巖溶隧道施工超前地質預報方法研究.pdf

1、基于大量的文獻和廣泛的實踐，籍助山西省雁門關公路隧道、大連石門山、椒金山市政隧道、宜萬線王家?guī)X、石太客運專線太行山鐵路隧道的實測資料，參考分析了京珠高速公路石門坳隧道、重慶至懷化線的圓梁山隧道、渝懷鐵路武隆隧道等大量典型的巖溶隧道超前地質預報資料。利用現場試驗、理論分析、數值模擬和室內物性參數實驗等多種研究手段，在分析巖溶成因、分帶規(guī)律的基礎上，對巖溶地區(qū)各種隧道超前地質預報的方法進行了全面而系統(tǒng)的深入研究，并結合實際工程對本文的研究思

2、想進行了應用研究，取得了一系列研究成果。 (1)通過對巖溶地區(qū)巖溶形成特點、分帶規(guī)律的研究，結合隧道工程施工的特點和具體要求，分析了巖溶地區(qū)隧道超前地質預報方法的發(fā)展現狀及趨勢，系統(tǒng)地總結了巖溶災害的危害、分類、涌突水量類型以及對隧道施工的影響。歸納了各種巖溶預報的水文地質模型和地球物理模型，采用數值模擬方法研究了巖溶構造的規(guī)模、空間位置對隧道施工的影響規(guī)律，給出了隧道距巖溶安全距離確定的原則。同時，說明了隧道洞身巖溶、巖溶結構

3、面發(fā)育強度與空間位置是決定隧道巖溶涌水可能性及涌水規(guī)模的關鍵要素。最后提出了在一定安全系數下巖溶隧道超前地質預報的具體任務和目標。 (2)綜合分析評價了目前巖溶隧道的各種(包括洞外、洞內)超前地質預報方法，通過大量的實例分析，說明了各種方法的適用條件、特點及局限性。并將所采用的方法按照探測參數和不同排列裝置歸納總結成四種類型：單參數固定排列、單參數多種排列、多參數多種排列、綜合參數法。分析了各種類型的特點及優(yōu)缺點，指出了目前巖溶

4、地區(qū)隧道超前地質預報方法的現狀、局限性和發(fā)展趨勢。 (3)通過對巖溶隧道超前地質預報優(yōu)化參數及方法的研究，提出了綜合參數法預報巖溶的理論，并通過綜合參數法的理論基礎、參數獨立性原則、物性前提、常見的預報模式以及如何提高預報精度、減少多解性、辨別虛假異常等方面的研究，說明了探測巖溶的優(yōu)化綜合參數為“波速+電阻率”，并深入地研究了巖溶的SEM效果。最后，結合隧道工程的具體特點，從時間與空間結合的角度，提出了“綜合參數、長短結合、內外

5、兼顧、長期跟蹤、災害預案”的巖溶隧道超前地質預報方法體系。 (4)為了提高巖溶預報的可靠性，根據巖溶預報方法的要求分別從長期跟蹤方法(掌子面地質信息數字編錄識別技術)、新方法研究(隧道瞬變脈沖電磁法)、巖溶形狀體的特點(三維預報資料解釋性處理技術)三個關鍵技術進行研究，進一步提高巖溶預報的可靠性和精度，為隧道施工提供安全保證。 (5)隧道超前地質預報能提供豐富的地質信息，它如何在施工中充分利用，如何與施工量測信息、隧道斷