岩溶隧道混凝土泵送管道突水突泥机理研究

由于岩溶发育因素复杂,岩溶发育形式多样,岩溶发育不均匀、不规则,给混凝土泵筒隧道的设计和施工带来了一系列困难。施工阶段的涌水和突泥对施工安全和进度构成极大威胁。如果处理措施不当,还会导致水土流失、附近地面塌陷,造成生态环境恶化等问题。因此,混凝土泵送隧道岩溶涌水一直被认为是一个世界性的工程问题,国内外许多学者对涌水机理问题进行了大量的研究。根据国内外65条隧道的实际资料,总结了岩溶涌水问题。由于岩层的非均质性,在隔水层和含水层之间经常存在不连续的地下水表面。当隧道施工穿越隔水层时,可能会造成含水。根据突泥涌水机理分析,大瑶山隧道雨量充沛,地下水是隧道涌水的主要供水水源。地下水的深层循环和迁移形成石灰岩深部不同大小和形状的岩溶(卡斯特)通道。由于地下水的缓慢移动和化学泵送的作用,石灰华、溶洞泥浆和沙子残留在混凝土泵送管道和洞穴中。张延清分析了岩溶水的突水机理,认为高压富水岩溶含水层是突水的主要条件,也是突水的主要突出因素。断层带、断裂带和陷落柱破坏了隔水层的连续性,隔水层是最易发生涌水的通道,是涌水的突发性导向因素。开挖工程中拱形地应力的重新分布在一定程度上破坏了隔水层,加剧了涌水的可能性,是涌水的诱发因素。在对圆梁山隧道工程地质条件调查的基础上,采用室内试验、数值模拟、理论分析和现场试验等方法,系统研究了岩溶涌水的过程、规律和特征,以及涌水事故的预测和控制技术,揭示了圆梁山隧道岩溶涌水的机理。然而,上述研究方法没有从力学机理的角度分析岩溶和岩溶水的位置、角度和大小与隧道特别是工作面之间的最小安全距离,不能很好地服务于工程建设。因此,迫切需要对隧道岩溶涌水涌泥机理进行深入研究,特别是施工期对工作面的影响和最小安全距离,为隧道涌水涌泥治理提供理论依据,满足岩溶地区隧道施工和运营安全的需要。

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