《岩溶隧道地下水系统识别及水害防治关键技术》

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该项目属交通运输和隧道技术工程领域。

宜城至保康段高速公路地处鄂西岩溶山区,隧道区发育多个大型岩溶泉及地下暗河系统,存在遭遇大型岩溶突水突泥事故的风险。该课题以宜保高速的控制性工程-高家坪隧道为研究对象,建立系统识别岩溶水系统特征和隧道突涌水条件的综合技术方法以及适宜于岩溶管道系统隧道涌水量预测的新技术方法,为宜保高速公路隧道工程勘察、设计和施工提供技术支撑,为中国西南岩溶地区类似隧道工程的突涌水灾害预测与防治提供示范工程。主要成果有:

(1)建立了高精度岩溶水文地质测绘、卫星遥感技术、地下水示踪、地下水化学组分和微量元素分析测试等多技术手段相结合的岩溶水系统特征与隧道突涌水条件的系统识别方法,根据岩溶水系统特征和隧道的空间组合关系,识别岩溶隧道的突涌水条件,有效预测水害发生的部位,指导隧道施工和水害防治对策。

(2)建立了岩溶水系统高分辨率水文动态监测与水文信息的提取方法,与传统勘查方法相比,具有系统识别岩溶水系统的结构、含水介质的类型、规模和管道的空间分布,提取关键水文参数等优势,为提高隧道水量预测精度提供了基础。

(3)建立了适用于岩溶管道系统的隧道涌水量预测新方法-分布式水文模型,与传统评价方法相比,不仅能够准确预测得到隧道涌水的总量,而且能够获得隧道涌水的流量变化过程和涌水量峰值,对岩溶隧道施工水害防治具有重大实际意义。

该课题的研究成果在高家坪隧道施工过程发挥重要作用,在识别隧道区岩溶水系统特征及其与隧道空间关系的基础上,成功预测了可能发生岩溶水害的隧道段及涌水量,在此基础上提出超前地质预报及水害综合防治方案,为高家坪隧道的顺利贯通提供了重要的技术支撑。

该研究成果不仅对宜保高速公路隧道工程具有直接的指导意义,同时对中国西南岩溶地区类似隧道工程的突涌水灾害预测与防治也具有重要的参考价值,具有广阔的应用前景和良好的经济、环保以及社会价值。该项目研究成果已被推广应用于指导宜(昌)张(家界)高速公路和张吉怀客运专线的岩溶隧道工程勘察、设计和施工,取得了良好的经济、环保以及社会价值。

成果说明

该项目研究成果已被推广应用于指导宜(昌)张(家界)高速公路和张吉怀客运专线的岩溶隧道工程勘察、设计和施工,取得了良好的经济、环保以及社会价值。宜张高速公路是国家呼北高速的重要组成部分,呼北高速大部分路段已建成通车,其中湖北境内宜张高速宜都至鄂湘界段地处鄂西岩溶山区,因岩溶水文地质条件极其复杂,工程勘察设计难度极大,是呼北高速全线最后一段尚未通车的关键路段。通过将该项目成果应用于宜张高速公路的勘察、设计工作,成功识别了该地区两条特大岩溶地下暗河系统的规模、范围、暗河管道分布等特征及其与隧道的空间关系,根据识

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