铁道部科技计划项目

课题建议书

项 目 名 称：高风险岩溶隧道不良地质预报方法、设备

与灾害控制研究

课题建议单位：铁道部工程设计鉴定中心 山东大学

课题承担单位：铁道部工程设计鉴定中心

二〇〇九年四月

目 录

1、立项意义及背景 .............................................................................................................. 1 2、立项必要性 ...................................................................................................................... 4 3、前期研究工作基础 .......................................................................................................... 5

3.1 研究内容 ................................................................................................................ 5 3.2 关键技术 ................................................................................................................ 8 3.3 考核目标 ................................................................................................................ 9 4、解决的关键技术问题及达到的目标 ............................................................................ 12

4.1 基本思路 .............................................................................................................. 12 4.2 技术路线 .............................................................................................................. 17 4.3 技术路线细化 ...................................................................................................... 21 5、主要研究内容及研究方法 ............................................................................................ 22

5.1 工作内容 .............................................................................................................. 23 5.2 进度安排 .............................................................................................................. 25 5.3 组织管理 .............................................................................................................. 28 5.4 任务分工 .............................................................................................................. 28 5.5 仪器设备 ........................................................................................................... 28 6、年度计划及年度目标 .................................................................................................... 30 7、主要参研单位和研究人员 ............................................................................................ 30 8、经费预算 ........................................................................................................................ 30

1、立项意义及背景

近年来，随着湖北省高速公路的迅速发展，在地形、地貌及地质条件复杂的西部地区修建铁路、公路、水电等长大隧道工程将会遇到更多的岩溶和不良地质灾害。三峡翻坝高速公路位于长江三峡低台原岩溶地区，穿越中－上寒武统和震旦系灯影组碳酸盐岩地层分布区，线路多条特长隧道面临较大的岩溶突水、突泥等地质灾害。

本项目主要以三峡翻坝高速公路的三条岩溶长隧（季家坡隧道、鸡公岭隧道和天鹅岭隧道）为依托，重点针对岩溶隧道施工中可能遇到的突水、突泥等问题开展地质灾害预防与控制的系统研究。据岩溶隧道初勘和详勘报告，季家坡岩溶隧道全长约3400m，最大埋深约488m。隧道区沿走向NE50°的纵张裂隙带及走向325°～350°的横张裂隙岩溶发育，它们与隧道走向接近，极有可能导致大型岩溶突水、突泥等地质灾害。鸡公岭隧道全长约4500m，最大埋深约311m，天鹅岭隧道全长约3600m，最大埋深约210m，隧道与其右侧岩溶洼地下岩溶管道相交，岩溶洼地与其正南方向一冲沟相连，雨季大量地表水通过水沟汇入洼地，对隧道的稳定及施工极为不利。上述三条岩溶隧道有很大一部分洞线在季节变化带或包气带中穿行，如何开展不良地质预测预报和灾害控制，防护和预测洞穴充填物塌落、跨越干溶洞等技术是课题重点解决的关键技术问题。

岩溶地区因其特殊的地质条件，在施工中经常出现地质灾害，如突水、突泥、坍塌、岩爆和有害气体等。灾害一旦发生，将致使工程提高成本、延误工期、降低质量。一旦造成人员伤亡，在国内外将产生恶劣的社会影响。如在翻坝高速公路区修建的宜万铁路马鹿菁隧道和野三关隧道都出现过重大突水突泥灾害。宜万铁路野三关隧道2007年8月5日发生特大涌

水，死亡10人，马鹿箐隧道2006年1月发生涌水，死亡11人。同时，隧道内大量的涌水、涌砂和涌泥，使岩体内部应力状态发生改变，导致地下水渗流场和补排关系发生变化，从而引起成水资源的衰减和枯竭、地表塌陷和沉降、导水质污染等一些环境问题，给沿途居民的正常的生产和生活带来严重影响和重大损失。

经验表明，公路岩溶隧道由于岩溶介质的高度不均一性，往往难以在设计阶段完全查清隧洞沿线地质灾害的所有细节，必须在施工阶段进一步借助施工超前预报查明隧道前方的不良地质和岩溶水情况，以避免造成突水、突泥等重大工程灾害。

本课题拟结合三条依托岩溶隧道，开展岩溶发育规律、岩溶突水前兆、突水靶段等级及其界定、不良地质和裂隙水超前预报方法、理论研究和仪器开发、隧道突水机理、临突模型及最小安全距离 …… 此处隐藏：8346字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……