2021年2021年度岩溶隧道和处置讲义.ppt

隧道工程穿越岩溶地质地段具有危害大、预防难的特点，是目前隧道工程施工中尚未很好解决的难题。其主要表现是： 当施工冒然揭露岩溶时，有可能产生大量涌水涌泥或突水突泥，造成重大安全事故。轻的对生态环境造成影响，如引起水土流失、地面沉降、地表及地下水径流改道等，甚至会引起生态环境的改变；重则可能会引起洞毁人亡的灾难性事故，给项目带来重大经济损失。
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岩溶隧道和处置
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要保证隧道施工的顺利进行，关键是要预防和控制隧道施工中的地质灾害。如塌方是制约隧道快速施工的最主要因素之一，而断层、岩溶是隧道开挖过程中最常见的不良地质现象，也是引起隧道塌方的“罪魁祸首”之一。据不完全统计，由断层及断层破碎带、岩溶陷落柱等引起的隧道塌方占塌方总数的90％以上，可以说，隧道施工中发生的地质灾害，几乎都与断层、岩溶有关。
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岩溶隧道和处置
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经过广大隧道建设者的多年努力，我国在应对异常复杂岩溶地质隧道施工技术方面积累了丰富经验，达到了世界先进水平。采用超前探测、帷幕注浆、管棚预支护、高压富水溶腔释能降压、迂回绕行、桥梁跨越、防灾预警、救援逃生系统等“探”、“堵”、“排”、“迂”、“跨”、“防”等综合施工技术手段和措施，大大增强了隧道施工过程中安全处理大规模岩溶的能力。根据“多源协调原理”，选择一套有效的超前地质预测预报技术，探明隧道开挖面前方隐伏断层及岩溶的规模大小、准确位置、充填性与连通性等，采取针对性地处理方案，不仅可以避免隧道塌方、突泥突水等灾害的发生，还可显著加快隧道施工进度，节约工程施工成本，提高项目的经济效益与社会效益。
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岩溶隧道和处置
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下面以岩溶地质隧道施工为案例，论述隧道工程穿越高压富水岩溶地质地段，施工安全风险控制的关键技术问题。
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岩溶隧道和处置
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一、岩溶地质及岩溶地区的工程地质问题
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岩溶隧道和处置
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1、岩溶地质
（1）定义
岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。
地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用称为岩溶作用；岩溶是指由岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总和———喀斯特现象。
注：可溶性岩石大致可分为如下三大类：
①碳酸盐类岩石，如石灰岩、白云岩、硅质灰岩和泥灰岩等；
②硫酸盐类岩石，如石膏、硬石膏和芒硝等；
③卤盐类岩石，如岩盐和钾盐。
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岩溶隧道和处置
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(2)岩溶作用结果
①形成地下和地表的各种奇特的地貌现象；地表岩溶有：石牙、溶沟、石林、岩溶漏斗、峰林、峰丛、溶蚀洼地、孤峰与岩溶平原、盲谷、断头河、落水洞等。地下岩溶主要是溶洞和地下暗河。
②形成特殊的水文地质现象。
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岩溶隧道和处置
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(3)作用机理
岩溶形成过程中溶蚀作用的机理十分复杂。有地下水和地表水的溶蚀和沉淀、地表水的侵蚀、剥蚀和堆积，地下洞穴高压空气的冲爆和低压空气的吸蚀。地下水的机械潜蚀，冲蚀与堆积。地下洞穴的重力崩塌，坍塌与堆积等。其中主要为地表及地下水的溶蚀作用。从工程地质上讲以地下水对碳酸岩溶蚀作用为主。
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岩溶隧道和处置
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(4)岩溶发育的基本条件
①具可溶性岩石；
②可溶岩能提供水渗透和运移空间；
③具溶蚀能力的水；
④具良好的水循环条件（补给、排泄）。
注：运动的水流加速岩溶过程，并使碳酸盐岩岩体产生“碳、水、钙”物质循环。
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岩溶隧道和处置
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(5)气候影响：
它直接影响参与岩溶作用的水的溶蚀能力。控制着岩溶发育的类型、速度和规模。主要有：气温、降雨量、降水性质、降水季节分配及蒸发量大小的变化。
大气降水和气温的演变过程，提供水源和水流运动的梯度场等；
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岩溶隧道和处置
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