第1篇 隧道地质复杂程度分级与复杂地质条件形成 3
第1章 绪论 3
第2章 隧道地质复杂程度分级 22
2.1 隧道地质复杂程度分级目的 22
2.2 隧道地质复杂程度分级原则 22
2.3 地质复杂隧道分级 23
第3章 复杂地质条件形成 27
3.1 风化作用 27
3.2 剥蚀作用 29
3.3 搬运作用 29
3.4 沉积作用 31
3.5 成岩作用 38
3.6 地下水作用 40
3.7 节理(裂隙) 41
3.8 断层 42
3.9 褶皱 43
3.10 地壳表面的隆起及陷落 45
3.11 岩石的熔化、蚀变、变质作用 45
3.12 地震地质作用 46
3.13 负荷地质作用 46
第4章 复杂地质条件与中国主要构造体系 48
4.1 巨型纬向构造体系 48
4.2 经向构造体系 53
4.3 新华夏构造体系 55
4.4 山字形构造体系 55
4.5 青藏歹字形构造体系 58
4.6 构造体系联合、复合、叠合、交接和穿插造成构造体系内地质复杂化 58
4.7 构造体系中强烈的岩浆活动更加剧了地质条件的复杂程度 59
4.8 复合作用成就高山峡谷地区复杂地质条件 61
第2篇 地质复杂隧道地质灾害与致灾构造 65
第5章 围岩变形失稳塌方灾害与变形失稳塌方致灾构造 65
5.1 隧道施工围岩变形与变形致灾构造 65
5.2 隧道施工围岩塌方灾害 66
5.3 隧道施工塌方致灾构造 67
第6章 隧道施工围岩大变形与围岩大变形致灾构造 70
6.1 软岩 70
6.2 隧道施工围岩大变形 70
6.3 隧道施工软岩大变形致灾构造 72
第7章 隧道施工突涌水灾害与突涌水致灾构造 74
7.1 隧道施工突涌水灾害 74
7.2 隧道施工突涌水灾害产生原因 76
7.3 隧道施工突涌水灾害危害 76
7.4 突涌水致灾构造 77
第8章 隧道施工突涌泥灾害与突涌泥致灾构造 81
8.1 隧道施工突涌泥灾害 81
8.2 隧道施工突涌泥灾害产生原因 81
8.3 隧道施工突涌泥灾害危害 82
8.4 突涌泥致灾构造 82
第9章 隧道施工瓦斯及有害气体灾害与致灾构造 85
9.1 瓦斯及有害气体 85
9.2 隧道施工瓦斯及有害气体灾害 86
9.3 瓦斯来源 87
9.4 隧道施工瓦斯及有害气体灾害致灾构造 87
第10章 隧道施工洞内泥石流灾害与致灾构造 89
10.1 隧道施工洞内泥石流灾害 89
10.2 隧道施工洞内泥石流产生原因 90
10.3 隧道施工洞内泥石流的危害 90
10.4 隧道施工洞内泥石流灾害致灾构造 91
第11章 隧道施工岩爆灾害与发生部位 92
11.1 隧道施工岩爆及其发生条件 92
11.2 隧道施工岩爆特点与危害 92
11.3 隧道施工岩爆灾害发生部位 93
第3篇 地质复杂隧道施工地质预报 97
第12章 地质复杂隧道施工地质预报特点、目的、必要性及内容 97
12.1 地质复杂隧道施工地质预报的特点 97
12.2 地质复杂隧道施工地质预报目的 98
12.3 地质复杂隧道施工地质预报必要性 98
12.4 地质复杂隧道施工地质预报内容 101
第13章 地质复杂隧道施工地质预报技术方法 103
13.1 地质调查分析法 103
13.2 超前钻孔法 105
13.3 超前导坑法 107
13.4 波反射法 108
13.5 跨孔声波透射成像法 118
13.6 地面地球物理探测法 119
13.7 岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体/水体探测涌水预报 124
13.8 激发极化法隧道施工掌子面前方含水体/水体探测涌水预报 128
13.9 红外探水预报 130
13.10 瞬变电磁法 131
第14章 地质复杂隧道施工地质预报工作方法 133
14.1 重点预报段确定 133
14.2 预报技术方法选择与预报体系建立 134
14.3 地质复杂隧道施工地质预报实施大纲编制 136
14.4 地质复杂隧道施工地质预报实施细则编制 142
14.5 跟踪预报与相互验证 144
14.6 钻孔验证 144
14.7 洞内地质调查 144
14.8 探测成果分析 147
14.9 隧道工程岩体分级 148
14.10 验证 149
第15章 典型复杂地质类型及其施工预报要点 150
15.1 典型复杂地质类型 150
15.2 岩溶发育及岩溶预报要点 155
15.3 可能遭遇瓦斯与有毒气体及其施工预报要点 160
15.4 可能遭遇施工岩爆及其预报要点 162
15.5 其他复杂地质及其隧道施工预报要点 162
第4篇 隧道施工地质预报技术研究 167
第16章 浅孔岩体温度法隧道施工涌水预报技术 167
16.1 浅孔岩体温度法施工涌水预报原理 167
16.2 隧道址区地温梯度确定 169
16.3 隧道洞内围岩岩体温度测试结果的校正 169
16.4 隧道施工掌子面前方含水体/水体空间分布位置判定 170
第17章 利用TBM破岩震动为震源的HSP反射法地质预报技术 172
17.1 TBM施工隧道特殊工作条件对地质预报的要求 172
17.2 利用TBM破岩震动为震源的HSP反射法地质预报试验 172
17.3 TBM施工条件下的HSP反射法地质预报 178
17.4 TBM工作条件下的HSP反射法地质预报软、硬件改进 179
17.5 一种适合于TBM施工的HSP声波反射地质预报方法 179
第18章 基于无线传输和大功率电火花震源的HSP反射层析成像法地质预报技术 181
18.1 问题的提出 181
18.2 大功率电火花震源的研发 181
18.3 信号无线传输技术开发 183
18.4 一发多收空间阵列式测试布置方法 189
18.5 新型高分辨弯扭式压电检波器的研制 190
18.6 HSP反射法地质超前预报仪一体机研制 194
18.7 基于反射与散射联合成像的预报成果展示 195
18.8 数据处理软件系统开发 205
第19章 大跨距孔间波透射层析成像探测技术 213
19.1 大功率震源电火花震源研制 214
19.2 适合孔中探测用大能量电火花发射头研制 217
19.3 新型高分辨率传感器研究 218
19.4 新型多通道声波CT仪主机研发 220
19.5 大距离声波探测技术方法研究 221
19.6 数据采集和分析软件升级 222
第20章 多源地震干涉层析成像地质预报技术 226
20.1 多源地震干涉技术及地震监测仪器现状 226
20.2 多源地震干涉理论、地震波干涉与多源地震技术 230
20.3 多源地震干涉法层析成像地质预报技术原理 236
20.4 多源地震干涉法层析成像地质预报可行性研究 237
20.5 多源地震干涉成像效果影响因素 252
20.6 多源地震干涉法隧道超前地质预报数据处理方法 259
20.7 软硬件研发 272
第21章 瞬态面波地层缺陷探测技术 277
21.1 瞬态面波探测技术及仪器设备发展 277
21.2 SF12型瞬态面波仪软、硬件研发 285
21.3 快速探测装置研发 285
21.4 数据处理软件 288
21.5 瞬态面波在不同目的不同环境条件下的探测方案研究 292
21.6 地层缺陷、岩溶、路基密实度、注浆质量及分层界面瞬态面波识别技术 297
第5篇 隧道施工地质预报实践 303
第22章 地铁隧道施工土洞、土石不密实、孤石及漂石瞬态面波探测预报 303
22.1 地铁隧道盾构施工土洞、土石不密实、孤石及漂石问题 303
22.2 地铁区间隧道盾构施工土洞、土石不密实、孤石及漂石探测方法选择 304
22.3 SF12型瞬态面波仪地铁区间隧道上方土洞、土石不密实探测预报 305
22.4 地铁区间隧道施工掌子面前方孤石及漂石探测预报 308
22.5 大跨距孔间透射波层析成像地铁区间隧道施工地质预报 308
第23章 山岭隧道施工涌突水致灾构造预报 312
23.1 涌突水致灾构造 312
23.2 涌突水致灾构造预报 320
23.3 西藏米林县派镇—墨脱解放桥通乡公路多雄拉山隧道TBM施工节理密集发育岩体破碎带位置及其含水性探测预报 321
23.4 陕西引汉济渭工程秦岭输引水隧洞节理密集发育岩体破碎带位置及其含水性探测预报 324
第24章 山岭隧道施工涌突泥致灾构造预报 327
24.1 涌突泥致灾构造 327
24.2 涌突泥致灾构造预报 336
24.3 贵州余凯高速公路鱼洞1号隧道左线与地表相通黏土充填岩溶突泥预报 336
24.4 贵州镇胜高速公路五龙山隧道与地表相通黏土充填岩溶突泥预报 341
第25章 山岭隧道施工洞内泥石流致灾构造预报 345
25.1 泥石流致灾构造 345
25.2 隧道洞内泥石流致灾构造预报 346
25.3 遂渝铁路荆竹岭隧道洞内泥石流致灾构造预报 347
第26章 山岭隧道掘进机施工围岩变形失稳塌方致灾构造预报 349
26.1 围岩变形失稳塌方致灾构造 349
26.2 隧道围岩变形失稳塌方致灾构造预报 353
26.3 引红济石调水工程引水隧洞TBM施工段围岩变形失稳坍方段探测预报 353
第27章 隧道施工岩溶探测预报 357
27.1 岩溶隧道施工地质灾害 357
27.2 岩溶发育分布特征 357
27.3 岩溶探测预报重点 359
27.4 新建铁路叙永至镇雄段新高坡隧道进口溶洞探测 359
参考文献 363