巖溶隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法研究.pdf

1、基于大量的文獻(xiàn)和廣泛的實(shí)踐，籍助山西省雁門(mén)關(guān)公路隧道、大連石門(mén)山、椒金山市政隧道、宜萬(wàn)線(xiàn)王家?guī)X、石太客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)太行山鐵路隧道的實(shí)測(cè)資料，參考分析了京珠高速公路石門(mén)坳隧道、重慶至懷化線(xiàn)的圓梁山隧道、渝懷鐵路武隆隧道等大量典型的巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)資料。利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬和室內(nèi)物性參數(shù)實(shí)驗(yàn)等多種研究手段，在分析巖溶成因、分帶規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)巖溶地區(qū)各種隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法進(jìn)行了全面而系統(tǒng)的深入研究，并結(jié)合實(shí)際工程對(duì)本文的研究思

2、想進(jìn)行了應(yīng)用研究，取得了一系列研究成果。 (1)通過(guò)對(duì)巖溶地區(qū)巖溶形成特點(diǎn)、分帶規(guī)律的研究，結(jié)合隧道工程施工的特點(diǎn)和具體要求，分析了巖溶地區(qū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，系統(tǒng)地總結(jié)了巖溶災(zāi)害的危害、分類(lèi)、涌突水量類(lèi)型以及對(duì)隧道施工的影響。歸納了各種巖溶預(yù)報(bào)的水文地質(zhì)模型和地球物理模型，采用數(shù)值模擬方法研究了巖溶構(gòu)造的規(guī)模、空間位置對(duì)隧道施工的影響規(guī)律，給出了隧道距巖溶安全距離確定的原則。同時(shí)，說(shuō)明了隧道洞身巖溶、巖溶結(jié)構(gòu)

3、面發(fā)育強(qiáng)度與空間位置是決定隧道巖溶涌水可能性及涌水規(guī)模的關(guān)鍵要素。最后提出了在一定安全系數(shù)下巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的具體任務(wù)和目標(biāo)。 (2)綜合分析評(píng)價(jià)了目前巖溶隧道的各種(包括洞外、洞內(nèi))超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，通過(guò)大量的實(shí)例分析，說(shuō)明了各種方法的適用條件、特點(diǎn)及局限性。并將所采用的方法按照探測(cè)參數(shù)和不同排列裝置歸納總結(jié)成四種類(lèi)型：?jiǎn)螀?shù)固定排列、單參數(shù)多種排列、多參數(shù)多種排列、綜合參數(shù)法。分析了各種類(lèi)型的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，指出了目前巖溶

4、地區(qū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的現(xiàn)狀、局限性和發(fā)展趨勢(shì)。 (3)通過(guò)對(duì)巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)優(yōu)化參數(shù)及方法的研究，提出了綜合參數(shù)法預(yù)報(bào)巖溶的理論，并通過(guò)綜合參數(shù)法的理論基礎(chǔ)、參數(shù)獨(dú)立性原則、物性前提、常見(jiàn)的預(yù)報(bào)模式以及如何提高預(yù)報(bào)精度、減少多解性、辨別虛假異常等方面的研究，說(shuō)明了探測(cè)巖溶的優(yōu)化綜合參數(shù)為“波速+電阻率”，并深入地研究了巖溶的SEM效果。最后，結(jié)合隧道工程的具體特點(diǎn)，從時(shí)間與空間結(jié)合的角度，提出了“綜合參數(shù)、長(zhǎng)短結(jié)合、內(nèi)外

5、兼顧、長(zhǎng)期跟蹤、災(zāi)害預(yù)案”的巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法體系。 (4)為了提高巖溶預(yù)報(bào)的可靠性，根據(jù)巖溶預(yù)報(bào)方法的要求分別從長(zhǎng)期跟蹤方法(掌子面地質(zhì)信息數(shù)字編錄識(shí)別技術(shù))、新方法研究(隧道瞬變脈沖電磁法)、巖溶形狀體的特點(diǎn)(三維預(yù)報(bào)資料解釋性處理技術(shù))三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，進(jìn)一步提高巖溶預(yù)報(bào)的可靠性和精度，為隧道施工提供安全保證。 (5)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)能提供豐富的地質(zhì)信息，它如何在施工中充分利用，如何與施工量測(cè)信息、隧道斷