野三关隧道施工地质特征及突水灾害防治研究

论文摘要

随着社会主义现代化建设步伐的加快,国家对基础设施建设的投入力度越来越大。最近十年来国家大力发展铁路行业,很多高速铁路相继通车运行。由于我们国家山区众多,挖掘隧道是在所难免的。为了保护人员和财产设备的安全,在修建隧道之前应该对当地的地质特征有所了解,还要对隧道开挖前方做好前期勘探,防止各种灾害的发生,尤其是突水灾害。以现场调查和测试为手段,对野三关隧道的施工地质特征进行了系统研究,明确了主要地质灾害问题及其形成的地质条件,以此为基础,研究了超前预报方法。对岩溶地区的大型溶腔和突(涌)水灾害防治方案和措施进行了研究。本课题首先对野三关地区所在的地理位置做现场调研,对当地的地形地貌进行了踏勘,同时结合搜集的已有资料,了解了研究区域的地质特征,主要研究了野三关隧道的地质环境条件、施工地质特征、工程地质特征、水文地质特征、岩溶发育特征、地质灾害特征、地质超前预报等。通过研究,明确了野三关隧道存在岩溶、岩溶水、突水突泥、岩溶塌陷等等问题。可能存在重大地质灾害地段包括遭遇大型暗河系统,发育重大软弱、富水、导水性良好的断层,存在重大物探异常段。可能发生大规模突水突泥、并可能诱发重大环境地质灾害的地段为隧道施工地质灾害危险段。通过对以往隧道超前预报各种方法技术的对比和该研究区域的特殊性,选择使用TSP隧道超前预报系统对该地区进行开挖前的勘探预报。在学习了TSP的相关工作原理、现场施工技术要领、数据处理和资料解释以后,使用该设备在宜万铁路野三关隧道进行现场工作。在进行预报后马上对隧道进行开挖,直接验证TSP预报的结果是否准确,用验证的结果来不断修正TSP数据处理的方法步骤和典型病害特征。通过修正后继续对该地区使用TSP进行预报,然后再进行验证。通过使用该方法从未知到已知,再利用已知来修正未知,使得该技术预测的结果越来越准确,该方法越来越实用,达到理想的效果。同时,结合该地区的实际地质条件和以往隧道突水灾害的发生条件欲求建立一种突水灾害预警机制,以提高生产效率,更好的保护生命财产安全。根据实践和实验,文章提出了岩溶隧道大型溶腔和突涌水灾害防治处理方案和措施,既为野三关隧道施工提供了技术支撑,也为今后类似隧道施工积累了经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 2 工程区地质环境条件
• 2.1 隧道概况
• 2.2 自然地理
• 2.2.1 地理位置
• 2.2.2 地形地貌
• 2.2.3 河流水系
• 2.3 地层岩性
• 2.4 地质构造
• 2.4.1 褶皱
• 2.4.2 断裂
• 2.4.3 节理
• 2.5 水文地质
• 2.5.1 地下水类型及含水岩组的划分
• 2.5.2 地下水的补给、径流、排泄
• 2.5.3 岩溶水动态特征
• 2.5.4 岩溶水流量动态特征
• 2.6 地震及新构造运动
• 3 岩溶发育特征及影响因素分析
• 3.1 岩溶形态
• 3.2 岩溶发育特征
• 3.3 岩溶发育的影响因素分析
• 3.4 地下暗河与岩溶管道对隧道建设的影响
• 4 施工突水地质灾害特征及形成条件分析
• 4.1 施工设计概况
• 4.2 施工地质背景
• 4.2.1 地层岩性及地质构造
• 4.2.2 水文地质
• 4.2.3 重点地段工程地质及水文地质条件
• 4.3 突水类型及形成条件分析
• 4.3.1 突水类型
• 4.3.2 突水形成条件分析
• 4.4 典型地段涌水压力测试
• 5 施工突水（泥）灾害防治研究
• 5.1 地震波法超前预报
• 5.1.1 TSP 预报原理
• 5.1.2 TSP 测量系统构成
• 5.1.3 TSP 测量方法与步骤
• 5.1.4 资料分析及应用
• 5.1.5 提高超前预报精度的措施
• 5.2 突水（泥）处理措施
• 5.2.1 大型突水（泥）溶腔处理方案
• 5.2.2 岩溶涌水处理方案
• 5.2.3 预注浆堵排水方案
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢