《岩體溫度法隧道施工掌子面前方湧水預報》:《岩體溫度法隧道施工掌子面前方 -百科知識中文網

內容簡介

當今的隧道工程地質工作，進入了以隧道施工期地質超前預報和隧道施工掌子面前方地質災害的預防和治理為標誌的階段。大量的隧道工程建設實踐表明，由於地質勘察精度、經費等諸多條件的限制，根據地質勘察資料做出的設計與實際不符的情況屢有發生，特別是對隧道施工掌子面前方含水體位置的預報尚缺乏有效的方法，隧道洞內湧水及由此帶來的隧道地表塌陷、水源枯竭及生態環境災害，給隧道施工和人民生命財產

造成極大的危害。20世紀50年代川黔鐵路涼風埡隧道工程便開展了根據隧道施工掌子面地質情況對掌子面前方地質情況的預測預報，70年代根據礦巷施工進度和掌子面地質性狀進行了礦巷前方斷層及由此引發塌方預報，80年代大瑤山隧道工程採用地質結合聲波探測開展了九號斷層地質超前預報，軍都山隧道採用超前水平鑽孔開展了施工地質預報並編制了《軍都山隧道快速施工超前地質預報指南》，80年代末90年代初天馬山隧道工程採用地質聲學法開展了隧道施工地質超前預報，近年烏鞘嶺隧道工程更採用TSP法開展了施工地質超前地質預報會戰。雖然隧道施工超前地質預報技術得到了長足的發展，隧道綜合地質超前預報技術水平得到了一定的提高，引進、開發了一些先進的探測設備，總結出了一些理論和原則，積累了較豐富的隧道施工地質超前預報經驗，但對隧道施工掌子面前方含水體即湧水位置的預報，基本採用的是物探結合地質方法進行，成功率低，亟待發現更加有效的方法。
2006年底，由國家自然科學基金委員會、二灘水電開發有限責任公司以雅礱江水電開發聯合研究基金項目——高壓大流量岩溶裂隙水與不良地質情況的超前預報和治理（項目批准號5039080）資助開展相關研究，其中岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報子項研究由中鐵西南科學研究院有限公司承擔。應該說，本書是中鐵西南科學研究院有限公司岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報研究課題組全體同事歷經4年的研究成果。

作者簡介

何發亮，廣西賀州人，中鐵西南科學研究院有限公司教授級高級工程師、院副總工程師、工程地質預報中心/工程地質研究室主任、碩士研究生導師。生於1962年，1984年畢業於中山大學地質學系，主要從事隧道圍岩分級、聲波探測技術套用和隧道施工地質預報研究。
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年國務院政府特殊津貼專家。現任IAEG會員、中國地質學會工程地質專委會委員、中國岩石力學與工程學會地下工程分會理事、四川省岩石力學與工程學會理事兼副秘書長、四川省聲學學會理事、《鐵路地質與路基》編委、四川省評標專家庫和四川省地質災害評估專家庫在庫專家。獲鐵道部部科技進步獎四等獎1項、總公司科學技術獎一、二等獎各1項、鐵道科學研究院科技成果三等獎1項。
主要論文著作：《隧道地質超前預報》（西南交通大學出版社，2006年）《隧道工程岩體分級》（西南交通大學出版社，2007年）《隧道工程地質與聲波探測技術》（西南交通大學出版社，2005年）《岩體溫度法隧道施工掌子面前方含水體預報模型試驗研究》（現代隧道技術，2008年第2期）《岩體溫度法隧道施工掌子面前方湧水預測預報探討》（現代隧道技術，2007年第2期）《隧道施工地質超前預報工作方法》（岩土工程學報，2006年）《TBM施工隧道圍岩分級研究》（岩石力學與工程學報，2002年9月，第21卷第9期）《岩溶地區長大隧道湧水災害預測預報技術》（水文地質工程地質，2001年第5期）《聲波探測技術的新發展及其套用》（中國鐵道科學，1999年第20卷第4期）《隧道施工期地質超前預報技術的發展》（現代隧道技術，2001年第3期）《隧道施工期地質超前預報若干問題探討》（第八次全國岩石力學與工程學術大會論文集，2004年）《HSP及CT法隧道施工期岩溶地質預報》（隧道地質超前預報技術交流研討會論文集，2004年）《聲波CT技術在瀘定橋東橋台內部結構探測中的套用》（文物保護與考古科學，2001年第13卷第1期）《瀘定橋東橋台內部加固效果檢測》（第八次全國岩石力學與工程學術大會論文集，2004年）《聲波CT探測技術在古生物化石探測中的套用》（四川文物，2000年第5期）

1　緒論
1.1　岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報定義
1.2　開展岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報研究的意義
1.3　隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報的技術方法
1.4　岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報及應注意的問題
2　隧道（洞）施工掌子面前方含水體
2.1　岩溶含水體
2.2　向斜地下盆地含水構造
2.3　密集節理破碎和構造破碎岩體含水帶
2.4　與含水構造單元相連的構造破碎帶
3　隧道（洞）內岩體溫度測試影響因素研究
3.1　區域地溫場
3.2　地層岩石的熱傳導特性
3.3　地層岩體中節理裂隙（包括斷層）發育分布狀態及岩石的滲透性.
3.4　地形效應
3.5　隧道（洞）內施工的干擾
3.6　地下熱流
4　隧道（洞）內岩體溫度測試鑽孔深度試驗研究。
4.1　五龍山隧道工程簡況及洞內鑽孔岩體溫度測試斷面布置
4.2　測溫元件的選擇、標定和溫度測試儀的研製
4.3　隧道岩體溫度測試布置
4.4　孔內不同深度岩體溫度測試試驗及測試結果分析
5　岩體溫度法隧道施工掌子面前方含水體預報模型試驗研究
5.1　模型製作
5.2　模型試驗
5.3　試驗結果
5.4　試驗結果分析
5.5　隧道施工掌子面前方含水體空間分布與岩體溫度變化曲線的關係
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　岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報現場試驗研究
7　含水體大小與岩體溫度變化關係理論研究
8　岩體溫度法隧道（洞）施工掌子面前方含水體預報
9　岩體溫度綜合法隧道施工掌子面前方含水體及湧水預報
10　隧道施工湧水量及水壓預報

精彩書摘

2　隧道（洞）施工掌子面前方含水體
綜觀隧道（洞）施工湧水災害事實，不難看出，造成隧道（洞）施工湧水災害的含水體不外充水岩溶、向斜地下盆地含水構造、破碎岩體含水帶、通過構造破碎帶相連的含水構造單元，由於未進行預報或預報失敗，隧道（洞）施工對他們的揭穿將直接造成隧道（洞）內的湧水。
2.1　岩溶含水體
岩溶含水體主要包括孤立充水岩溶、互為聯繫的充水岩溶、岩溶暗河等。
據不完全統計，至1998年底，我國已建鐵路隧道工程80％以上在施工和運營過程中出現各種各樣程度不同的地質災害，而岩溶地區隧道又以岩溶湧水及其誘發的地表塌陷及地表水源枯竭最為突出。岩溶地區隧道（洞）內湧水災害的發生，施工期往往造成洞內隧道、施工機具和運輸軌道被淹沒，施工中斷，工期延誤，洞外則相應產生地表塌陷和地表水源枯竭，進而引發地表生態環境災害；運營期往往造成掩埋或淹沒隧道中斷車。在建的宜萬鐵路200餘km隧道除一座不通過碳酸鹽岩地層外，其餘隧道均在碳酸鹽岩地層中通過，湧水災害給隧道施工帶來了極大的危害。