[發(fā)明專利]巖溶隧道施工用綜合性地質預測預報方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110143482.2
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102322294A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 王作舉;薛俊峰;吳應明;吳信軍;侯韌;羅宗帆;王小兵
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團第一工程有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21B47/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發(fā)明涉及一種隧道施工地質預測預報方法，尤其是涉及一種巖溶隧道施工用綜合性地質預測預報方法。

背景技術

巖溶問題是隧道工程的一大患，巖溶對隧道的工程影響主要表現(xiàn)在隧道周邊變形、失穩(wěn)問題，常常導致隧道開挖中的局部崩塌、掉塊及落石；另一方面巖溶涌水也是巖溶對隧道的主要工程影響之一，它不僅影響施工安全，而且直接危及人員和機械設備的安全，在我國西部及西南地區(qū)修建的隧道往往會遇到巖溶問題。巖溶地區(qū)一般特點是地形起伏，在低洼處易形成積水盆地，地表水長時間的溶蝕、侵蝕形成了形狀各異的巖溶洼地或槽谷，地表水不斷向巖體內富集轉為地下水，地表水與地下水的反復循環(huán)形成了落水洞、漏斗等巖溶管道。在巖溶管道中的地下水向附近更低的水系尋找排泄出口以降低勢能，而決定地下水徑流途徑的則是巖層產狀、褶皺、斷層、節(jié)理等。因此根據(jù)地下水補給區(qū)巖溶洼地、槽谷、落水洞、暗河等組合以及相應的地質構造構成巖溶地區(qū)主要的地質特征。實際施工時，因地表水對隧道內涌水影響較大，而公路隧道對滲漏水的要求又較高，故防排水采用以“防、排”為主，“防、排、堵、截”相結合的綜合治理措施。因而，巖溶地區(qū)隧道的施工難度非常大。

宜萬鐵路龍麟官隧道位于湖北省恩施州白果壩，屬于喀斯特地貌，隧道穿越的地層主要為寒武系淺灰色中厚～厚層狀灰?guī)r、白云質灰?guī)r，局部夾薄層狀泥質白云巖，節(jié)理及溶蝕裂隙發(fā)育，巖溶及巖溶水分布極多，巖溶是龍麟官隧道施工的主要地質危害，巖溶的預測預報、安全揭示和處理是隧道施工的關鍵。龍麟官隧道地處湖北恩施市白果壩鎮(zhèn)附近，位于宜萬鐵路DK229+094-DK232+514段，為雙線隧道。隧道全長3420m，最大埋深328m，線路設計為15.9‰單面上坡，隧道圍巖為寒武系上統(tǒng)中厚層～厚層狀灰?guī)r。工程區(qū)域內巖溶強烈發(fā)育，地表巖溶洼地、落水洞、漏斗等巖溶形態(tài)多見，地下發(fā)育溶腔、溶槽和白果壩暗河系統(tǒng)，施工地質問題突出，但由于隧道位于垂直滲流帶內，所以主要為干溶腔，施工過程中揭示了大大小小的溶腔四十多處，其中出口有兩處典型的特大型干溶腔，其規(guī)模之大為鐵路史上罕見，并且形態(tài)復雜，圍巖破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，施工安全及運營安全風險巨大，溶腔處理施工難度極大。

實際施工過程中，根據(jù)設計地質資料及對隧道工程區(qū)的地質調查，且經(jīng)過綜合分析得出施工區(qū)域的主要工程地質問題是巖溶及巖溶水，它引起的災害可能有涌水、突泥、坍塌、冒頂?shù)取榱丝朔刭|風險應進行地質預測預報，根據(jù)預測預報結果及時采取恰當?shù)氖┕ご胧?guī)避風險。

目前，隧道施工中主要采用長距離TSP203、地質雷達、超前水平鉆孔、地質素描、超前炮孔、紅外探水等地質預測預報方法，雖然上述各項地質預測預報方法都比較成熟卻各有利弊，每項地質預測預報方法都有一定的局限性，單一使用都不能準確預報前方的地質狀況，但通過不斷分析總結得出上述地質預測預報方法相互之間可以互相補充、互相驗證。因而，隧道施工中應采用綜合地質預測預報方法，即根據(jù)不同的地質情況，采用至少兩種以上的探測手段進行探測，然后對多種探測結果進行綜合分析，得出最可靠的預測結果，以指導施工。

現(xiàn)如今，在巖溶地區(qū)進行隧道施工中，大多都采用綜合地質預測預報方法。但是，實際進行地質預測預報時，各施工單位選用的綜合地質預測預報方法各不相同，對實際施工中應同時采用哪幾種地質預測預報方法、應以哪種預測預報方法為主、所選用多種預測預報方法之間的相互關系如何等都沒有形成一個系統(tǒng)、合理且標準的施工參照依據(jù)。因而實際施工中，經(jīng)常出現(xiàn)所選用地質預測預報方法不當、不能對巖溶問題進行準確及時地預測預報、需反復多次進行驗證、施工過程中因地預測預報原因不可避免地會出現(xiàn)地質問題等多種實際問題，同時造成施工工期延誤、投入成本加大、不安全系數(shù)高、施工安全風險大等施工問題，尤其是對諸如宜萬鐵路龍麟官隧道的此類施工區(qū)域地質復雜且施工難度大的隧道施工來說，現(xiàn)有的綜合地質預測預報方法更是不能滿足實際施工需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種巖溶隧道施工用綜合性地質預測預報方法，其設計合理、操作簡便、可操作性強且所選用多種預測預報方法的相互關系明確、綜合性探測效果好，為巖溶隧道施工提供一個系統(tǒng)、合理且標準的綜合性預測預報方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種巖溶隧道施工用綜合性地質預測預報方法，其特征在于該方法包括以下步驟：