

7.4.3岩溶发育特征与分类

7.4.4岩溶处治

7.4.5小结

7.5宜万铁路五爪观隧道暗河堆积体段施工技术

7.5.1工程概况

7.5.2暗河段处治

7.5.3注浆效果检查与评定

7.5.4小结

参考文献

　　本书是在广泛学习和总结前人经验的基础上，结合作者近年来参与工程实践和对岩溶突水机理分析等方面的研究成果综合而成的。全书内容共分7章：第1章通过系统总结国内外岩溶成因、岩溶探测预报技术以及岩溶处治技术等研究现状，阐述了岩溶隧道施工中存在的关键技术难题和本书拟解决的问题；第2章简要分析了岩溶产生条件、岩溶发育特征、岩溶水运动特征和岩溶突水灾变特征等；第3章主要以圆梁山岩溶隧道为工程背景，进行了岩溶突水类型的力学分析，通过概化岩溶突水地质模式，构建岩溶突水计算模型，对岩溶隧水灾变过程和灾变机理进行了系统分析；第4章主要介绍了岩溶隧道施工中相关的岩溶探测预报技术，指出综合探测预报技术是目前比较有效的预测方法；第5章在对岩溶进行分类的基础上，总结了岩溶处治的基本原则；第6章针对不同类型的岩溶，提出了各类岩溶的处治技术；第7章结合典型的工程实例，详细介绍不同类型岩溶隧道的处治技术及施工中的关键技术、施工工艺和技术措施。本书内容丰富，实践性强，是一本集岩溶隧道施工经验和研究成果为一体的综合书籍。可供相关工程技术人员与大专院校学生参考使用。　　本书在学习和总结前人经验的基础上，结合作者近年工程实践，系统总结了国内外岩溶成因、岩溶探测预报技术以及岩溶处治技术；简要分析了岩溶产生条件、岩溶发育特征、岩溶水运动特征和岩溶突水灾变特征等；以圆梁山岩溶隧道为工程背景，进行了岩溶突水类型的力学分析，通过概化岩溶突水地质模式，构建岩溶突水计算模型，对岩溶隧水灾变过程和灾变机理进行了系统分析；在对岩溶进行分类的基础上，总结了岩溶处治的基本原则，针对不同类型的岩溶，阐述了各类岩溶隧道施工中的关键处治技术、施工工艺和工程对策。