摘要：武汉市两湖隧道是国内最长、世界规模最大的城市湖底隧道,其东湖段穿越岩溶区,识别其岩溶水系统结构对隧道建设和运营安全具有重要意义。为查明区内岩溶水系统结构及水循环特征,综合利用地质及水文地质勘探、水文地球化学分析等方法刻画了岩溶含水系统边界,总结了岩溶发育规律,识别了洞穴沉积物来源,分析了岩溶水与孔隙水和地表水之间的水力联系,探讨了岩溶水循环模式。结果表明:研究区可划分为南北2个岩溶含水系统,北段岩溶含水系统的岩溶发育程度强于南段岩溶含水系统,北段和南段岩溶含水系统由断层带连通而具有统一的水力联系。洞穴沉积物主要来源于第四系残积层和洞穴围岩风化。第四系冲洪积层孔隙水与下伏岩溶水的水力联系较弱,而第四系残积层孔隙水与下伏岩溶水的联系紧密。本研究利用多种技术方法精细刻画湖底隧道的岩溶水系统结构,可服务于隧道工程的涌突水风险评价和安全施工。

摘要：随着施工精度要求的增加,隧道建设中的地质环境问题需要更为精准地提前预判与防控。在武汉两湖隧道的东湖岩溶段中,钻孔遇洞率达到67.29%,水动力条件强,岩溶较为发育,存在产生隧道涌突水问题的风险,因此迫切需要在隧道开挖前进行相应的预判性研究。在研究区现场调查及查阅相关勘察资料基础上,采用层次分析法结合Pearson相关性分析法选取评价因子,对隧道掘进过程中涌突水风险等级进行了分区研究,并基于流固耦合理论,利用FLAC3D完成了不同工况条件下隧道涌突水相对高风险区段的进一步定量化研究。结果表明:在约1000 m的隧道岩溶段,涌突水中风险区面积占比为7%、低风险区面积占比为93%,中风险区主要集中于隧道北部二叠系栖霞组、茅口组地层;模拟得到的隧道最大涌水量为329.05 m^(3)/h,出现于隧道下方穿过泥岩破碎带与灰岩地层相接区段,该区段隧道涌水量对施工的影响较小;而在隧道穿越溶洞及泥岩破碎带工况下,隧道涌水量则出现先逐步减少、开挖至临近泥岩破碎带附近后逐渐增加的现象。可见,在岩溶区湖底隧道涌突水风险评价研究中,水文地质条件的准确判断是必要前提,在此基础上将半定性半定量的隧道涌突水风险分区评估与针对高风险区段的流固耦合数值模拟相结合,则可以较好地获取隧道涌突水的高风险区段及涌水量参考值,进而为隧道的安全施工与运营提供可靠的科学依据。

摘要：随着城市发展过程越来越快,交通与环境的矛盾日益突出,为了保全地面建筑物,采用隧道方案也越来越多。城市岩溶探测以钻探为主,再辅以高密度电法、浅层地震反射法等传统物探方法,这些方法效率低,且受场地条件限制,很难实施。电磁波CT技术作为近些年发展起来的地球物理探测技术,具有分辨率高、野外作业便利等优势,可以较好的揭露地下岩溶发育规模及特征。本文在传统的数据处理基础上,运用电磁波CT探测技术,通过反演设置最低限值、选用反射投影结果作为初始模型、利用低通滤波和角度限制技术和采取连续测线模式架构程序进行归一化计算处理等处理技术方法,大大提高电磁波CT资料解译的精确度。研究表明,电磁波CT探测技术在岩溶勘查中有很好的应用效果,探测结果对于城市隧道工程建设具有较大的指导意义。