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关键控制技术及风险评估:高楼山特长隧道案例

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于高楼山隧道初步设计阶段涌水、突泥风险的控制措施建议如下。

关键控制技术及风险评估:高楼山特长隧道案例

4.3.5.1 涌水、突泥风险评估

1.涌水、突泥发生的条件

涌水、突泥是指在铁路、公路、水利、斜井等地下工程开挖过程中,由于揭露岩溶通道的组成部分、构造富水带或渗流击穿隧道洞壁而产生的水流、泥流突然涌出的现象。水流量大于0.1 m3/s,并有一定的压力和流速时,称之为涌水;当突出的地下水中含有的泥沙等物质超过50%时,我们称之为突泥。

在隧道的施工中,必然会破坏含水或潜在的含水围岩,揭露部分地下水导水通道,使地下水或与之有水力联系的其他水体(地表水、地下暗河及溶洞)突然涌入隧道,发生涌水灾害。隧道涌水、突泥是否发生,需要满足一定的条件,即含水围岩的储水能力、释放性能、水动力性能和围岩稳定性等,达到了临界值,地下水就会以极大的动力释放能量,造成隧道施工和运营过程中发生的安全事故。

2.高楼山隧道水文特点

高楼山隧道段内主要为构造裂隙水,水源补给可分两种类型:

(1)浅层地表水(位于区域性水位线以上),其主要水源为大气降水受季节性影响因素较大,一般对隧道施工不会产生太大的影响,其表现形式主要是渗滴状及串珠状。

(2)深层地下水(位于区域性水位线以下),常与区域性水位线贯通,对隧道施工安全影响较大并具有一定的威胁性,其表现形式主要为“股状”及“涌泉状”,常因隧道涌水量大且源源不断而造成区域水位下降、地表水井干涸、生活用水困难等诸多不利因素。

根据涌水量计算,预测隧道正常涌水量为16474(m3/d),最大涌水量为正常涌水量的2倍计算为32948(m3/d)。

隧址区水文地质条件复杂,地下水储存具有典型的非均匀各向异性特征,水文地质条件复杂,地下水分布规律性差,涌水较大,危险性高。涌水、突泥初始风险等级如表4-15所示:

表4-15 涌水、突泥初始风险等级表

从上表可见,高楼山隧道涌水、突泥整体风险概率等级为Ⅲ级,高风险,风险水平有条件接受。必须实施削减风险的应对措施,并需要准备应对计划。有必要对洞口失稳提出相应的风险控制措施。

4.3.5.2 风险控制措施(www.xing528.com)

对涌水、突泥风险的控制措施应根据专家调查意见对各风险因素的排序,结合高楼山隧道的地形、地貌和地层岩性等地质条件,采取针对性的控制措施。对于高楼山隧道初步设计阶段涌水、突泥风险的控制措施建议如下。

1.以“防、排、堵、截”的原则治理地下水和地表水。

2.在一些特殊区域,应结合物探和水文地质报告做好超前地质预报工作,隧道施工中超前探孔是唯一的最直观的了解前方围岩和地下水情况的钻探手段,应充分利用其得到有效信息。在不良地质地段探孔数目相应增多,以便准确探明地下水量、范围和围岩情况,钻孔应有一定的深度。钻机过程中应记录钻孔的时间、速度、压力、卡钻、跳钻、岩性及地下水情况,进而判断前方围岩的地质情况。

3.隧道结构防水等级为一级,遵循“以堵为主,限量排放,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”的原则。对已经探明的高等级涌水、突泥风险应根据现场实际情况采取局部超前注浆堵水、超前帷幕注浆或开挖后的全断面径向注浆等措施;同时应该加强施工排水措施,制订应急预案。

4.在施工过程中应及时和设计单位沟通,根据围岩情况的变化,优化调整相应的支护参数和加固措施。

5.在一些特殊段落应加强监控量测项目及频率,及时分析监控数据,根据监控结果修正加固措施。

4.3.5.3 残余风险等级评定

通过对高楼山隧道初始风险等级评定,对安全风险等级为“Ⅲ”的风险事件采取有效的措施,使风险降低到可以接受的范围。对初始风险采用相应的工程措施处理以后,进行残余风险评估。涌水、突泥残余风险等级如表4-16所示:

表4-16 涌水、突泥残余风险等级表

续表

从上表可见,高楼山隧道涌水、突泥残余风险概率等级最高为Ⅱ级,中风险,风险水平有条件接受。

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