中鐵二十三局講課課件ppt(巖溶隧道施工)

1、 過去一直用過去一直用 的溶解度大大高于的溶解度大大高于 來解釋，即來解釋，即 3COCa23)(HCOCa23223)(HCOCCOOHCaCOa 有的研究者（中山，有的研究者（中山，19691969；PicknetPicknet，19781978）認(rèn)為，上）認(rèn)為，上述反應(yīng)式與實(shí)際情況不符。其原因是從來未發(fā)現(xiàn)過述反應(yīng)式與實(shí)際情況不符。其原因是從來未發(fā)現(xiàn)過 分分子，且子，且 與與 參加反應(yīng)的比例也并非參加反應(yīng)的比例也并非1 1：1 1。說明這一反。說明這一反應(yīng)的復(fù)雜性。應(yīng)的復(fù)雜性。23)(HCOCa3COCa2CO 由于溶蝕作用和由此引起的機(jī)械沖刷坍陷等作用共的的由于溶蝕作用和由此引起的機(jī)械沖

2、刷坍陷等作用共的的結(jié)果，在地表與地下形成的奇特地形形態(tài)有十幾種結(jié)果，在地表與地下形成的奇特地形形態(tài)有十幾種 1 1）溶溝和石芽）溶溝和石芽 2 2）溶蝕裂隙）溶蝕裂隙 3 3）漏斗）漏斗 4 4）溶蝕洼地）溶蝕洼地 5 5）落水洞）落水洞 6 6）坡立谷）坡立谷 7 7）峰林）峰林 8 8）干谷）干谷 9 9）溶洞）溶洞 1010）暗河）暗河 溶溝溶溝 石芽石芽 漏斗漏斗 溶蝕洼地溶蝕洼地 落水洞落水洞 坡立谷坡立谷峰林峰林江西仙境三清山 雨霧中的張家界天子山 廣西英西峰林連綿20公里 云南石林 干谷干谷 溶洞溶洞暗河暗河3 地質(zhì)構(gòu)造的影響地質(zhì)構(gòu)造的影響 1）巖層產(chǎn)狀）巖層產(chǎn)狀 2）褶曲）褶曲

3、 3）斷層）斷層1.3.3.1巖層產(chǎn)狀的影響巖層產(chǎn)狀的影響 (1)緩傾巖層緩傾巖層可溶巖位置非可溶巖（不透水）位置巖溶發(fā)育程度下上不發(fā)育上下可溶巖下部發(fā)育可溶巖與非可溶巖的接觸面附近溶蝕作用強(qiáng)烈，常有一系可溶巖與非可溶巖的接觸面附近溶蝕作用強(qiáng)烈，常有一系列漏斗、落水洞及巖溶泉出露。列漏斗、落水洞及巖溶泉出露。(2)陡傾巖層陡傾巖層1.3.3.2 褶曲的影響褶曲的影響 （1）核部）核部（2）翼部翼部背斜核部背斜核部-張節(jié)理發(fā)育，雨水和地表水由此下滲張節(jié)理發(fā)育，雨水和地表水由此下滲并補(bǔ)給給其它地區(qū)，形成垂直巖溶地形；向斜核并補(bǔ)給給其它地區(qū)，形成垂直巖溶地形；向斜核部部-是巖溶水匯聚區(qū)，巖溶水聚集后

4、沿軸向流動(dòng)是巖溶水匯聚區(qū)，巖溶水聚集后沿軸向流動(dòng)排泄，形成水平巖溶地形。排泄，形成水平巖溶地形。 水循環(huán)強(qiáng)烈的流通部位，巖溶一般較發(fā)育。水循環(huán)強(qiáng)烈的流通部位，巖溶一般較發(fā)育。 1.3.3.3 斷層的影響斷層的影響 （1）張性斷裂帶（正斷層）張性斷裂帶（正斷層）（3）扭性斷裂帶（平移斷層）扭性斷裂帶（平移斷層）破碎帶寬度較小，但張開程度較大，結(jié)構(gòu)松散，缺乏膠結(jié)，破碎帶寬度較小，但張開程度較大，結(jié)構(gòu)松散，缺乏膠結(jié)，有利于地下水滲透溶蝕，是巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地帶。有利于地下水滲透溶蝕，是巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地帶。 斷裂面上壓力較大，壓碎巖、糜棱巖和斷層泥多呈致密狀態(tài)，斷裂面上壓力較大，壓碎巖、糜棱巖和斷層泥多呈致

5、密狀態(tài)，膠結(jié)緊密，巖溶發(fā)育較差；但其上升盤影響規(guī)模大，牽引現(xiàn)象膠結(jié)緊密，巖溶發(fā)育較差；但其上升盤影響規(guī)模大，牽引現(xiàn)象造成巖層劇烈上拱，產(chǎn)生大量張節(jié)理，有利于巖溶發(fā)育造成巖層劇烈上拱，產(chǎn)生大量張節(jié)理，有利于巖溶發(fā)育 。 巖溶發(fā)育情況介于前兩者之間，巖溶作用的深度一般較大。巖溶發(fā)育情況介于前兩者之間，巖溶作用的深度一般較大。 （2）壓性斷裂帶（逆斷層）壓性斷裂帶（逆斷層）4 地殼運(yùn)動(dòng)的影響地殼運(yùn)動(dòng)的影響1、巖溶的侵蝕基準(zhǔn)面：巖溶水對(duì)可溶性巖石的溶蝕作用在、巖溶的侵蝕基準(zhǔn)面：巖溶水對(duì)可溶性巖石的溶蝕作用在深度上是有一個(gè)極限的，這個(gè)極限稱為侵蝕基準(zhǔn)面。深度上是有一個(gè)極限的，這個(gè)極限稱為侵蝕基準(zhǔn)面。 巖

6、溶侵蝕基準(zhǔn)面巖溶侵蝕基準(zhǔn)面控制巖溶水排泄的相鄰河谷低地表河流控制巖溶水排泄的相鄰河谷低地表河流的高程的高程控制地表巖溶和淺層巖溶?？刂频乇韼r溶和淺層巖溶。 巖溶溶蝕基準(zhǔn)面巖溶溶蝕基準(zhǔn)面區(qū)域性可溶巖層的底板區(qū)域性可溶巖層的底板巖溶可能的最巖溶可能的最大深度。大深度。2、地殼的升降控制侵蝕基準(zhǔn)面的升降：、地殼的升降控制侵蝕基準(zhǔn)面的升降： (1)地殼上升地殼上升侵蝕基準(zhǔn)面下降侵蝕基準(zhǔn)面下降巖溶以下蝕為主，形成垂巖溶以下蝕為主，形成垂直巖溶形態(tài)；直巖溶形態(tài)； (2)地殼穩(wěn)定地殼穩(wěn)定侵蝕基準(zhǔn)面穩(wěn)定侵蝕基準(zhǔn)面穩(wěn)定地下水以水平運(yùn)動(dòng)為主，地下水以水平運(yùn)動(dòng)為主，形成水平巖溶形態(tài)。形成水平巖溶形態(tài)。3、若水平溶洞

7、成層發(fā)育，每層溶洞的水平高程與當(dāng)?shù)睾恿?、若水平溶洞成層發(fā)育，每層溶洞的水平高程與當(dāng)?shù)睾恿鹘档透叱滔鄬?duì)應(yīng)降低高程相對(duì)應(yīng)我國(guó)碳酸鹽巖分布廣，面積約達(dá)我國(guó)碳酸鹽巖分布廣，面積約達(dá)130104km2，主要，主要集中于華南和西南這兩個(gè)地區(qū)分別發(fā)育了或保留著集中于華南和西南這兩個(gè)地區(qū)分別發(fā)育了或保留著大面積的熱帶巖溶；其次是長(zhǎng)江中下游的我國(guó)中部地大面積的熱帶巖溶；其次是長(zhǎng)江中下游的我國(guó)中部地區(qū)，巖溶化程度較弱：再次為華北地區(qū)，由于氣候的區(qū)，巖溶化程度較弱：再次為華北地區(qū)，由于氣候的影響，巖溶化程度遠(yuǎn)不及南方；青藏高原海拔影響，巖溶化程度遠(yuǎn)不及南方；青藏高原海拔4000米以上的殘存古熱帶巖溶巖，已受寒涼作用

8、的改造，米以上的殘存古熱帶巖溶巖，已受寒涼作用的改造，為一特殊類型的巖溶。為一特殊類型的巖溶。n從上面分析可以看出，隧道施工巖溶問題主要可分為三大類 第一類：隧道施工中的突水、突泥問題 第二類：隧道施工中頂板溶洞充填物陷 落冒頂 第三類：隧道施工中底板塌陷1、地質(zhì)條件的不確定性與復(fù)雜性、地質(zhì)條件的不確定性與復(fù)雜性2、地質(zhì)勘察現(xiàn)有的技術(shù)水平、地質(zhì)勘察現(xiàn)有的技術(shù)水平3、巖溶隧道危害性大、巖溶隧道危害性大3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法1、地面地質(zhì)調(diào)查法、地面地質(zhì)調(diào)查法 2、地面、地面(洞外洞外)淺層地震法淺層地震法3、地面、地面(洞外洞外)電阻率法電阻率法

9、4、地面重力勘探、地面重力勘探5、遙感信息技術(shù)、遙感信息技術(shù) 6、放射性測(cè)量、放射性測(cè)量(測(cè)氧知、測(cè)氧知、Hg等）等）7、測(cè)井法、測(cè)井法 8、綜合方法、綜合方法3.2.2 洞內(nèi)掌子面巖溶探測(cè)方法洞內(nèi)掌子面巖溶探測(cè)方法1、長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)2、短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法1、地面地質(zhì)調(diào)查法、地面地質(zhì)調(diào)查法 劉志剛、劉秀峰等將地面地質(zhì)調(diào)查的工作方法分為地質(zhì)測(cè)繪法、劉志剛、劉秀峰等將地面地質(zhì)調(diào)查的工作方法分為地質(zhì)測(cè)繪法、地面地質(zhì)界面和地質(zhì)體投射技術(shù)。其中前者采用的主要技術(shù)手段有穿地面地質(zhì)界面和地質(zhì)體

10、投射技術(shù)。其中前者采用的主要技術(shù)手段有穿越、追索和全面踏勘三種越、追索和全面踏勘三種;后者主要是利用調(diào)查的結(jié)果運(yùn)用投射公式進(jìn)后者主要是利用調(diào)查的結(jié)果運(yùn)用投射公式進(jìn)行計(jì)算，利用這種方法可進(jìn)行如下工作。行計(jì)算，利用這種方法可進(jìn)行如下工作。(l)弄清楚隧道線路經(jīng)過地區(qū)可溶巖弄清楚隧道線路經(jīng)過地區(qū)可溶巖(灰?guī)r、鹽巖灰?guī)r、鹽巖)，特別是強(qiáng)溶巖，特別是強(qiáng)溶巖(純灰純灰?guī)r、白云巖、鹽巖巖、白云巖、鹽巖)的地層層位、展布范圍及所處的巖溶水動(dòng)力分帶。的地層層位、展布范圍及所處的巖溶水動(dòng)力分帶。(2)查明隧道線路經(jīng)過地區(qū)及其鄰近地區(qū)，在可溶巖特別是強(qiáng)溶巖中分查明隧道線路經(jīng)過地區(qū)及其鄰近地區(qū)，在可溶巖特別是強(qiáng)溶巖中

11、分布規(guī)模較大斷層的產(chǎn)狀及其與地表隧道軸線的相互關(guān)系布規(guī)模較大斷層的產(chǎn)狀及其與地表隧道軸線的相互關(guān)系;特別注意那些特別注意那些兩條或兩條以上斷層交匯的位置兩條或兩條以上斷層交匯的位置(它們是侵蝕性地下水的有利通道它們是侵蝕性地下水的有利通道)。(3)查明可溶巖與非可溶巖接觸界面的位置及其與地表隧道軸線的相互查明可溶巖與非可溶巖接觸界面的位置及其與地表隧道軸線的相互關(guān)系。關(guān)系。(4)結(jié)合上述有利于巖溶發(fā)育的巖層層位和構(gòu)造位置，在大小封閉的洼結(jié)合上述有利于巖溶發(fā)育的巖層層位和構(gòu)造位置，在大小封閉的洼地內(nèi)，尋找大型溶洞或暗河的入口。地內(nèi)，尋找大型溶洞或暗河的入口。3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地

12、質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法1、地面地質(zhì)調(diào)查法、地面地質(zhì)調(diào)查法(5)根據(jù)斷層產(chǎn)狀或可溶巖與非可溶巖界面的產(chǎn)狀，用地面地質(zhì)界面法根據(jù)斷層產(chǎn)狀或可溶巖與非可溶巖界面的產(chǎn)狀，用地面地質(zhì)界面法和投射公式，求得可能出現(xiàn)的大型溶洞、暗河與隧道的相互關(guān)系。和投射公式，求得可能出現(xiàn)的大型溶洞、暗河與隧道的相互關(guān)系。(6)查明暗河入口和出口的位置及標(biāo)高，并結(jié)合可能成為暗河通道的較查明暗河入口和出口的位置及標(biāo)高，并結(jié)合可能成為暗河通道的較大斷層或較緊閉背斜褶皺核部的位置、產(chǎn)狀，推斷暗河的大致通道，大斷層或較緊閉背斜褶皺核部的位置、產(chǎn)狀，推斷暗河的大致通道，確定能否與隧道相遇或與隧道的大概位置關(guān)系。確定能否與

13、隧道相遇或與隧道的大概位置關(guān)系。(7)依據(jù)巖溶發(fā)育的分帶性和隧道相對(duì)標(biāo)高和季節(jié)變化，判斷那些可能依據(jù)巖溶發(fā)育的分帶性和隧道相對(duì)標(biāo)高和季節(jié)變化，判斷那些可能與隧道相遇溶洞、暗河的含水量與隧道相遇溶洞、暗河的含水量;或推斷那些不與隧道相遇的有水溶洞或推斷那些不與隧道相遇的有水溶洞或暗河對(duì)隧道施工的影響程度?；虬岛訉?duì)隧道施工的影響程度。(8)搞清隧道所在位置所屬的構(gòu)造體系和地表具體的構(gòu)造行跡。搞清隧道所在位置所屬的構(gòu)造體系和地表具體的構(gòu)造行跡。 通過以上方法定性確定巖溶的空間分布，但此方法預(yù)報(bào)巖溶的精通過以上方法定性確定巖溶的空間分布，但此方法預(yù)報(bào)巖溶的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了隧道施工的具體要求，僅對(duì)具體預(yù)

14、報(bào)的解釋有指導(dǎo)意度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了隧道施工的具體要求，僅對(duì)具體預(yù)報(bào)的解釋有指導(dǎo)意義。義。3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法2、地面、地面(洞外洞外)淺層地震法淺層地震法 針對(duì)巖溶地區(qū)的地質(zhì)條件，為了取得理想的野外資料提高預(yù)報(bào)精針對(duì)巖溶地區(qū)的地質(zhì)條件，為了取得理想的野外資料提高預(yù)報(bào)精度，以下從野外數(shù)據(jù)采集、資料處理、野外實(shí)例分析巖溶的地震響應(yīng)度，以下從野外數(shù)據(jù)采集、資料處理、野外實(shí)例分析巖溶的地震響應(yīng)特征及方法特點(diǎn)。該方法是地面探測(cè)巖溶的常用方法。淺層地震探測(cè)特征及方法特點(diǎn)。該方法是地面探測(cè)巖溶的常用方法。淺層地震探測(cè)巖溶及陷落柱通常采用反射波法。巖溶及陷落柱通

15、常采用反射波法。 這方面的探測(cè)實(shí)例很多，但該方法受到測(cè)線布置、解譯方法水平這方面的探測(cè)實(shí)例很多，但該方法受到測(cè)線布置、解譯方法水平等的限制，且其探測(cè)精度受局部地質(zhì)條件的影響與波速參數(shù)差異有關(guān)等的限制，且其探測(cè)精度受局部地質(zhì)條件的影響與波速參數(shù)差異有關(guān)。在測(cè)點(diǎn)線布置不當(dāng)、異常疊加、覆蓋層較厚的情況下，易漏掉有用。在測(cè)點(diǎn)線布置不當(dāng)、異常疊加、覆蓋層較厚的情況下，易漏掉有用異常。依據(jù)溶洞的強(qiáng)反射特征，利用三維淺震探測(cè)巖溶效果將更好。異常。依據(jù)溶洞的強(qiáng)反射特征，利用三維淺震探測(cè)巖溶效果將更好。3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法3、地面、地面(洞外洞外)電阻率法電阻

16、率法 探測(cè)巖溶的常用電阻率方法包括探測(cè)巖溶的常用電阻率方法包括:電測(cè)深法、高密度電阻率法、偶電測(cè)深法、高密度電阻率法、偶極法、充電電位法、自然電位法、激電中梯、地質(zhì)雷達(dá)法、瞬變電磁極法、充電電位法、自然電位法、激電中梯、地質(zhì)雷達(dá)法、瞬變電磁法、法、CSAEM、高頻大地電磁法、高頻大地電磁法(EH一一4)氰法等氰法等3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法4、地面重力勘探、地面重力勘探 國(guó)外應(yīng)用重力法探測(cè)巖溶始于本世紀(jì)六十年代初期，到七十年代國(guó)外應(yīng)用重力法探測(cè)巖溶始于本世紀(jì)六十年代初期，到七十年代未八十年代初，未八十年代初，DresenL.等人應(yīng)用重力垂直梯度技術(shù)

17、探測(cè)淺埋溶洞獲等人應(yīng)用重力垂直梯度技術(shù)探測(cè)淺埋溶洞獲得成功。在我國(guó)以探測(cè)巖溶為目的的重力工作起步于七十年代末，由得成功。在我國(guó)以探測(cè)巖溶為目的的重力工作起步于七十年代末，由原地質(zhì)部物探研究所應(yīng)用地面重力方法尋找山東泰安火車站鐵路塌陷原地質(zhì)部物探研究所應(yīng)用地面重力方法尋找山東泰安火車站鐵路塌陷的淺部巖溶，取得了一定的地質(zhì)效果，但當(dāng)時(shí)受重力儀觀測(cè)精度等因的淺部巖溶，取得了一定的地質(zhì)效果，但當(dāng)時(shí)受重力儀觀測(cè)精度等因素的限制，影響了重力異常的解釋精度，之后的十多年中，國(guó)內(nèi)此項(xiàng)素的限制，影響了重力異常的解釋精度，之后的十多年中，國(guó)內(nèi)此項(xiàng)工作基本處于停滯狀態(tài)。工作基本處于停滯狀態(tài)。“七五七五”期間，地礦部

18、巖溶地質(zhì)研究所在期間，地礦部巖溶地質(zhì)研究所在“隱伏巖溶探測(cè)方法的研究隱伏巖溶探測(cè)方法的研究”項(xiàng)目中，在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)成功地應(yīng)用重力項(xiàng)目中，在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)成功地應(yīng)用重力垂直梯度測(cè)量技術(shù)探測(cè)淺埋溶垂直梯度測(cè)量技術(shù)探測(cè)淺埋溶(土土)洞等隱伏巖溶地質(zhì)體，從而開辟了我洞等隱伏巖溶地質(zhì)體，從而開辟了我國(guó)隱伏巖溶探測(cè)的新途徑國(guó)隱伏巖溶探測(cè)的新途徑. 當(dāng)?shù)叵聹\部存在局部密度不均勻體時(shí)，地球重力位將發(fā)生畸變，當(dāng)?shù)叵聹\部存在局部密度不均勻體時(shí)，地球重力位將發(fā)生畸變，重力及其梯度也隨之畸變。重力等位面的畸變?yōu)槔弥亓Υ怪碧荻葴y(cè)重力及其梯度也隨之畸變。重力等位面的畸變?yōu)槔弥亓Υ怪碧荻葴y(cè)量技術(shù)探測(cè)隱伏巖溶或其它局部密度

19、不均勻體提供了有利的物理?xiàng)l件量技術(shù)探測(cè)隱伏巖溶或其它局部密度不均勻體提供了有利的物理?xiàng)l件. 由于溶由于溶(土土)洞的重力異常較微弱，提高儀器觀測(cè)精度及降低野外觀洞的重力異常較微弱，提高儀器觀測(cè)精度及降低野外觀測(cè)誤差，是重力垂直梯度測(cè)量技術(shù)探測(cè)溶測(cè)誤差，是重力垂直梯度測(cè)量技術(shù)探測(cè)溶(土土)洞成敗的關(guān)鍵。實(shí)測(cè)重力洞成敗的關(guān)鍵。實(shí)測(cè)重力垂直梯度值觀測(cè)質(zhì)量的好壞，除受重力儀觀測(cè)精度影響外，還與儀器垂直梯度值觀測(cè)質(zhì)量的好壞，除受重力儀觀測(cè)精度影響外，還與儀器高差選擇合理與否有關(guān)。高差選擇合理與否有關(guān)。3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法5、遙感信息技術(shù)、遙感信息技術(shù)

20、地質(zhì)現(xiàn)象在彩紅外圖象上往往呈現(xiàn)出環(huán)形或線性構(gòu)造等影像特征地質(zhì)現(xiàn)象在彩紅外圖象上往往呈現(xiàn)出環(huán)形或線性構(gòu)造等影像特征。由于巖溶作為一種地質(zhì)現(xiàn)象與地質(zhì)活動(dòng)有關(guān)，因此，線性或環(huán)形構(gòu)。由于巖溶作為一種地質(zhì)現(xiàn)象與地質(zhì)活動(dòng)有關(guān)，因此，線性或環(huán)形構(gòu)造等與巖溶雖然不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，但對(duì)巖溶的存在有一定的控制作造等與巖溶雖然不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，但對(duì)巖溶的存在有一定的控制作用。對(duì)于分析巖溶分布規(guī)律來說，解譯線性和環(huán)形構(gòu)造是十分必要的用。對(duì)于分析巖溶分布規(guī)律來說，解譯線性和環(huán)形構(gòu)造是十分必要的。 1991年遙感技術(shù)首次在南昆鐵路施工階段得到應(yīng)用，并取得較好年遙感技術(shù)首次在南昆鐵路施工階段得到應(yīng)用，并取得較好效果。隨著遙

21、感圖像分辨率的不斷提高效果。隨著遙感圖像分辨率的不斷提高(從最初的從最初的80m到目前的到目前的lm)，使，使遙感技術(shù)用于隧道施工洞外預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)更趨成熟。特別是鐵道專遙感技術(shù)用于隧道施工洞外預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)更趨成熟。特別是鐵道專業(yè)設(shè)計(jì)院提出的業(yè)設(shè)計(jì)院提出的“隧道遙感富水程度估算經(jīng)驗(yàn)公式，使遙感技術(shù)從定隧道遙感富水程度估算經(jīng)驗(yàn)公式，使遙感技術(shù)從定性判釋轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)，為遙感技術(shù)應(yīng)用開辟了一條新的途徑，是一性判釋轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)，為遙感技術(shù)應(yīng)用開辟了一條新的途徑，是一種很有應(yīng)用前途的方法。種很有應(yīng)用前途的方法。 3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法6、放射性測(cè)量

22、、放射性測(cè)量(測(cè)氧知、測(cè)氧知、Hg、CO2、S02等等) 董兆祥、劉洪福及P.Theodorsson，Tadeusz、Andrzej、Przylibski等在采用放射性法探測(cè)巖溶、采空區(qū)、陷落柱方面取得了好的效果。因此，根據(jù)氛氣異常的峰值狀態(tài)可確定巖溶及陷落柱的位置與范圍。測(cè)氛方法以其經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)捷、快速、易于操作等優(yōu)勢(shì)在確定地下巖溶陷落柱的位置與范圍方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 3.2.1 地面地面(洞外洞外)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法8、綜合方法、綜合方法 國(guó)內(nèi)外在探測(cè)巖溶方面，己有許多學(xué)者提出要通過組合(綜合)的方法進(jìn)行巖溶探測(cè)以提高預(yù)報(bào)精度和解釋的唯一性. 地面地面(洞外洞外)巖

23、溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法評(píng)價(jià)巖溶地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)方法評(píng)價(jià) 3.2.2 洞內(nèi)掌子面巖溶探測(cè)方法洞內(nèi)掌子面巖溶探測(cè)方法 1）長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)）長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)包括長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)包括:隧道地震預(yù)報(bào)隧道地震預(yù)報(bào)(TSP、VSP、TRT)、隧道、隧道電性預(yù)報(bào)、水平超前鉆探等電性預(yù)報(bào)、水平超前鉆探等2）短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)）短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 地質(zhì)雷達(dá)法、地質(zhì)雷達(dá)法、BEAM法、法、水平聲波剖面法、陸地聲納法、紅外探水平聲波剖面法、陸地聲納法、紅外探水法、超前平行導(dǎo)坑水法、超前平行導(dǎo)坑(隧道隧道)法、水平鉆速法、充電法、自然電位法、隧法、水平鉆速法、充電法、自然電位法、隧道及井巷電磁導(dǎo)彈超

24、前預(yù)報(bào)技術(shù)、掌子面地質(zhì)編錄預(yù)測(cè)法。道及井巷電磁導(dǎo)彈超前預(yù)報(bào)技術(shù)、掌子面地質(zhì)編錄預(yù)測(cè)法。 洞內(nèi)掌子面巖溶探測(cè)方法評(píng)價(jià)洞內(nèi)掌子面巖溶探測(cè)方法評(píng)價(jià) 3.2.3巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法評(píng)價(jià)巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法評(píng)價(jià) 縱覽以上隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的各種方法，雖然分為地面(洞外)與掌子面(洞內(nèi))的預(yù)報(bào)方法，但根據(jù)地球物理勘探技術(shù)及參數(shù)特點(diǎn)，各種方法各有其特點(diǎn)及局限性，且各地的巖溶地質(zhì)條件不同，以物性參數(shù)差異為前提的探測(cè)使優(yōu)選預(yù)報(bào)方法的基礎(chǔ)。據(jù)以上特點(diǎn)，隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)所采用的方法及參數(shù)多樣性是隧道預(yù)報(bào)永恒的特點(diǎn)，多參數(shù)組合形式是預(yù)報(bào)的高級(jí)階段，參數(shù)優(yōu)化組合是預(yù)報(bào)的必然趨勢(shì)。多種方法與參數(shù)的綜合集成是預(yù)報(bào)的必

25、然趨勢(shì)。 齊岳山隧道巖溶超前預(yù)報(bào)綜合集成齊岳山隧道巖溶超前預(yù)報(bào)綜合集成 齊岳山隧道全長(zhǎng)齊岳山隧道全長(zhǎng)I0528m，其中進(jìn)口段約，其中進(jìn)口段約4000米的工程地質(zhì)和水文米的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)極其復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造為齊岳山背斜，隧道穿越二、三疊系灰?guī)r地地質(zhì)極其復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造為齊岳山背斜，隧道穿越二、三疊系灰?guī)r地層，全部位于可溶巖地段。該區(qū)域發(fā)育有大、小魚泉及得勝場(chǎng)三條暗層，全部位于可溶巖地段。該區(qū)域發(fā)育有大、小魚泉及得勝場(chǎng)三條暗河，穿越河，穿越9條較大斷層。預(yù)測(cè)隧道正常涌水量約為條較大斷層。預(yù)測(cè)隧道正常涌水量約為17.6萬萬m3/d，最大涌，最大涌水量約為水量約為74.3萬萬m3/d。主要地質(zhì)災(zāi)害問題

26、為巖溶、突泥、涌水、瓦斯。主要地質(zhì)災(zāi)害問題為巖溶、突泥、涌水、瓦斯及天然氣。圍巖級(jí)別變化頻繁，斷面形式較多，施工難度極大，不可及天然氣。圍巖級(jí)別變化頻繁，斷面形式較多，施工難度極大，不可預(yù)見因素較多預(yù)見因素較多.采用了采用了TSP203、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、超前鉆探地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、超前鉆探多種多種手段對(duì)巖溶進(jìn)行了預(yù)報(bào)。手段對(duì)巖溶進(jìn)行了預(yù)報(bào)。 齊岳山隧道巖溶超前預(yù)報(bào)綜合集成齊岳山隧道巖溶超前預(yù)報(bào)綜合集成超前預(yù)報(bào)效果對(duì)比分析超前預(yù)報(bào)效果對(duì)比分析一、溶腔位置預(yù)測(cè)一、溶腔位置預(yù)測(cè)從從2005年年1月月1日至日至2006年年1月月1日一年間，齊岳山隧道平導(dǎo)與正洞共穿日一年間，齊岳山隧道平導(dǎo)與正洞共穿

27、越寬度大于越寬度大于0.5米溶腔米溶腔12處，其中處，其中TSPZO3超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出出2次，準(zhǔn)確率為次，準(zhǔn)確率為16.7%;而多功能超前水平鉆機(jī)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出而多功能超前水平鉆機(jī)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出8次，其次，其準(zhǔn)確率為準(zhǔn)確率為66.7%。二、含水構(gòu)造位置預(yù)測(cè)二、含水構(gòu)造位置預(yù)測(cè)從從2005年年1月月1日至日至2006年年1月月1日一年間，齊岳山隧道平導(dǎo)與正洞遇到日一年間，齊岳山隧道平導(dǎo)與正洞遇到涌水量大于涌水量大于100m3/d的地方的地方38處，其中處，其中 TSPZO3超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出確的預(yù)報(bào)出26次，準(zhǔn)確率為次，準(zhǔn)確率為68.4%

28、;而多功能超前水平鉆機(jī)只準(zhǔn)確預(yù)報(bào)而多功能超前水平鉆機(jī)只準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出出28次，準(zhǔn)確率為次，準(zhǔn)確率為73.7%。三、其它不良地質(zhì)情況預(yù)測(cè)三、其它不良地質(zhì)情況預(yù)測(cè)齊岳山隧道靠近建南氣田，有運(yùn)移儲(chǔ)氣的可能齊岳山隧道靠近建南氣田，有運(yùn)移儲(chǔ)氣的可能;石洞子煤礦，施工中可石洞子煤礦，施工中可能會(huì)遇到瓦斯，而且廢氣含量高、放散初速度快、壓力較大。能會(huì)遇到瓦斯，而且廢氣含量高、放散初速度快、壓力較大。TSPZO3地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)無法有效的探測(cè)出這些不良地質(zhì)情況，而采用地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)無法有效的探測(cè)出這些不良地質(zhì)情況，而采用多功能鉆機(jī)在進(jìn)行地質(zhì)鉆探的時(shí)候，與空口采用瓦斯探測(cè)儀可以準(zhǔn)確多功能鉆機(jī)在進(jìn)行地質(zhì)鉆探的時(shí)候，與空口采

29、用瓦斯探測(cè)儀可以準(zhǔn)確的測(cè)量出前方有害氣體的含量，提前做出預(yù)案，例如平導(dǎo)進(jìn)行鉆探過的測(cè)量出前方有害氣體的含量，提前做出預(yù)案，例如平導(dǎo)進(jìn)行鉆探過程中，探測(cè)出程中，探測(cè)出PDK362+980位置瓦斯氣體含量達(dá)到位置瓦斯氣體含量達(dá)到0.8%，在施工到本，在施工到本段時(shí)實(shí)測(cè)瓦斯含量為段時(shí)實(shí)測(cè)瓦斯含量為0.6%。從上面的分析可以得到：從上面的分析可以得到： 巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的原則原則 “內(nèi)外兼顧，內(nèi)為重；長(zhǎng)短內(nèi)外兼顧，內(nèi)為重；長(zhǎng)短結(jié)合，短為重；直間并用，直結(jié)合，短為重；直間并用，直為重；綜合集成、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)為重；綜合集成、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)”。以此確保巖溶隧道的施工安全。以此確保巖溶隧道的施

30、工安全。 4.2.1圓梁山隧道特殊巖溶段處理（高水壓）1、工程概況2、溶洞段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、施工方法4.2.1圓梁山隧道特殊巖溶段處理（高水壓）1、工程概況n圓梁山隧道DK353+200DK355+400穿越毛壩向斜高壓富水區(qū)。毛壩向斜南段呈北北東向，北段漸變?yōu)楸睎|向，西翼高，東翼低，呈長(zhǎng)舟形，南北長(zhǎng)65km，東西寬2351m(圖1)，為一封閉、可溶、不透水的盆狀構(gòu)造，地層巖性主要為灰?guī)r，采用“以堵為主、限量排放”的治水原則。施工揭示，毛壩向斜深部局部地段大型溶蝕裂隙相當(dāng)發(fā)育，巖溶水也非常發(fā)育，在隧道穿越的毛壩向斜核部和兩翼的二疊系吳家坪組(P2w)和茅口組(Plm)灰?guī)r地層中深部巖溶十分發(fā)育，隧道開挖共揭露3個(gè)大型充填溶洞即：1號(hào)溶洞，范圍向斜西翼DK354+255+285充填溶洞；2號(hào)溶洞向斜東翼DK354+461+492充填溶洞；3號(hào)溶洞向斜東翼正洞DK354+870+920爆噴型突泥溶洞(即DK354+879溶洞)，溶洞垂向發(fā)育強(qiáng)烈。3個(gè)充填溶洞在施工開