宜萬(wàn)鐵路巖溶山區(qū)隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)研究.pdf

1、宜萬(wàn)鐵路沿著長(zhǎng)江南岸巖溶山區(qū)走行，全線約70％的隧道位于灰?guī)r地區(qū)，褶皺、斷裂構(gòu)造復(fù)雜，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，補(bǔ)給水源豐富，施工產(chǎn)生巖溶突水、突泥等重大地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性很大。為此，本文依托鐵道部《宜萬(wàn)鐵路巖溶災(zāi)害地質(zhì)分析方法與防治對(duì)策研究》等科研項(xiàng)目，結(jié)合齊岳山、八字嶺、野三關(guān)等三座深埋特長(zhǎng)隧道的施工進(jìn)程進(jìn)行了山嶺隧道施工期巖溶地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)的研究工作。 1、在地表調(diào)查和深埋隧道施工揭露的深部大型溶洞調(diào)查的基礎(chǔ)上，研究了深部大型溶洞發(fā)育

2、與分布的特征及其與地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水流場(chǎng)等主要控制因素的相互作用情況，提出了綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造、地下水系統(tǒng)特征的預(yù)測(cè)深部大型巖溶系統(tǒng)發(fā)育特征的宏觀地質(zhì)預(yù)測(cè)法。 2、在深部大型巖溶發(fā)育分布規(guī)律的研究中，應(yīng)用碎屑沖積物沉積學(xué)特征分析法，系統(tǒng)地研究了宜萬(wàn)鐵路八字嶺隧道巖溶管道碎屑沖積物的表面沉積學(xué)特征，解決了深部巖溶管道連通性分析的難題。 3、在現(xiàn)場(chǎng)案例調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，研究了巖溶地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的地質(zhì)分析方法指標(biāo)體系，

3、引入人工智能領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)方法，建立了山嶺隧道施工期巖溶地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)。 4、在齊岳山、八字嶺、野三關(guān)的典型地段進(jìn)行了地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)、TSP 探測(cè)等方法的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，系統(tǒng)地研究了適用于短距離預(yù)報(bào)的地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的主要巖溶地質(zhì)判定指標(biāo)、數(shù)據(jù)處理和預(yù)報(bào)的技術(shù)方法，給出了大型巖溶溶腔的雷達(dá)圖像特征和解釋判定方法。系統(tǒng)研究了適用于長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的 TSP 法的主要特征技術(shù)。 5、巖溶隧道突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與掌子面前方大型富水

4、溶洞的洞壁穩(wěn)定性之間具有密切關(guān)系。為此，在齊岳山隧道的典型地段進(jìn)行了水平鉆探預(yù)報(bào)的技術(shù)方法的研究，提出了物探異常體的鉆探定位探測(cè)技術(shù)，以物探與鉆探相結(jié)合的預(yù)報(bào)溶洞規(guī)模與含水特征，進(jìn)而提出應(yīng)用三維有限元數(shù)值分析預(yù)測(cè)巖溶洞壁安全性的方法。 總之，本文通過(guò)線路相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造、地下水系統(tǒng)的研究，確定突水水源和富水部位；通過(guò)溶洞中碎屑沖積物的物源分析確定地下水突水或突泥通道，初步預(yù)測(cè)可能發(fā)生隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性地段，再應(yīng)用TSP法、地