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隧道工程突水突泥突石灾害分析讲述
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前期突水突泥照片
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突水突泥后地表坍陷照片
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（8）南广铁路白云隧道 2010年1月14日，白云隧道出口开挖
到696米（DK334+733），爆破后发生小型 突水突泥，突泥量约200立方。经会商清 淤时，再次发生大规模突水突泥，突泥量 约2000立方，突水量约300立方/小时，淤 积长度150米，造成多名作业人员遇难。 突泥点对应地表坍陷，陷坑面积300平方 米，深20米。突泥点埋深80米。该灾害属 断层突水突泥灾害。
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④六盘水隧道是溶腔采用大管棚 注浆加固通过后发生灾害。
⑤云雾山隧道是超前探孔时，孔 口未安设闸阀造成灾害。
从发生灾害的几种类型来看，在 复杂地质条件下，应在超前预报、 涌出物处理、注浆质量和开挖支护 等方面予以加强。
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综合以上分析，发生灾害的原 因主要体现在以下三个方面：
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（6）厦深铁路梁山隧道
2009年3月14日，梁山隧道进口
开挖到2505米（DK96+505），出碴
时，发生小型突泥，突泥量约200立
方。经会商清淤时，突然发生大规模
突水突泥，突泥量约8000立方。4月6
日再次突泥，突泥量约2万立方，淤
积长度230米。突泥后地表坍陷，陷
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经注浆试验，该溶腔采用注浆处理难 度大，确定采取释能降压方案处理。
2009年10月26日平导贯通后，通过10 个钻孔以3000立方/小时排量控制放水， 共放水65万方，水压力由0.43MPa逐渐 下降，稳定在0.01MPa后，对该溶腔爆 破。
隧道突水突泥
地质描述
二、施工要点
• • • • • • • • • 1、施工原则 “先地下，后地上” “先土建后设备安装” “先主体结构后围护” “先结构后装饰” 合理安排土建施工与设备安装的施工顺序 2、施工方法 a灌注混凝土制作 b按设计钻孔注浆
施工要点
钻孔注浆流程图
施工要点
• 3、主要施工材料 （1）水泥 （2）TGRM特种注浆材料 （3）超细水泥 4、注意事项 ① 施工队进场后充分检查“三通一平”工作，搭设好各种临 时设施，在施工沿线架设好施工用电线路 ② 施工所需的机械及各种仪器设备在正式使用前进行校验和 试用，以便能及时的进场 ③ 做好施工所需原材料的采购进场和测试工作，所有进场材 料先送样品，经监理工程师确认后方可进场
安全施工设计
1、建立健全安全管理体系，加强施工人员培训和施工安全管理 2、在施工过程中，值班领导、安全员、技术员和工班长全程跟踪检查， 发生问题及时解决。 3、加强交接班登记制度和进出洞等级制度，加强规范化管理。 4、根据每循环做系统锚杆时施钻情况进行判断，对开挖轮廓线以外围 岩的判断，如有钻进速度较快或有水，将系统锚杆改为系统锚管进行 注浆加固，或局部留作排水孔，同时将锚管长度调整4.5米。
5、掌子面有水出漏成股状、有承压现象或掌子面围岩出现1/3断面为全 风化且有水时，必须停止掌子面施工并对掌子面进行封闭施做地质钻， 探明前方围岩情况以便做出正确的施工方案及支护参数的调整。
6、由于出口是返坡排水，要加强抽水设备的配备，根据前期发生涌水 时的最大涌水量的2倍进行配备抽水设备。
天池隧道突水突泥案例
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•
四、处理措施 根据钻探揭露和近期观测表明，天池隧道K35+040掌子面内泥浆已基 本排完，但左侧裂缝仍处于封闭状态（施工现开挖至K35+037），且 局部承压。若不采取措施，直接对掌子面左侧进行爆破后发生再次突 泥的可能性很大，对施工安全带来极大的安全隐患。建议处理措施如 下： （1）采用堵引结合的施工方案，尽量不破坏山体的地下水循环。（2） 对掌子面左侧要求严密堵水，超前堵水，可采用超前帷幕灌浆，在衬 砌与围岩之间做严密的隔水层等工程措施，将漏水（泥）予以堵塞。 3）施工工序要紧跟，短开挖，快堵水，快衬砌，严防蹋方。（4）对 塌陷区进行截排水和封闭地表溶隙处理。
岩溶隧道突水突泥影响因素分析
岩溶隧道突水突泥影响因素分析摘要：针对岩溶隧道突水突泥灾害，从岩性、地质构造、水动力条件三个方面进行了简要分析，得出岩溶隧道突水灾害发育的特点和必要条件，并结合现场案例对突涌水进行了具体分析，为岩溶隧道防治突水突泥灾害提供参考与依据。
关键词：岩溶隧道；突水突泥；影响因素1 引言我国可溶岩地层分布广泛，约占我国国土面积的1/3[1]。
随着铁路公路隧道建设向长、大、深方向发展，在这些岩溶地区修建隧道，极易诱发大规模的突水、突泥等灾害，不仅影响隧道施工进度，而且会给施工人员的生命财产安全造成重大损失。
因此，在岩溶地区开挖隧道，首先要查明岩溶发育规律，从而有针对性的提前采取措施，降低岩溶突水突泥等灾害发生概率。
2 岩溶隧道突水主控影响因素岩溶发育影响因素较多，主要影响因素大致可以分为三类：地层岩性；地质构造；水动力条件。
其中地层岩性是基础，地质质构造是主导，水动力条件则是决定性因素[2]2.1 地层岩性（1）岩层矿物成分岩层的化学及矿物成分中可溶成分占比越大，岩层被溶蚀的概率越高，石少帅在区域突涌水孕灾性评价指标和分级标准中认为当灰岩中可溶岩CaCO3含量大于75%时区域孕灾性极强[3]。
李术才通过对大量突涌水案例进行分析认为在常见的碳酸盐类岩石中，灰岩、白云岩、硅质灰岩、泥灰岩中的岩溶发育程度依次降低[4]。
岩层的可溶成分，直接决定了岩溶发育的规模与程度，加强对隧址区岩性成分的判定有助于岩溶突涌水风险的识别与判定。
（2）岩层产状岩层产状决定了水对于深部岩体的侵入程度。
对于水平产状岩层，岩层与上部地表水等接触面积较大，但由于岩体的渗透系数较小，决定了水体向下转移受阻；对于垂直产状岩层，地表水能够通过节理裂隙，岩层间接触面等向下运移，但由于上部汇水条件较差导致水对下部岩体侵蚀程度有限。
一般认为岩层倾角为20°～60°的单斜构造岩溶最为发育。
（3）岩层组合岩层组合主要指的可溶岩层与不可溶岩层组合。
第十四讲-隧道工程突水突泥突石灾害分析 (2)
地面卫星照片
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F11超前探孔录像
针对F11断层，制定了“分水 降压、注浆加固、交替推进、带水 作业”总体施工原则。现场组织专 业化注浆队伍，配备高效钻孔、注 浆设备，实施信息化注浆，进行标 准化管理，安全、快速完成了断层 段的处理。
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F11标准化注浆照片
为防范风险隧道发生突水突泥灾害， 请记住以下关键词。
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水文地质：溶腔主要受地表洼地降雨补给， 汇水面积约6平方公里。
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经注浆试验，该溶腔采用注浆处理难 度大，确定采取释能降压方案处理。
2009年10月26日平导贯通后，通过10 个钻孔以3000立方/小时排量控制放水， 共放水65万方，水压力由0.43MPa逐渐 下降，稳定在0.01MPa后，对该溶腔爆 破。
释能降压后，溶腔水通过横通道排入 平导。基底采取加强板梁通过，确保运 营安全。
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溶腔放水降压照片
溶腔释能降压录像
溶腔释能降压后照片
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●F11断层 处理
F11断层 宽253米，埋 深270米，由 构造角砾岩、 碎裂岩和断层 泥组成，超前 探孔单孔最大 涌水量1800立 方/小时，水 压力2.3MPa。
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（2）工序环节 灾害主要发生在开挖或清淤
两个工序环节。 （3）预测预报 从灾害结果来看，几座隧道
突水突泥的规模都非常大。加强 地质超前预测预报，溶腔或断层 等不良地质是可以发现的。
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（4）工程处理
九座隧道中： ①野三关隧道是突发性灾害。 ②圆梁山、梁山、白云三座隧道是 先发生小型突水突泥，在处理过程中 发生大规模突水突泥造成灾害。 ③马鹿箐、大支坪、象山三座隧道 是注浆加固开挖时发生灾害。
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坍方照片
例析隧道突泥突水处理技术
例析隧道突泥突水处理技术一、突泥突水情况介绍1、工程概况排前二号隧道位于湖南省株洲市茶陵县境内，为铁路单线越岭隧道，起止里程为DK124+654～DK127+838，全长3184m。
隧道穿越山脊走向大致呈东南西北向，地形起伏较大，冲沟发育，属剥蚀低山区，植被茂密。
隧道围岩主要以强弱风化砂岩、粉砂岩、砂岩夹页岩为主，节理裂隙较发育；地下水较丰富主要以第四系覆盖层中的空隙水和基岩裂隙水为主。
主要不良地质情况有：涌突水、围岩大变形、断层破碎带。
2、突泥突水情况2009年12月2日凌晨，进口掘进至DK125+163处，由于受地下水压力作用，掌子面上台阶右侧泥岩破裂、坍塌，出现较强的涌水、流砂现象（水流量50m3/h），至12月6日下午趋于稳定（水流量20m3/h），掩埋隧道长度70m，涌砂量约3000 m3。
流砂土压力大、流动性强，流动中出现推动开挖台车退后退数米并产生旋转卡在隧道壁上等现象。
监控量测数据显示，拱顶沉降最大值为140mm，侵限最大值为580mm。
二、原因分析1、地下水储积体主要为第四系堆积物（坡集、残积、河流堆积），潜水位高（地表开挖1米左右的探坑可见地下水），地形地势反映汇水面积较大，洞身埋深较大，地下水承压力较大。
2、隧道DK125+163掌子面处于不整合接触面，是地下水、气良好的运移通道，同时附近有较厚较大的流砂层。
3、连续降雨使地下水得到了较强补充。
4、进口段以坡积粉质黏土层为主，遇水浸泡后软化，稳定性差，钢拱架基脚承载力明显减弱，导致出现不同程度的拱頂下沉和边墙收敛。
三、涌水、突泥处理技术根据工程实际情况及原因分析，按以下程序进行处理：1、DK125+105～DK125+150侵限段初支预加固和换拱处理处理原则：先预加固后处理、先支撑后替换，二次衬砌紧跟。
处理方案：预加固→管超前→拆除初期支护→重新施作初期支护→施作防水层→施作二衬砼1）预加固a.中台阶钢架拱脚采用φ42mm小导管注浆加固，每榀每侧打设3根小导管，长度4m/根，尾部用φ22钢筋连接，喷射15cm厚C25混凝土做为止浆墙，抑制收敛。
隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施
隧道岩溶涌水突泥成因分析及整治措施[摘要] 在岩溶地区修建隧道时，常遇到突水、涌泥等地质灾害，对人员及财产造成重大的损失。
本文将隧洞岩溶涌水突泥的成因分为地质因素和工程因素两大类，进行了详细的分析，针对不同涌水情况，提出了整治对策，为隧道涌水突泥灾害的分析、治理提供一定的参考。
[关键字] 隧道工程涌水突泥成因整治措施1 前言随着我国隧道、矿山、水利及其它地下工程建设的快速发展，遇到的工程地质条件不断复杂，面临的问题也越来越有挑战性，特别是高压、富水区高埋深岩溶隧道面临高压突水、涌泥的危险，详细地分析了成因，提出相应措施，对隧道岩溶涌水灾害的防治具有很重大的意义。
2 成因分析隧道岩溶突水的实质是地下水原有的输水网络或存储条件受到外界因素的影响而失去平衡而导致失稳的现象，其影响因素众多且复杂，但总体上可分为地质因素和工程因素两大类。
2.1 地质因素（1）地形地貌。
从多个隧道建设中的突水实例调查发现，整个工程的地形地貌条件与突水的发生密切相关：地表岩溶洼地、沟槽地区为雨水等的汇集提供有利条件，而岩溶洼地、槽谷中的落水洞或漏斗使降雨转入地下，成为地下水的补给区。
在隧道横断面上，地形地貌可分平坦型、凸形、山谷正下方平行型、山谷侧下平行型和单斜面型；在纵断面上，地形地貌可分平坦型、凸型、横贯河流型、盆地型和平凸型。
在横断面地形类别中，山谷正下方平行型和侧下平行型隧道的比突水量最大，凸型隧道的比突水量则最小。
从纵剖面来看，横贯河流型、盆地型和平凸型隧道的比突水量最大，平坦型和凸型隧道的比突水量则相对要小很多。
从中可以看出，突水量的大小与地形地貌有较大的关系，在隧道前期勘察过程中应多注意，尽避开可能发生突水的地段。
（2）地层岩性。
大型突水灾害多发生在灰岩、白云岩等可溶岩地层中，地层岩性越纯、单层厚度越大则岩溶越发育，越易形成大型岩溶管道。
在碳酸盐岩中，除化学沉积，还有碎屑沉积，为发育大型含水岩溶管道创造了条件。
突水突泥
溶腔内泥水的释放
释能降压法施工步骤
5、处治溶腔：对高压富水充填溶腔采取释能 降压后，溶腔水压力基本为0Mpa，降雨补给条件 也是安全的。溶腔处理包括施工处治和结构施工 两个方面的内容。 ①溶腔释能降压法，由于受溶腔内充填介质特 征、水压力高低、水量大小、释放季节等综合影 响，因此，可能出现三种不同情况，应根据释能 降压后所处的状态确定施工处治方案，处治方案 选择流程如图所示：
施工安全设计
7、进洞条件专项设计：根据水文监测数据分析，研究 地表降雨与洞内排水关系，制定出相应的隧道安全进洞条 件。 8、进洞观察安全撤离线路专项设计：一般在24h后确 定无异常时方可进洞观察。为避免进洞观察时出现掌子面 不可预见突发性突水时，应选择设计好的合理撤离线路进 行逃生。 ⑴顺坡施工：顺坡施工隧道撤离线路，当进洞观察遇到 险情时，下游总是不安全的，撤离原则是“进邻洞、向上 走”。为了确保撤离安全，释能降压实施前，最后一个横 通道的位置距离释能降压掌子面不得大于100m，否则， 将会造成撤离困难，有较大的安全隐患。 ⑵反坡施工：当反坡隧道施工时，掌子面进行释能降压 后进洞观察，当遇到险情时，向上游撤离直接出洞。
释能降压法施工步骤
1.查找溶腔：查找溶腔阶段主要包括超 前地质预测预报和岩溶特征分析两个方面 的内容。超前地质预测预报是指经过采取 物探和钻探方法，查找隧道前方是否发育 溶腔。岩溶特征分析是指通过超前地质预 测预报查找到隧道前方发育溶腔后，应进 一步逼近详探，以确定溶腔处理必须的工 程地质及水文地质参数。
施工安全设计
横通道的封堵高度，根据释能特征分析，越靠近释能 降压掌子面处，因为排泄物中含有大量固体介质，能量也 越大，所以高度也越高。原则上，应在释能降压掌子面后 退1000m范围内采取全断面封堵，1000m以外采取半截面 封堵。 6、洞内外预警监控系统专项设计：为保证释能降压的 安全进行，在洞口调度室设置监控中心，分别在洞内释能 降压位置、释能降压点后退一个横通道道口位置、隧道洞 口，以及洞外排水线路位置安设监控点。同时，预警监控 系统也为进洞观察提供安全保障。这些预警系统分为声光 报警系统；应急通信系统；视频监控系统；应急照明系统； 应急供电系统。
隧道突水突泥解析
② 施工所需的机械及各种仪器设备在正式使用前进行校验和 试用，以便能及时的进场
③ 做好施工所需原材料的采购进场和测试工作，所有进场材 料先送样品，经监理工程师确认后方可进场
施工要点
为保证浆液质量，配制的制浆材料必须计量准备。水泥、 缓凝剂、速凝剂等固体材料采用重量称量法，水、水玻璃 采用体积称量法，其中水、水玻璃、水泥称量误差不应大 于5%，外加剂称量误差不应大于1%
特殊地质地段隧道开挖施工方案
——突水突泥
一、地质描述
1、地质特征 地下水的力学作用有静
水压作用和劲水压作用，这两 种作用都能使岩体发生水力劈 裂，使裂隙连锁增加张开度增 大，从而增加渗透力，使局部 隔水屏障作用被突破，地下水 位高出，从而形成突水突泥。
地质描述
由于隧道通过的地质地段条件 复杂，揭露的水文地质单元水源 补给量充足，所以有一下两个特 点：（1）突水量大，压力大（2） 突水突泥过程中，由于夹带大量 的泥沙，随着隧道的开挖，使地 下水排泄有了新通道，破坏了原 有的补径，加速了径流的循环， 同时加速了地下水对岩体的改造 作用。
质量保证
各单位要对隧道工程，特别是岩溶隧道工程高风险
地段设计，应明确具体的设计要求，加强对施工安 全的技术指导。要对岩溶隧道进行一次设计复查， 补充完善和落实安全措施。对地质复杂工程段要加 强现场技术交底、指导和配合工作，及时处理各种 突发情况，加强技术服务。各参建单位在施工中， 必须严格执行《铁路隧道设计规范》、《铁路隧道 施工规范》、《铁路隧道工程施工质量验收标准》 和《铁路隧道施工安全技术规程》等规范、规程， 严格作业程序，严格安全管理，落实安全措施，并 配齐监测设备，指定专人负责检测。