巖體溫度法隧道施工掌子面前方涌水預(yù)報(bào)

內(nèi)容概要

　　當(dāng)今的隧道工程地質(zhì)工作，進(jìn)入了以隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和隧道施工掌子面前方地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理為標(biāo)志的階段。大量的隧道工程建設(shè)實(shí)踐表明，由于地質(zhì)勘察精度、經(jīng)費(fèi)等諸多條件的限制，根據(jù)地質(zhì)勘察資料做出的設(shè)計(jì)與實(shí)際不符的情況屢有發(fā)生，特別是對隧道施工掌子面前方含水體位置的預(yù)報(bào)尚缺乏有效的方法，隧道洞內(nèi)涌水及由此帶來的隧道地表塌陷、水源枯竭及生態(tài)環(huán)境災(zāi)害，給隧道施工和人民生命財(cái)產(chǎn)造成極大的危害。在隧道施工期間，采用各種技術(shù)、手段和方法對隧道掌子面前方含水體位置進(jìn)行及時準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，是提前采取預(yù)防措施，避免隧道洞內(nèi)涌水災(zāi)害的發(fā)生或在一定程度上減少因?yàn)?zāi)害造成的損失及保證隧道施工安全的需要，同時也是當(dāng)今環(huán)境生態(tài)保護(hù)給隧道工程建設(shè)提出的重要研究課題?！　?0世紀(jì)50年代川黔鐵路涼風(fēng)埡隧道工程便開展了根據(jù)隧道施工掌子面地質(zhì)情況對掌子面前方地質(zhì)情況的預(yù)測預(yù)報(bào)，70年代根據(jù)礦巷施工進(jìn)度和掌子面地質(zhì)性狀進(jìn)行了礦巷前方斷層及由此引發(fā)塌方預(yù)報(bào)，80年代大瑤山隧道工程采用地質(zhì)結(jié)合聲波探測開展了九號斷層地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，軍都山隧道采用超前水平鉆孔開展了施工地質(zhì)預(yù)報(bào)并編制了《軍都山隧道快速施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)指南》，80年代末90年代初天馬山隧道工程采用地質(zhì)聲學(xué)法開展了隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，近年烏鞘嶺隧道工程更采用TSP法開展了施工地質(zhì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)會戰(zhàn)。雖然隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)得到了長足的發(fā)展，隧道綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)水平得到了一定的提高，引進(jìn)、開發(fā)了一些先進(jìn)的探測設(shè)備，總結(jié)出了一些理論和原則，積累了較豐富的隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，但對隧道施工掌子面前方含水體即涌水位置的預(yù)報(bào)，基本采用的是物探結(jié)合地質(zhì)方法進(jìn)行，成功率低，亟待發(fā)現(xiàn)更加有效的方法?！　?006年底，由國家自然科學(xué)基金委員會、二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司以雅礱江水電開發(fā)聯(lián)合研究基金項(xiàng)目——高壓大流量巖溶裂隙水與不良地質(zhì)情況的超前預(yù)報(bào)和治理（項(xiàng)目批準(zhǔn)號5039080）資助開展相關(guān)研究，其中巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)子項(xiàng)研究由中鐵西南科學(xué)研究院有限公司承擔(dān)。　　應(yīng)該說，本書是中鐵西南科學(xué)研究院有限公司巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)研究課題組全體同事歷經(jīng)4年的研究成果。

作者簡介

　　何發(fā)亮，廣西賀州人，中鐵西南科學(xué)研究院有限公司教授級高級工程師、院副總工程師、工程地質(zhì)預(yù)報(bào)中心/工程地質(zhì)研究室主任、碩士研究生導(dǎo)師。生于1962年，1984年畢業(yè)于中山大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，主要從事隧道圍巖分級、聲波探測技術(shù)應(yīng)用和隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)研究。　　1995年任副研究員，2002年任教授級高級工程師，同年被評為中國鐵路工程總公司首批有突出貢獻(xiàn)的中青年專家，是中國鐵路工程總公司專家委員會專家、2008年國務(wù)院政府特殊津貼專家?，F(xiàn)任IAEG會員、中國地質(zhì)學(xué)會工程地質(zhì)專委會委員、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會地下工程分會理事、四川省巖石力學(xué)與工程學(xué)會理事兼副秘書長、四川省聲學(xué)學(xué)會理事、《鐵路地質(zhì)與路基》編委、四川省評標(biāo)專家?guī)旌退拇ㄊ〉刭|(zhì)災(zāi)害評估專家?guī)煸趲鞂＜摇＋@鐵道部部科技進(jìn)步獎四等獎1項(xiàng)、總公司科學(xué)技術(shù)獎一、二等獎各1項(xiàng)、鐵道科學(xué)研究院科技成果三等獎1項(xiàng)。　　主要論文著作：《隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)》（西南交通大學(xué)出版社，2006年）《隧道工程巖體分級》（西南交通大學(xué)出版社，2007年）《隧道工程地質(zhì)與聲波探測技術(shù)》（西南交通大學(xué)出版社，2005年）《巖體溫度法隧道施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)模型試驗(yàn)研究》（現(xiàn)代隧道技術(shù)，2008年第2期）《巖體溫度法隧道施工掌子面前方涌水預(yù)測預(yù)報(bào)探討》（現(xiàn)代隧道技術(shù)，2007年第2期）《隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作方法》（巖土工程學(xué)報(bào)，2006年）《TBM施工隧道圍巖分級研究》（巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002年9月，第21卷第9期）《巖溶地區(qū)長大隧道涌水災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)》（水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2001年第5期）《聲波探測技術(shù)的新發(fā)展及其應(yīng)用》（中國鐵道科學(xué)，1999年第20卷第4期）《隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展》（現(xiàn)代隧道技術(shù)，2001年第3期）《隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)若干問題探討》（第八次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集，2004年）《HSP及CT法隧道施工期巖溶地質(zhì)預(yù)報(bào)》（隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)交流研討會論文集，2004年）《聲波CT技術(shù)在瀘定橋東橋臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測中的應(yīng)用》（文物保護(hù)與考古科學(xué)，2001年第13卷第1期）《瀘定橋東橋臺內(nèi)部加固效果檢測》（第八次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集，2004年）《聲波CT探測技術(shù)在古生物化石探測中的應(yīng)用》（四川文物，2000年第5期）

書籍目錄

1　緒論1.1　巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)定義1.2　開展巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)研究的意義1.3　隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)的技術(shù)方法1.4　巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)及應(yīng)注意的問題2　隧道（洞）施工掌子面前方含水體2.1　巖溶含水體2.2　向斜地下盆地含水構(gòu)造2.3　密集節(jié)理破碎和構(gòu)造破碎巖體含水帶2.4　與含水構(gòu)造單元相連的構(gòu)造破碎帶3　隧道（洞）內(nèi)巖體溫度測試影響因素研究3.1　區(qū)域地溫場3.2　地層巖石的熱傳導(dǎo)特性3.3　地層巖體中節(jié)理裂隙（包括斷層）發(fā)育分布狀態(tài)及巖石的滲透性.3.4　地形效應(yīng)3.5　隧道（洞）內(nèi)施工的干擾3.6　地下熱流4　隧道（洞）內(nèi)巖體溫度測試鉆孔深度試驗(yàn)研究。4.1　五龍山隧道工程簡況及洞內(nèi)鉆孔巖體溫度測試斷面布置4.2　測溫元件的選擇、標(biāo)定和溫度測試儀的研制4.3　隧道巖體溫度測試布置4.4　孔內(nèi)不同深度巖體溫度測試試驗(yàn)及測試結(jié)果分析5　巖體溫度法隧道施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)模型試驗(yàn)研究5.1　模型制作5.2　模型試驗(yàn)5.3　試驗(yàn)結(jié)果5.4　試驗(yàn)結(jié)果分析5.5　隧道施工掌子面前方含水體空間分布與巖體溫度變化曲線的關(guān)系5.6　隧道施工掌子面前方含水體距隧道施工掌子面的距離6　巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)現(xiàn)場試驗(yàn)研究7　含水體大小與巖體溫度變化關(guān)系理論研究8　巖體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預(yù)報(bào)9　巖體溫度綜合法隧道施工掌子面前方含水體及涌水預(yù)報(bào)10　隧道施工涌水量及水壓預(yù)報(bào)11　展望參考書目

章節(jié)摘錄

　　2　隧道（洞）施工掌子面前方含水體　　綜觀隧道（洞）施工涌水災(zāi)害事實(shí)，不難看出，造成隧道（洞）施工涌水災(zāi)害的含水體不外充水巖溶、向斜地下盆地含水構(gòu)造、破碎巖體含水帶、通過構(gòu)造破碎帶相連的含水構(gòu)造單元，由于未進(jìn)行預(yù)報(bào)或預(yù)報(bào)失敗，隧道（洞）施工對他們的揭穿將直接造成隧道（洞）內(nèi)的涌水?！　?.1　巖溶含水體　　巖溶含水體主要包括孤立充水巖溶、互為聯(lián)系的充水巖溶、巖溶暗河等?！　?jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1998年底，我國已建鐵路隧道工程80％以上在施工和運(yùn)營過程中出現(xiàn)各種各樣程度不同的地質(zhì)災(zāi)害，而巖溶地區(qū)隧道又以巖溶涌水及其誘發(fā)的地表塌陷及地表水源枯竭最為突出。巖溶地區(qū)隧道（洞）內(nèi)涌水災(zāi)害的發(fā)生，施工期往往造成洞內(nèi)隧道、施工機(jī)具和運(yùn)輸軌道被淹沒，施工中斷，工期延誤，洞外則相應(yīng)產(chǎn)生地表塌陷和地表水源枯竭，進(jìn)而引發(fā)地表生態(tài)環(huán)境災(zāi)害；運(yùn)營期往往造成掩埋或淹沒隧道中斷車。在建的宜萬鐵路200余km隧道除一座不通過碳酸鹽巖地層外，其余隧道均在碳酸鹽巖地層中通過，涌水災(zāi)害給隧道施工帶來了極大的危害?！　　?/pre>








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