摘 要：针对岩溶突水灾害，分析了影响其发育的主要因素。将隧道的突水过程划分为能量积蓄和剧变失稳两阶段。基于力学分析，得到了水对裂隙岩体强度的劣化计算公式。基于流体力学伯努利方程，得到了突水速度计算式，揭示了岩溶水压对突水量具有动力控制作用。
关键词：隧道工程、突水灾变、动力控制、岩溶隧道、剧变失稳
岩体中地下水的存在和流动，是影响洞室围岩稳定性的主要因素。不仅影响围岩的应力状态，而且影响围岩强度。岩溶富水隧道受水影响尤为突出，由于水体的大量存在，在穿越不良地质段如破碎带、断层带等的情况下更容易发生围岩塌方、涌水突泥等围岩失稳事件。因此，岩溶突泥、涌水等岩溶灾害已成为我国岩溶地区隧道修建过程中最为常见、也是最严重的地质灾害之一。 目前关于岩溶隧道的研究多集中在岩溶地质灾害描述，施工处治工艺和等方面。而从力学角度研究突水机制较少。黎华清[1]等利用孔间电磁波透视及Color-CT层析成像技术，研究了岩溶通道从深部向岩面贯通过程；贾磊[2]等针对隧道施工中突水突泥灾害的影响因素，提出了利用模糊综合评判方法来评判隧道的突水突泥风险；高峰、刘泉 [3-5]等以实际隧道工程突水涌砂事故为依托，分析突水机制，并提出相关的治理措施；PESENDORFERM[6]对岩溶区隧道瞬态水压力变化规律进行了分析。
1岩溶突水的影响因素
岩溶突水实际上是一个复杂多变的地质灾害，如图1，隧道水砂突涌灾害对隧道从设计到施工的诸多方面都有重要的影响。因此，分析隧道突水灾害的影响因素进而采取治理措施是一项非常重要的任务，经大量研究分析，其影响因素大体可以分为地质、气候和施工等几方面因素。
① 地质因素
地质因素在岩溶隧道的突水中起到了关键作用。其水文地质因素又可以从地形地貌、地层岩性、地质构造及地下水动力条件及分布情况等方面来分析。
1）工程区域的地形地貌与隧道突水有密切关系，表现为地势低洼处的地表岩溶洼地汇水，而后由落水洞及漏斗渗流于地下，从而诱发突水。
2）碳酸盐类岩石可在含有 、 的水中溶蚀、搬运及沉积。地层岩性越纯、单层厚度越大，形成的岩溶通道就越大，破坏性也可能就越大。
3）地质构造方面主要表现在岩体破裂及变形方面，地下岩溶分布情况往往受构造裂隙的影响，特别是可溶性岩石中的构造裂隙，给地下水的运移提供了空间[35]，使其沿着裂隙运动，并对可溶岩进行溶蚀，进而形成空洞。
4）地下水的动力条件和分布情况也与岩溶突水有着密切的关系[38]。
② 气候因素
气温的高低、降雨强度、降水总量以及降雨季节分配、地表径流及渗透、地表及岩溶蒸发量都会对岩溶发育产生不小的影响。
③ 施工因素分析见表1
2 岩溶突水力学分析
岩溶地下工程突水是由于地下工程在施工过程中受到扰动，蓄水构造、围岩的应力状态等发生变化，使得地下工程水体瞬间突涌，并表现出动力特性，对隧道造成一定的破坏。从突水发育的整个过程来看，其过程可以划分为两个阶段，即能量积蓄阶段和剧变失稳阶段。能量积蓄过程较为漫长，当能量积蓄到一定阶段时且满足一定条件，则进入剧变失稳阶段。
2.1 岩溶突水能量积蓄阶段
该阶段具有较强的时间效应，通过水与岩体相互作用来积蓄能量，岩溶水体的作用表现如下：
①对裂隙岩体的润滑、软化及溶蚀作用
3结 论
（1）针对我国山区广泛发育的岩溶突水灾害，分析了地质、气候、施工等因素对其发育的影响。
（2）立足岩溶隧道突水孕育时间长，破坏能量大的客观实际，将隧道的突水划分为能量积蓄和剧变失稳两阶段。
（3）基于力学分析，引入软化系数，得到了水对裂隙岩体强度的劣化计算公式。
（4）基于流体力学伯努利方程，得到了突水速度计算式，揭示了岩溶水压对突水量具有动力控制作用。
参考文献（References）：
[1]黎华清，卢呈杰.甘伏平喀斯特岩体结构损伤的CT识别及地面塌陷与隧道突水诊断预报预警――以京珠粤北高速公路洋碰隧道为例[J].岩石力学与工程学报， 2014，33（4）：763-771.
[2]贾磊，李源，章岩.隧道突水突泥灾害的模糊预测和控制措施[J].灾害学，2014，29（2）：69-71.
[3]高峰 ；刘成.隧道突水涌砂事故机理及综合治理[J].交通科技与经济，2013，15（3）：26-28.
[4]刘泉， 邓辉，王丽丽.古蔺县中坝岩溶隧道涌突水机制分析[J].路基工程，2014，（2）：159-163
[5]钟君.永吉高速公路突水涌泥风险分析及控制措施研究[J]. 湖南交通科技， 2014， 40（2）：155-157.
[6]PESENDORFERM， LOEWS. Subsurface Exploration and Transient Pressure Testing from A Deep Tunnel in Fractured and Karstified Limestones （L tschberg Base Tunnel， Switzerland） [J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Science，2009，47（1）：121-127.
[7]谢举.岩溶隧道施工突水灾变机理与防治对策研究[D].重庆交通大学，2013.
关键词：隧道工程、突水灾变、动力控制、岩溶隧道、剧变失稳
岩体中地下水的存在和流动，是影响洞室围岩稳定性的主要因素。不仅影响围岩的应力状态，而且影响围岩强度。岩溶富水隧道受水影响尤为突出，由于水体的大量存在，在穿越不良地质段如破碎带、断层带等的情况下更容易发生围岩塌方、涌水突泥等围岩失稳事件。因此，岩溶突泥、涌水等岩溶灾害已成为我国岩溶地区隧道修建过程中最为常见、也是最严重的地质灾害之一。 目前关于岩溶隧道的研究多集中在岩溶地质灾害描述，施工处治工艺和等方面。而从力学角度研究突水机制较少。黎华清[1]等利用孔间电磁波透视及Color-CT层析成像技术，研究了岩溶通道从深部向岩面贯通过程；贾磊[2]等针对隧道施工中突水突泥灾害的影响因素，提出了利用模糊综合评判方法来评判隧道的突水突泥风险；高峰、刘泉 [3-5]等以实际隧道工程突水涌砂事故为依托，分析突水机制，并提出相关的治理措施；PESENDORFERM[6]对岩溶区隧道瞬态水压力变化规律进行了分析。
1岩溶突水的影响因素
岩溶突水实际上是一个复杂多变的地质灾害，如图1，隧道水砂突涌灾害对隧道从设计到施工的诸多方面都有重要的影响。因此，分析隧道突水灾害的影响因素进而采取治理措施是一项非常重要的任务，经大量研究分析，其影响因素大体可以分为地质、气候和施工等几方面因素。
① 地质因素
地质因素在岩溶隧道的突水中起到了关键作用。其水文地质因素又可以从地形地貌、地层岩性、地质构造及地下水动力条件及分布情况等方面来分析。
1）工程区域的地形地貌与隧道突水有密切关系，表现为地势低洼处的地表岩溶洼地汇水，而后由落水洞及漏斗渗流于地下，从而诱发突水。
2）碳酸盐类岩石可在含有 、 的水中溶蚀、搬运及沉积。地层岩性越纯、单层厚度越大，形成的岩溶通道就越大，破坏性也可能就越大。
3）地质构造方面主要表现在岩体破裂及变形方面，地下岩溶分布情况往往受构造裂隙的影响，特别是可溶性岩石中的构造裂隙，给地下水的运移提供了空间[35]，使其沿着裂隙运动，并对可溶岩进行溶蚀，进而形成空洞。
4）地下水的动力条件和分布情况也与岩溶突水有着密切的关系[38]。
② 气候因素
气温的高低、降雨强度、降水总量以及降雨季节分配、地表径流及渗透、地表及岩溶蒸发量都会对岩溶发育产生不小的影响。
③ 施工因素分析见表1
2 岩溶突水力学分析
岩溶地下工程突水是由于地下工程在施工过程中受到扰动，蓄水构造、围岩的应力状态等发生变化，使得地下工程水体瞬间突涌，并表现出动力特性，对隧道造成一定的破坏。从突水发育的整个过程来看，其过程可以划分为两个阶段，即能量积蓄阶段和剧变失稳阶段。能量积蓄过程较为漫长，当能量积蓄到一定阶段时且满足一定条件，则进入剧变失稳阶段。
2.1 岩溶突水能量积蓄阶段
该阶段具有较强的时间效应，通过水与岩体相互作用来积蓄能量，岩溶水体的作用表现如下：
①对裂隙岩体的润滑、软化及溶蚀作用
3结 论
（1）针对我国山区广泛发育的岩溶突水灾害，分析了地质、气候、施工等因素对其发育的影响。
（2）立足岩溶隧道突水孕育时间长，破坏能量大的客观实际，将隧道的突水划分为能量积蓄和剧变失稳两阶段。
（3）基于力学分析，引入软化系数，得到了水对裂隙岩体强度的劣化计算公式。
（4）基于流体力学伯努利方程，得到了突水速度计算式，揭示了岩溶水压对突水量具有动力控制作用。
参考文献（References）：
[1]黎华清，卢呈杰.甘伏平喀斯特岩体结构损伤的CT识别及地面塌陷与隧道突水诊断预报预警――以京珠粤北高速公路洋碰隧道为例[J].岩石力学与工程学报， 2014，33（4）：763-771.
[2]贾磊，李源，章岩.隧道突水突泥灾害的模糊预测和控制措施[J].灾害学，2014，29（2）：69-71.
[3]高峰 ；刘成.隧道突水涌砂事故机理及综合治理[J].交通科技与经济，2013，15（3）：26-28.
[4]刘泉， 邓辉，王丽丽.古蔺县中坝岩溶隧道涌突水机制分析[J].路基工程，2014，（2）：159-163
[5]钟君.永吉高速公路突水涌泥风险分析及控制措施研究[J]. 湖南交通科技， 2014， 40（2）：155-157.
[6]PESENDORFERM， LOEWS. Subsurface Exploration and Transient Pressure Testing from A Deep Tunnel in Fractured and Karstified Limestones （L tschberg Base Tunnel， Switzerland） [J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Science，2009，47（1）：121-127.
[7]谢举.岩溶隧道施工突水灾变机理与防治对策研究[D].重庆交通大学，2013.