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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,岩溶高风险隧道,安全施工技术,铁道部,宜万铁路建设指挥部,二九年,五,月,1.,宜万铁路工程概况,2.,岩溶分类,3.,岩溶治理技术及工程案例,4.,岩溶高风险隧道专项设计,5.,“,释能降压法,”,治理高压富水充填溶腔新技术,6.,岩溶隧道施工风险管理,我国岩溶地质、地貌集中分布于云、贵、川三省及两广、两湖部分地区，随着国民经济发展需要，西部大开发战略的实施，上述地区基础设施建设力度进一步加大，近期贵广、渝利、兰渝、成兰、沪昆、新南昆铁路等工程陆续开工建设，需要处理大量由于岩溶地质引起的工程问题，特别是岩溶隧道工程问题。,由于铁路设计标准的提高，受线路纵坡、曲线半径限制，不可避免地出现长大、深埋型岩溶隧道。同时，受勘察技术手段、勘察周期的限制以及岩溶发育本身的无规律性，很难在勘察设计阶段完全查清隧道通过地段具体的岩溶形态，在隧道建设过程中遭遇不同形态体量、不同危害的岩溶概率极高，因此修建岩溶隧道如何规避施工风险，保证施工及运营安全极为重要。,1.,宜万铁路工程概况及进展,宜万铁路东起宜昌，西至万州，全长,377km,。宜昌至土城约,30km,为长江中下游平原构造侵蚀丘陵区。土城至齐岳山约,300km,为清江与长江分水岭靠北侧地带，属构造溶蚀侵蚀中低山区，岩溶极其发育。齐岳山至万州约,50km,为川东红层构造侵蚀、剥蚀中低山区。,宜万铁路共有隧道,159,座，其中：八字岭、野三关、大支坪、云雾山、马鹿箐、齐岳山和别岩槽被称为宜万铁路八座,级风险隧道。目前，除齐岳山隧道外，全线其它隧道均已贯通。,1.,宜万铁路工程概况及进展,2.,岩溶分类,以宜万线为例，所揭示的9,00,余处岩溶及岩溶水，岩溶发育千奇百怪、复杂多变，无规律性，但也有其内在的类型特征。根据其不同的类型特征，,采取五种分类方式，从而,“,对症下药,”,，制定出,“,规模对策,”,、,“,充填性对策,”,、,“,充填物对策,”,和,“,水对策,”,，实现岩溶,“,标准化,”,治理。,2,、岩溶分类,洞穴型,2,、岩溶分类,无充填大型干溶洞,2.,岩溶分类,龙麟宫隧道,DK231+796,半充填大型溶洞,2006,年,8,月,5,日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长,100m,、横向宽,150m,、向上高出拱顶以上,10m,、向下深,21m,。,半充填大型干溶洞,2.,岩溶分类,充填块石土型,2.,岩溶分类,充填粉细砂型,2.,岩溶分类,充填泥水型,2.,岩溶分类,充填清水型,2.,岩溶分类,隧道与暗河正交型,2.,岩溶分类,高压富水型,齐岳山隧道出口,F11,断层超前探孔涌水录像,3.,岩溶治理技术及工程案例,3.,1,岩溶及岩溶水治理基本对策 根据岩溶分类，针对不同类型岩溶，制定基本处治对策。洞穴型、管道型岩溶：,回填方案,充填型岩溶：,大,、小,管棚方案,、,注浆加固,（帷幕、周边）,+,大管棚方案,过水型岩溶：,引排方案,大型干溶洞（主要针对基底处理）：,托梁,+,板跨方,案、型钢混凝土,+,板跨方案、钢管群桩方案、桩基,+,承台方案、路基填筑方案、梁跨方案,、弹性地基板梁方案,岩溶水治理：,注浆堵水方案,（帷幕、周边）,、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案、绕避方案,加固方法,适用范围,溶洞位于拱部,回填,溶洞向拱顶以上发育规模较小，无水（少水）的空腔、半充填型溶洞,护拱,溶洞向拱顶以上发育规模较小或溶洞尽管向上发育较高但宽度很窄,喷锚网防护,溶洞纵、横向发育范围较广，溶洞顶板稳定性较好,立柱支顶,溶洞纵、横向发育范围均较广，溶洞顶板发育在隧道拱顶以上,10m,以内,拱罩防护,溶洞纵、横向发育范围均较广，溶洞顶板发育在隧道拱顶以上,10m,以上，顶板整体稳定性较好，仅存在小块落石的可能，且清除危石难度较大,溶洞地段隧道加固参考表（一）,3.,岩溶治理技术及工程案例,加固方法,适用范围,溶洞位于底部,回填,发育在隧底附近的小型空腔或半充填溶洞,注浆（钢管桩）,隧底,10m,15m,的溶洞充填物，通过注浆或钢管桩注浆形成具有足够承载力的注浆改良复合地基,板（梁）跨越,发育至隧底以下深度较大的充填型溶洞，充填物具有一定的密实度及承载力，但均匀性较差，通过板（梁）调整地基的整体均匀性，控制差异沉降,拱桥跨越,发育至隧底以下深度较大且纵向发育范围有限的空腔,桩基承台（托梁）,发育至隧底以下深度较大的空腔、溶洞充填物承载力很低，注浆效果难以保证的充填型溶洞、不易封堵的过水通道,路基填筑,发育至隧底以下深度较大的空腔，纵横向发育规模较大，通过复合地基及隧道内预留沉降空间解决工后沉降问题,溶洞地段隧道加固参考表（二）,3.,岩溶治理技术及工程案例,加固方法,适用范围,溶洞位于侧部,护墙防护,侵入隧道开挖轮廓线范围有限的溶洞,护墙支顶,溶洞发育范围较宽广，溶洞侵入隧道范围较大或横穿隧道,溶洞地段隧道加固参考表（三）,3.,岩溶治理技术及工程案例,3.2,工程实例：洞穴型、管道型岩溶对策：,回填方案,3.,岩溶治理技术及工程案例,案例,2004,年,10,月,3,日，八字岭隧道,DK108+865,处揭示岩溶洞穴，直径约,3m,。针对该岩溶洞穴，采用,I18,钢架,C20,砼护拱，外设干砌片石缓冲层。溶洞内预埋竖向排水盲管。,充填无水型岩溶对策：,注浆加固,+,大管棚方案,注浆加固,+,大管棚方案,3.,岩溶治理技术及工程案例,3.,岩溶治理技术及工程案例,案例, 2005年10月15日，,云雾山隧道开挖揭示,DK247+562特大型充填块石土岩溶，岩溶纵向发育线为DK247+563+445(长118m)，线为DK247+573+435(长138m)，溶腔向线左发育，宽约60m，基底以下局部深度超过80米。对该溶腔采取,“,超前注浆+大管棚,”,方案处理后通过。,注浆前,注浆后,注浆加固,3.,岩溶治理技术及工程案例,过水型岩溶对策：,引排方案,针对过水型岩溶，原则上引排维持既有通道方案处治，不得随意对岩溶管道堵塞，以免形成水害。,3.,岩溶治理技术及工程案例,案例, 2005,年,8,月,11,日，野三关隧道进口开挖揭示,DK119+512,隧底发育过水型岩溶，右侧为岩溶大厅。岩溶为两头窄的芒果状，最宽处约,18.3m,，岩溶水流自左向右流入大厅消水洞，旱季水流量为,43m,3,/h,。针对该岩溶：清除大厅内堆积体，锚网喷防护，隧道基底采用,“,托梁,+,钢筋砼板,”,跨越，隧道结构加强。,3.,岩溶治理技术及工程案例,案例, 2005年3月29日，王家岭隧道开挖到DK61+473，超前探测表明前方为正交型过水岩溶管道，经放水试验，最大流水量为540m,3,/h。后爆破开挖，发现管道由左拱腰向右拱脚发育。入水口直径分别为1.5m和0.7m，出水口直径为1.5m。针对该岩溶，采用600mm波纹管引排、浆砌片石回填、隧道结构加强。,大型干溶洞：,托梁,+,板跨方案、型钢混凝土,+,板跨方案、钢管群桩方案、桩基,+,承台方案、填筑路基方案、梁跨方案,3.,岩溶治理技术及工程案例,案,例 2005年6月20日，长鹰坝2#隧道开挖到DK240+890处，隧道左边墙发育一横向溶槽，宽6m，纵向长20m，向下深不见底。针对该岩溶，基底采取,“,型钢混凝土+板跨,”,方案、隧道结构加强。,3.,岩溶治理技术及工程案例,实例,高坪,1#,隧道开挖到,DK139+598,时，揭示出一条斜穿隧道的干溶洞。溶洞自左上向右下发育，横向宽,30m,，纵向长,9m,，向上高,20m,，向下深,6.5m,。针对该岩溶，基底采,“,钢管群桩注浆加固,”,方案、隧道结构加强。,案,例 2005年4月23日，鲁竹坝2#隧道开挖到DK204+610处揭示大型半充填型干溶洞，溶洞纵向长125m。DK204+610+654段发育1#溶腔，左侧最宽41m，右侧最宽21.6m，轨面以上15m，轨面以下约010m；DK204+677+735段发育2#溶腔，左侧最宽6.3m，右侧最宽20.5m，轨面以上12m，轨面以下左墙脚下011m；DK204+654+677段为1#、2#溶腔连接通道，通道宽413m，高1.54m。针对该岩溶，基础采取,“,桩基+承台,”,方案。,3.,岩溶治理技术及工程案例,3.,岩溶治理技术及工程案例,1#溶腔采用桩基承台,1#、2#溶腔间隧底注浆加固，边墙挡护,3.,岩溶治理技术及工程案例,案例, 2005年6月4日，龙麟宫隧道出口施工到DK232+467时，揭示DK232+467+397特大型溶洞。溶洞纵向长约70m，横向宽约50m，深约80m，基底为堆积体。受施工爆破影响，6月19日18:48顶部覆层坍塌。该岩溶基底采取,“,路基填筑、注浆加固,”,方案。,3.,岩溶治理技术及工程案例,隧,道位置,3.,岩溶治理技术及工程案例,案,例 2006年1月2日，下村坝隧道施工至DK237+091处，揭示一溶腔，该溶腔沿线路纵向发育30m，拱顶以上发育2030m，隧底以下发育1020m。溶腔横穿隧道，发育至隧道左侧边墙外28m，隧道右侧边墙外约22m斜向下发育一落水洞，落水洞深度未知。针对该隧道基底，采取,“,拱跨,”,方案。采用1-22.5m实腹式拱跨结构，拱圈为半径18.75m的钢筋混凝土圆弧板拱，矢高3.75m，矢跨比1:6。拱桥拱圈及拱座上回填C15混凝土形成桥面。对局部溶腔，采用C40混凝土回填。,对岩溶地下水的对策：,注浆堵水方案,（帷幕、周边）,、泄水洞方案、堆积体加固方案、绕行方案,3.,岩溶治理技术及工程案例,序号,治理方案,适用范围,1,注浆堵水方案,充填型贫水溶洞、富水裂隙带、低压富水充填型溶洞、断层等,2,泄水洞方案,大型高压富水溶洞、高压富水溶槽等,3,堆积体加固堵水方案,大型堆积体、暗河大厅堆积物,4,释能降压,大型高压富水溶洞,5,绕避方案,边界明确的溶洞及溶槽,案例,齐岳山隧道施工进行超前水平钻探，探孔深度,38m,，单孔最大涌水量,700m,3,/h,，水压力,3.1MPa,。针对该地下水，采取,“,注浆堵水,”,方案。,对岩溶地下水的对策：,注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固方案、绕行方案,注浆堵水方案,3.,岩溶治理技术及工程案例,齐岳山隧道出口,PDK366+195,高压水录像,3.,岩溶治理技术及工程案例,3.,岩溶治理技术及工程案例,案例,地形地质条件允许、对环境没有影响时优先采用泄水洞方案。,泄水洞方案,3.,岩溶治理技术及工程案例,暗河堆积体加固堵水方案,实例,五爪观隧道与五爪观暗河正交,暗河最大流,量,36000,方,/,小时。暗河岩,溶大厅横向宽约,120m,，纵向长60米，高30米，巨块状崩塌块石充填。暗河岩溶大厅堆积体上部为巨块状崩塌块石，下部为卵石土、块石土及粉质黏土夹砾砂等组成，饱和、透水性好。根据该岩溶暗河特点，,采取,“,堆积体加固堵水，分段抬升暗河,”,方案,，总体处理顺序为：清除堆积物施做大里程端底板分段施做截流区注浆、挡水坝排水渠区注浆、修建排水渠、导流大里程区钻孔注浆、小里程区底板小里程区钻孔注浆。,3.,岩溶治理技术及工程案例,3.,岩溶治理技术及工程案例,五爪观隧道暗河堆积体注浆及开挖效果,3.,岩溶治理技术及工程案例,绕行方案,案例,齐岳山隧道进口平导施工至,PDK364+005,时，探遇大规模高压动水充填粉细砂层溶洞。针对反坡、平导的功能特点，采取,“,绕行,”,方案。绕行后顺利通过。,节约时间、节省投资，不影响辅助导坑的使用功能。,3.,岩溶治理技术及工程案例,4.,岩溶高风险隧道专项设计,马鹿箐隧道,2006,年“,1.21”,突水突泥后，对宜万线可能发生突水、突泥灾害的隧道进行系统排查，针对加强安全设计、反坡隧道施工、安全施工管理等问题进行了专题研究。根据每座隧道的工程地质、水文地质条件，发生突涌水突泥的几率、规模、危害程度等，确定其风险等级。野三关、马鹿箐等,8,座长大隧道岩溶发育、暗河众多、地下水丰富，个别工区为反坡施工，施工中极有可能发生大规模突水突泥的地质灾害，风险等级为一级。堰湾一号、堰湾二号、景阳坪等,26,座岩溶隧道施工中可能出现局部突水、突泥或大型溶腔，风险等级为二级。其余岩溶隧道为一般风险隧道。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.1,岩溶高风险隧道专项设计目的及主要内容,一级风险隧道专项设计包括水文监测、复杂岩溶隧道施工防灾报警系统、结构安全性监测三个方面专项设计。,水文监测专项设计,主要是系统的进行隧道水文地质监测，为水文地质评价和风险源的防灾预警提供水文地质方面的依据，完善并强化隧道洞内外水文地质监测，并纳入超前预报资料的综合分析。主要包括降雨量、涌水量、水压、水位,4,个方面的内容。,复杂岩溶隧道施工防灾报警系统设计,，其主要目的是针对复杂岩溶隧道施工期间可能发生的突水突泥、塌方等意外事故，通过系统的实施，使施工人员获得更多的逃生或自救的时间，将人员伤亡和财产损失减少到最低程度。系统的主要内容包括声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志、应急照明、逃生设备、应急排水等六个部分。,隧道结构安全性监测,主要是针对不同的高压涌突水地段，采取了特殊的工程处理措施，采用了多种新型隧道结构型式，为了及时分析掌握这些复杂新型隧道结构，需要对隧道围岩及支护结构受力变化状况进行监测，从而对隧道结构安全性状况做出评估，为隧道的施工处理和运营维护提供依据。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.2,水文监测系统专项设计,水文监测包括降雨量、涌水量、水压力、地表水位四个方面。,（,1,）降雨量监测：根据水文分析，对隧道涌水点相关的地表区域进行降雨量监测。降雨量监测采用“,SRY-1,雨量记录仪”进行降雨量自动记录。降雨量监测中要求配备辅助电源，避免停电影响降雨量的数据采集。如采用人工观测，遇大雨、暴雨、暴雪等天气时，需人工记录其发生时间、持续时间、降雨量、降雪量等。,（,2,）涌水量监测,对超前钻孔、重要出水点、集中汇水点、重要井泉等均进行水量监测，主要采用人工监测及自动监测相结合的监测方法进行涌水量监测。,人工监测：水量较小时采用量桶法量测，水量较大时应集水归槽后采用堰测法量测。,自动监测：在集中汇水点设置“,SONTEK Argonaut SW,多普勒流速测量仪”,24,小时不间断进行流量自动监测。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.2,水文监测系统专项设计,（,3,）水压力监测,对超前钻孔、溶腔布置水压监测孔，进行水压监测。水压监测孔需设置孔口管、安装法兰盘、,Q,型管、空气室及压力表，孔内需设置软式透水管等。,（,4,）深孔水位监测,采用,Level TROLL 300,或,Level TROLL 700,深孔液压测量仪，对地表重要深孔孔内水位进行自动长期连续观测。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.2,水文监测系统专项设计,涌水量和水压力是导致突水突泥的两个重要因素，因此，针对隧道总出水量（或突水突泥点）建立,“,降雨量,-,涌水量,-,水压力,”,水文观测及分析模型，进而确定安全作业进洞条件，并通过水文观测数据的分析，为溶腔处理提供基础决策依据。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.2,水文监测系统专项设计,齐岳山隧道进口（反坡）安全施工等级管理,安全等级,降雨量,d/mm,洞内涌水量,/(m3/h),安全状态,施工措施,一,d15,2000,正常,日常措施，正常施工,二,15,d20,3000,警戒,加强观测，做好洞内外沟通，正常施工,三,20,d25,4500,警戒,领导值班,四,25,d30,6000,警戒,掌子面停工,五,30,d,7500,应急,撤离机具人员,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.2,水文监测系统专项设计,马鹿箐隧道进口（顺坡）泄水洞安全施工等级管理,安全,等级,降雨量,d/mm,水压力,/MPa,泄水洞排水量,/(m3/h),安全状态,施工措施,一,10,0.1,1000,正常,日常措施，正常施工,二,10,20,0.15,2500,警戒,加强观测，做好洞内外沟通，正常施工,三,20,0.15,3000,应急,掌子面停工，人员全部撤离,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.3,施工防灾报警系统设计,建立风险隧道防灾报警系统，并根据不同隧道的特点，规划合理的逃生路线，设置标示和应急照明，加强演习。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.3,施工防灾报警系统设计,规划合理的逃生路线。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.3,施工防灾报警系统设计,规划合理的逃生路线。,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.4,结构安全性监测,监测的主要内容包括围岩及隧道结构相关的水压力监测；注浆加固圈（周边围岩）位移监测；围岩与初期支护接触压力监测；初期支护内力监测；初期支护与二次衬砌接触压力监测；二次衬砌内力监测；注浆加固圈渗水量监测；隧道基底沉降监测八个方面。,长期监测断面测点布置图,4.,岩溶高风险隧道专项设计,4.4,结构安全性监测,对监测点的变化量、变化速率及累计变化量设置控制值与警戒值只要有监测异常发生，系统就会进行个性化的报警提示，同时能够在网络地图上清晰地表现各工点、各测点的预警情况。,5.1,隧道施工中遭遇的高压富水充填溶腔突水突泥突石实例,（,1,）野三关隧道,“,602,溶腔,”,突水突泥突石,：,2007,年,8,月,5,日，野三关隧道出口,线施工到,DK124+602,，遭遇突水突石灾害，瞬间最大涌水量达,15,万方,/,小时，突水持续,1,小时后稳定为,1,万方,/,小时。伴随突水突石，多台机械设备被冲走、扭曲解体。事后进洞观察，突石满洞堆积长度约,400m,，事故造成巨大经济损失和人员伤亡。,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,2,）大支坪隧道,“,990,溶腔,”,突水突泥：,2006,年,7,月,26,日，大支坪隧道平导开挖至,PDK132+930,突发大规模突水涌砂，涌砂量约,300,方。,9,月,4,日，向前开挖到,+960,时又发生大规模突水，瞬时涌水量达,1500,方,/,小时。,9,月,29,日，向前开挖到,+990,时再次发生突水突泥，瞬时涌水量达,5000,方,/,小时。,2008,年,4,月,30,日，,DK132+913,经注浆后进行开挖，开挖时发生突水涌砂，涌砂量约,4000,方。,4-30,突水涌砂录像,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,3,）云雾山隧道,“,617,、,526,溶腔,”,突水涌砂,：,2008,年,7,月,21,日，隧道出口,DK245+645,超前探孔时发生突水涌砂，瞬间涌水量达,780,方,/,小时，涌砂约,1000,方，涌水造成,线淹井,1035m,、,线淹井,710m,。,8,月,26,日完成抽水及清砂。,9,月,6,日，,10#,横通道超前探孔时又发生突水涌砂，再次造成淹井。,08,年,10,月,12,日，隧道进口,线遭遇,DK245+526,溶腔，溶腔内充填泥砂，探测期间突出泥砂约,250,方，涌水量约为,90,方,/,小时。,云雾山隧道,DK245+617,溶腔突水突泥后进洞观察照片,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,4,）马鹿箐隧道,“,978,溶腔,”,突水突泥,：,2006,年,1,月,21,日，马鹿箐隧道出口平导反坡施工到,PDK255+978,时，发生突水突泥。平导施工人员立即逃生。突水经横通道反灌正洞，使正洞作业人员遇难。突水时最大涌水量为,30,万方,/,小时，持续,7,小时后，涌水量稳定为,300,方,/,小时。,马鹿箐隧道,1-21,突水突泥录像,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,5.2,研究新技术的必要性,宜万铁路突水突泥突石夺走了多名职工的生命，造成了巨大的经济损失，同时，也对宜万铁路正常施工造成影响，令人心痛。痛定思痛，突水突泥突石的根源是没有一套成熟的、行之有效的，确保高压富水充填溶腔安全施工的技术手段。因此，如何掌握高压富水充填溶腔突水突泥规律，顺其自然，规避灾害，研究安全可靠、经济适用的治理技术是参建各方需要共同研究的十分重要的课题。,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,5.3,“,释能降压法,”,概念、内容、,施工方针及施作步骤,（,1,）概念,：释能降压法是针对高压富水充填溶腔采取有计划、有目的精确爆破，释放溶腔所存储能量，降低溶腔施工及运营过程水土压力，之后通过配套处治措施完成溶腔治理。,（,2,）主要内容（七项）,：溶腔特征分析、临近界面锁定、相邻洞室分隔、排水规划、精确爆破设计、预警预报监控、配套措施实施。,（,3,）二十四字施工方针,：探介质、锁边界、选时机、精爆破、严监控、畅排放、细处理、勤检查 。,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,4,）四个施作步骤,：,查找溶腔阶段,锁定溶腔阶段,打开溶腔阶段,处治溶腔阶段,“,释能降压法,”,施作程序,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“,释能降压法,”,八项专项安全设计,（,5,）八项专项安全设计,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,）查找溶腔阶段,超前地质预测预报,：宜万铁路建设初期，对岩溶隧道高风险采取地质素描、,TSP,、地质雷达、红外探水、超前钻探五种方法。实践证明：地质素描和,TSP,起到了一定的宏观预报作用，但地质雷达和红外探水对岩溶水难以起到定量分析作用，而超前钻探预报准确率几乎达到,100%,。因此，后期采取,“,地质素描、,TSP,先行，以钻孔为主,”,进行岩溶及岩溶水超前预测预报。,溶腔特征分析,：处理高压富水充填溶腔，必须对溶腔充填物、水压力、水量和纵向发育长度进行确定，对溶腔型态、规模和水源进行分析与判断，为释能降压做好专项地质分析工作。,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,）锁定溶腔阶段,锁定溶腔是释能降压的关键，它对溶腔精确爆破起到决定性作用。,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,）打开溶腔阶段,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,云雾山,“,526,溶腔,”,完全释放,大支坪,“,990,溶腔,”,水释放、介质未释放,云雾山,“,617,溶腔,”,水释,放、介质部分释放,（,）处治溶腔阶段,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,结构处治,（,1,）基底处理：原则上，基底发育深度不超过,2m,时，采取混凝土换填；超过,2m,时，根据纵向规模采用桩基承台或板跨等方案。,（,2,）永久泄水洞导排：为确保运营安全，设置永久泄水洞对高压岩溶水进行导排。,（,3,）结构加强：对高压富水充填溶腔段，衬砌结构应加强。,（,4,）结构长期监测：为全面掌握高压富水充填溶腔施工及运营过程受力状况，进行结构长期监测。项目有：水压力、注浆加固圈稳定性、围岩与初支接触压力、初支内力、初支与二衬间接触压力、二衬内力、基底沉降以及注浆加固圈渗水量共,8,项。,4.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,长期监测断面测点布置图,长期监测断面测点布置图,5.4,释能降压法治理工程实例,云雾山隧道,“,526,、,617,溶腔,”,（,1,）溶腔探测：云雾山隧道发生两次突水涌砂淹井后，对掌子面进行封闭，经探测，,“,617,溶腔,”,纵向长,45m,（,DK245+579,+624,）。,“,526,溶腔,”,经探测，纵向长,21m,（,DK245+526,+547,），发育高度超过隧道,5m,。,云雾山隧道,“,617,、,526,溶腔,”,发育型态图,617,溶腔探孔出水照片,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,2,）溶腔特征分析,充填介质特征：对钻孔涌砂取样筛分，筛分表明，溶腔充填物为中砂。针对高压富水中砂地层，采用普通水泥注浆，很难达到满意的注浆堵水效果，既使采用超细水泥注浆，技术要求很高，注浆堵水难度很大。,云雾山隧道“,526,溶腔”涌出砂的筛分曲线,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,溶腔放水试验： 在,10#,横通道利用探孔进行放水试验。试验时，,3#,、,5#,孔通过钢管将水引排至消水洞，,1#,孔通过泵站抽水至消水洞。试验自,08,年,9,月,26,日到,10,月,7,日，共,12,天。,云雾山隧道“,617,溶腔”放水试验位置图,云雾山隧道“,617,溶腔”放水试验布置示意图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,分析试验数据，可以得出以下结论：钻孔排水与地表降雨有响应关系，降雨,1,天内钻孔水量变大，但充填介质经常堵塞钻孔，影响排水。水压力未超过,0.8MPa,，水压力与地表降雨有响应关系。钻孔排水对水压力影响不大，通过钻孔很难短时间将水压力降低。,云雾山隧道“,617,溶腔”放水数据分析图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,溶腔水文特征：,溶腔段位于背斜核部，溶腔水主要为地表岩溶洼地汇水，暗河系统对溶腔不形成水力补给。,“,526,、,617,溶腔”水文地质图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,3,）专项安全设计与实施：,洞内相邻洞室分隔：释能降压前对洞内相邻洞室进行封堵分隔。,洞内排水线路规划：释能降压时，水和充填介质沿,线顺排，经横通道出洞。,“,526,溶腔”释能降压洞内相邻洞室分隔及排水线路,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,洞外排水系统专项设计：洞外排水线路系统设计如图,洞外排水线路系统专项设计,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,安全监控系统专项设计：在洞口调度室设置监控站，各主要观测点设观测探头，采取视频监控洞内外各主要风险点的动态情况，迅速作出反应。,洞外警戒系统专项设计：设定警戒范围，进行泄水期间交通管制。,水文监控系统专项设计：在,5#,横通道设水位观测点，在山顶台地设降雨观测点，在洞湾暗河设流量观测点，在横洞口设水量观测点。,安全进洞专项设计：通过监控系统，确定泄水情况，以此制定安全进洞专项设计。,进洞观察安全线路专项设计：经,6#,横通道进洞观察，遇到险情时，经,6#,横通道进入,线掌子面。,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,4,）锁定溶腔边界：爆破前对溶腔边界准确锁定。将溶腔划分为四个区域。,区岩盘厚度小于,2.5m,，,区岩盘厚度为,2.5,4.5m,，,区岩盘厚度为,4.5,9m,，,区岩盘厚度大于,9m,。因此，爆破设计必须打开溶腔,区和,区。,“,526,溶腔”边界锁定图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,5,）精确爆破： 为确保爆破一次成功，对下部岩盘厚度较厚位置施工导洞以形成临空面。根据掌子面岩盘厚度锁定，分区设计炮眼深度。,“,526,溶腔”精确爆破炮眼深度布置图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“,526,溶腔” 精确爆破专项设计,精确爆破专项设计参数：,掏槽方式：斜眼掏槽,周边眼间距：,60cm,抵抗线：,63cm,炮眼深度：距溶腔,30,40cm,精确控制,炮眼数量：,127,个,炮眼密度：,2,个,/,平方米,单位用药量：,2.28kg/,方,起爆顺序：掏槽眼掘进眼二圈眼（底板眼）周边眼,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,6,）释能降压,08,年,11,月,25,日,10,时准时实施精确爆破，对,“,526,溶腔,”,释能降压。,“,526,溶腔” 释能降压泄水录像,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（,7,）释能降压成果,526,溶腔,”,释能降压成果：释能降压后进洞观察，溶腔内充填介质完全释放，水由拱顶岩溶管道流出，掌子面为岩溶大厅。,“,526,溶腔”释能降压照片,“,526,溶腔”释能降压水痕照片,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,621爆破涌水涌泥录像,“,617,溶腔,”,释能降压成果：,“,526,溶腔,”,释能降压时，对,“,617,溶腔,”,进行水压监控，随着,“,526,溶腔,”,释能降压，,“,617,溶腔,”,水压力也降为,0,，因此，,“,526,”,与,“,617,”,属同一水源溶腔。,“,526,溶腔,”,释能降压也彻底解决了,“,617,溶腔,”,处理难题。,“,617,溶腔”水压力监测曲线,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,洞外洞湾暗河水文观测成果：释能降压前后对洞湾暗河流量进行观测，无任何变化，因此，释能降压主要是释放溶腔大厅静储量，它不会对地表产生影响。,2008,年,11,月,23,日,2008,年,11,月,25,日,2008,年,11,月,26,日,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“,617,线溶腔,”,：,“,617,线溶腔,”,在,“,526,溶腔,”,释能降压后处于无水状态。对溶腔采取清方置换，按三台阶开挖。目前溶腔已贯通。,“,617,线溶腔,”,清方,“,617,线溶腔,”,清方后回填置换,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“,526、,617,组合溶腔,”,处理示意图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,602溶腔示意图,野三关隧道,“,602,溶腔,”,泄水支洞溶腔释能降压工程案例录像,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,587,掌子面涌出的块石及巨石,释能降压后溶腔处治：,泄水支洞释能降压后，正洞处于,0,水压。对溶腔进行清方置换。目前，溶腔已贯通。,“,602,溶腔,”,回填置换,“,602,溶腔,”,贯通,“,602,溶腔,”,清方,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,602溶腔处理示意图,马鹿箐隧道,“,978,溶腔,”,平面示意图,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,马鹿箐隧道,“,978,溶腔,”,泄水洞溶腔释能降压工程案例录像,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,马鹿箐隧道,“,978,溶腔,”,大厅,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,马鹿箐隧道,“,978,溶腔,”,结构处理,5.,释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,6.,岩溶隧道施工风险管理,6.1,以建设单位为核心，决策重大技术方案。,宜万铁路复杂岩溶高风险隧道地质条件极其复杂，面临巨大的安全风险和工期压力，始终坚持,“,以人为本,”,，把保证人的生命安全作为第一目标，创新建设单位在重大关键技术方案决策上必须起核心主导作用的新理念，成立以指挥长为组长的,级风险隧道重大技术方案管理小组，组织参建各方分析风险隧道施工安全、技术方案，邀请院士、专家研讨复杂岩溶隧道设计施工技术，由建设单位决策重大技术方案，监督各方严格执行，方案变更必须经过相应程序，不得擅自更改。,6.,岩溶隧道施工风险管理,6.2,强化高风险隧道现场管理，完善组织机构和专项安全机制,(1),成立以指挥部领导为组长的风险隧道特别管理小组和工作组进驻现场，负责风险隧道现场建设管理，主抓现场施工技术方案及安全措施落实，现场研究、决策风险隧道处理技术问题。,（,2,）制定高风险隧道八个专项施工管理机制，包括施工地质勘察与超前预测预报专项机制、突发性事件防范应急预案专项机制、应对复杂地质和工程难题的设计与施工预案专项机制、重难点工程监控专项机制、隧道施工量测监控专项机制、严格规范施工工艺监控专项机制、严格履约考核奖罚专项机制、信息收集反馈和快速反应专项机制。,6.,岩溶隧道施工风险管理,6.3,狠抓超前地质预测预报和帷幕注浆两个关键技术环节,超前地质预测预报和帷幕注浆是岩溶处理的两个关键技术。为确保风险隧道施工安全，一是建立,宜万铁路复杂岩溶隧道超前地质预测预报管理制度,和,宜万铁路复杂岩溶隧道注浆施工管理制度,，明确隧道注浆和超前地质预报专人管理、专业队伍施作、检查签证责任到人，并纳入施工企业信用评价；二是指挥部成立注浆督导组，对风险隧道施工单位进行注浆专题培训，对注浆施工进行现场培训指导；三是引进国内水平最高的专业注浆队伍，对重要隧道进行帷幕注浆科技攻关；四是对超前地质预测预报钻孔设计、施钻、验孔、判释实行分级管理，责任到人，做到,“,物探现行、钻探验证、有疑必钻、不明不掘,”,及坚持,“,三定三探,”,原则（即：定人定孔定检查、重探密探加深探）。,6.,岩溶隧道施工风险管理,6.4,严格落实现场安全措施,创新设计理念，在国内首创,宜万线复杂岩溶隧道防灾报警系统设计,和,宜万线风险隧道水文观测专项设计,，包括声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志（逃生线路）、应急照明及供电系统、逃生装备、排水设计等，其目的是从设计源头通过技术手段和工程措施提高施工过程中的预警和防灾能力。,建立和落实现场安全管理制度，对风险隧道分级管理，制定施工安全等级管理制度，落实安全隐患分级督办，完善防灾报警系统，规划安全逃生线路，下发风险征兆明白卡，设置专职安全员，定期组织逃生演练等。特别是对风险隧道，根据日降雨量、水压力、泄水洞日排水量等实行进洞安全等级管理，确定进洞施工警戒条件，确保施工人员绝对安全。,结 语,岩溶隧道管理方针：,加深勘察、动态设计、风险评估、分级管理,严格预报、加强注浆、安全第一、警钟长鸣,建设管理单位要做到：,大胆创新、科学论证、果断决策、靠前指挥,
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