岩溶隧道安全施工技术与管理.ppt

1、，李莞铁路建设总司令部：张敏京26年三月成都市，岩溶隧道安全施工技术和管理，第一章国内岩溶隧道工程学科地质灾害案例第二章岩溶隧道危险等级分类第三章岩溶隧道安全生产要素， 程序和组织第4章岩溶隧道安全预测第5章岩溶隧道安全管理第6章岩溶隧道安全设计第7章岩溶隧道安全逃生第8章岩溶隧道安全结构第9章岩溶隧道安全结构第10章中国古代文化岩溶安全启示，第1章国内岩溶隧道工程学科灾害案例案例1渝怀铁路原梁山隧道910灾害，原梁山隧道全长11.068公里； 隧道穿越莫坝坡、东马岭等坡、冷水河浅埋段，通过三层系、双层系、泥盆系、室流系、误导系、寒武纪等多种地层。设计阶段的水压为4.424.6MPa，隧道正常

2、流入98000m3/d，最大流入145000m3/d。(1)910灾害前先进预测情况远洋山隧道超前质量预测预报主要采用TSP202、红外、线真空3茄子方式。2002年八月26日，隧道施工到DK354 726，利用TSP202进行先进预测，预报了DK354 726 886，前方没有明显的反射信号，岩体相对完整均匀，周边癌症等级等级等级等级等级等级等级等级等级等级等级。2002年九月9日，郑东施工到DK354 870，利用红外探测水进行先进预测预报，显示了前方发育水结构，但是突然发生水的可能性较低。2002年九月10日，在正东发掘到DK354 877.7，进行了4个5米高级浅孔钻探，勘探孔没有喷出

3、物和泥浆。(2)910事故发生过程2002年九月10日，隧道正洞诱导区施工到DK354 879为止，手掌面为深灰色灰岩，周围岩相对完整，没有水，周围岩等级为水平。10:05隧道开挖后进行正常压载。10:40第三次汽车压载进行的时候手掌的底部压载有点移动，产生了少量泥浆，现场立即停止压载，离开所有人员和设备。12:00设计、施工和科研机构召开紧急会议，决定建造浆墙，以确保下一次钻孔灌浆工程。13:30地质及施工工程师，到手掌面取样，相机及地质分析。当时，手掌右下角约1.5米的岩溶管道中，挤出了黄色坚硬的塑料黏土，局部明显的划痕，泥浆长度9米，高度接近河沟拱部位，约3.5米，泥浆中没有水，但听到岩

4、体内部像水一样流动的声音。14336000泥浆部位右侧流出少量地下水，水浑浊，像泥浆一样浓。14:10施工人员前往手掌面进行混凝土停止墙启动。14336030手掌突然爆裂，喷出大规模塑料黏土，泥浆向外喷出244米，使下面的坑充满4200m3空间。洞穴里的DK354 679转地车，防追尾，泥浆流入速度慢了下来。在猛冲土过程中，有4人逃脱，9人死亡。此后，泥浆继续缓慢移动到洞穴外，速度最快7米/h，速度最慢1米/h，到九月12日11:30为止，基本稳定到DK354 550处。10:40，14336030，1336030，灾难前过程，(3)910灾难值得思考的几个茄子问题：TSP第一预测距离？红外线

5、可靠度？进阶深孔钻孔问题？泥浆涌出后，你该做什么？需要观察多久？安全逃离理念？是逃跑还是躲避？如何处理以后遇到的同类地质学？水声，事例2李莞铁路马鲁隧道121灾害，马鲁隧道全长7879米，是两万线成长隧道之一。隧道在金山复向中四重四重中东向四南东益的断肢层上，隧道地区漏斗、落水洞、阿姆哈拉系统普遍，岩溶强烈发展。隧道位于岩溶水平循环带和深层渗流区，管道岩溶水系统非常复杂。隧道正常流入量为170254m3/d，最大流入量为823961m3/d。，(1)据预测，121灾害前先行预测情况2005年十月29日，隧道出口平度为PDK256 011，通过TSP、地质雷达和两个先行深孔钻探对前方进行先行地质

6、预测预报，十一月30日，平坦施工至PDK255 992，通过深孔钻探预测前方地质结果，前方长28米钻孔流出量为4000m3/d，移动量为2000m3/d。(2)对牙齿龙岗平度后，打开横通道配合洞进行钻探，检测平度的右侧，发现左右两侧龙岗发达，迂回施工困难，因此决定对龙岗进行先进的窗帘灌浆，加固范围为：沿正东断面掘出轮廓外58米。灌浆后经过钻孔检查，检查孔均为线性流水，流速为0.1L/mmin，水压为0.1MPa。、(3)121事故发生过程灌浆后隧道开挖。2006年1月21日，被平整挖掘到PDK255 978，进入溶洞4米，溶洞破碎裂缝充填浆液，灌浆效果更好。6:30开始钻孔，钻孔过程中手掌面稳

7、定，没有异常情况。在钻孔过程中，进行了4.5米的高级浅孔钻孔，钻了一个没有水的孔。9:40钻孔完成充电。在10:08开始火炮。10:1510:30安全人员将手掌置于危险之中。在准备10336050压载的时候，压载人员听到手掌上落下的木块，倒塌的方形声音，以及伴随少量流动水的声音，立即停止压载，乘坐电池车逃离。由于喷出水，洞穴里的照明是因为漏电保护跳闸中断。水从平度手掌中喷出约5分钟后(估计)，通过水平传导与正东之间的横向通道，正东涌出水，使13名正东工作人员被困。(范坡公社)11:00平度逃生人员从洞里出来后，立即报告施工机关组织成正东，获救。消光车到DK257600，洞内已被淹没，无法前进，

8、便从洞里出来了。(威廉莎士比亚，美国电视电视剧)，11:05水从平度，正东相继涌出，洪水封锁了整个平度，正东，洞口高度3.5米，喷出物把洞外的工地部分据事后估算，旺季最高为72万m3/h，突水约为18万平方。在突水期间，两人沿突水从正东冲出，获救，其余11人遇难。10:50，11:05，(4)121灾难值得思考的几个茄子问题，在岩溶存在的情况下，该怎么办？堵吗，是排吗？如何评价牙齿岩溶采取的注浆措施？如何评价先进的支持措施？其他手掌表面的同时逃生警报问题？紧急照明逃生？你怎样组织逃出？两种茄子工程灾害有共同的特征吗？1、建设单位能力水平？2，大厅人数？3、平均导游不到2千米？隧道的危险等级划分

9、是非常必要的。隧道风险等级划分根据调查阶段，对隧道工程学科地质及水文地质进行评价，宏观评价隧道风险，使各方(提高意识形态、增加成本、合理安排工期)、制定合理有效的字典预测预测预测方法、处理方案、应急处理对策，避免施工风险，避免或尽量减少地质灾害造成的人员。第二章岩溶隧道风险等级分类，、第三章岩溶隧道安全生产要素、程序和组织，1安全生产6要素岩溶隧道安全生产是建设单位、设计单位、建设单位、教练单位四重奏的共同责任，其中任何一个都会发生错误，对岩溶隧道，特别是等级危险隧道产生重大影响根据科举岩溶隧道建设的经验和教训，岩溶隧道安全生产有安全预测、安全管理、安全设计、安全建设、安全逃生、安全结构等6个

10、茄子因素。2安全生产程序，第4章岩溶隧道安全预测(进行两万线)，(1)预测预测方法：地质草图，TSP203，地质雷达，红外探测数，(2)特别管理：建设单位必须有专家和设备。包括工程管理：包括在施工工序中，可以在施工中实现“有必要怀疑，不钻”的原则。(3)现场应用效果：到目前为止，只要按照规定的项目标准进行字典预测，规模大的岩溶全部被探测到。钻取选择：整条线路上的总计16茄子设备(GY-2PC、HGY-300D、JD-30、LF-100、MGY-60B、MK-3、MK-5、MK)推荐使用MKD-5S(煤和原料西安市分产地)、ZYG-150B(煤和原料重庆市分产地)、RDP-150C(日本进口)地

11、质钻探机。，高级钻探仍然是高级地质预测和预测的主体。TSP预报率不高，需要进一步研究，提高预报率。去年上半年为35%，现在为52%。地质雷达对基岩勘探效果很好。对大规模岩溶反应很敏感。红外探测器结论模糊，难以发挥应有的作用。(4)不认真预测的教训2004年九月11日，在星岩区隧道出口上半部发掘到DK406 422，手掌上炮眼孔射水后，施工人员迅速撤离。12:30分钟，手掌爆裂，突发大规模喷发水，突发洪峰流量36000m3/h，洞口喷出水高度1.8m，喷出水期间40min后稳定在500m3/h。这次突水席卷了洞穴内的设备，冲垮了洞穴入口，严重影响了上下居民用水，造成了约一百万元的经济损失。、1高

12、级预测特别化管理(1)特别费用包括预算报价单(2)施工工序管理(投标阶段)、3隧道岩溶安全制度化管理(1)岩溶隧道防费高风险特种机制开发(2)岩溶隧道干流工程管理实施细则开发(3)岩溶处理的一般原则开发4隧道岩溶管理费管理实报？青青？采用承包会造成很多安全风险。5施工期问题遇到特大岩溶或突水的情况，应重新考虑施工期。第六章岩溶隧道安全设计1半波隧道内引水系统设计2洞排水系统设计3注浆堵水设计4灌浆效果检查评价标准建立5岩用管道防水钢管回填处理设计6支持系统设计7二衬设计8岩下处理设计9辅助隧道设计10逃生通道设计11东音光预警系统设计12费翔照明设计13逃生线设计、 灌浆施工的7茄子重要参数浆

13、液扩散半径R基础灌浆间隔ab灌浆段长度(阶段)H浆液凝胶时间Tg芯(心)灌浆速度v(Q)能量(血)灌浆量Q(Q)灌浆压力P键(雪)，类型曲线主要为其灌浆压力一般为1.52MPa，灌浆速度为4050L/min，随着灌浆的进行，灌浆压力稍高，灌浆速度稍低，达到设计灌浆量后，灌浆的纵压无法达到设计纵压，此时灌浆速度仍然很大。通过分析，主要发现溶洞区有一定的空隙(孔)牙齿，浆液对流动的阻力小，浆液主要以充填扩散方式加固。1灌浆过程P-Q-t曲线法，元阳山隧道1#溶洞灌浆过程中，开始时灌浆压力为22.5MPa，灌浆速度为3050L/min，随着灌浆过程中压力上升，灌浆速度明显下降，达到设计灌浆量后，灌浆

14、最终压力达到或超过设计最终压力值34MPa、2灌浆量分布特征法、灌浆量分布时间效应、圆梁山隧道2#溶洞整体灌浆量分布时间效应图两部分，在初始单序孔阶段，酒量的离散性很大，主要是由于岩溶分布的不均匀性特征。上半侧灌浆量分布空间效应，上半侧灌浆量分布空间效应：轮廓线外的三个蟑螂孔灌浆量总体均匀，拱顶大。这主要是因为上面有个大洞。从灌浆量分布情况来看，两拱腰中存在明显的薄弱区域，在修补灌浆和检查孔施工中，应着重加强处理。，灌浆后，牙齿溶洞区间的流入量仅为510m3/h，灌浆达90%以上，灌浆堵水效果明显。远洋山隧道2#溶洞灌浆进行，钻孔流入量整体减少的趋势，整体灌浆效果明显，随着灌浆进行，持续升高。钻孔的流入量显示出明显的离散性，这与2#溶洞地质的复杂性有关。(4)浆充填率半算法，深圳市西公路印度隧道项目灌浆后，用总灌浆Q，公式Q=Vn(1)计算浆充填率=83.6%，满足注浆加固堵水要求。随后施工期间，工程安全顺利。(5)孔观测法，圆梁山隧道2#溶洞灌浆结束后，根据灌浆P-Q P-Q-t曲线分析，结合灌浆量分布特性，在灌浆