采用先进技术和装备确保铁路隧道施工安全与质量

近年来,铁路隧道施工安全质量事故时有发生,造成了重大人员伤亡和经济损失.文章对铁路隧道发生事故的类型作了统计,归纳为岩溶隧道突水突泥、软弱围岩隧道塌方、隧道掌子面后方塌方、洞内火灾、洞内爆炸、隧道洞口边仰坡塌方,以及洞内机械设备安全事故等七种事故类型.并对隧道工程事故产生的主要原因作了比较详细的分析,提出了预防事故的措施,以及加强隧道施工安全和质量的技术管理.针对当前铁路隧道施工安全形势,建议做好隧道选线等前期规划工作、推进隧道风险管理、提高隧道机械化施工水平和健全中国隧道修建技术体系等方面的工作.     

隧道施工“关门”式灾害及其成因初步分析

文章在对隧道施工"关门"式灾害调查及隧道施工"关门"式灾害与隧道施工地质灾害关系分析的基础上,提出了7种围岩变形失稳塌方致灾构造、6种突泥致灾构造和2种隧道洞内泥石流致灾构造,并对其致灾成因进行了分析。结果表明:围岩变形失稳塌方致灾构造位置的围岩级别未据实修正、初期支护未及时施作或初期支护强度不足,导致围岩变形失稳塌方;自体隔泥土盘或复合隔泥岩土盘的厚度不足、强度过低或突泥致灾构造条件变化等造成隔泥岩土盘被突破,导致突泥和泥石流;隔泥节理裂隙化岩盘沿优势结构面剪裂破坏导致突泥;隧道施工爆破震动导致岩溶中充填的粘土瞬间下坐,隔泥岩盘被突破致使突泥。     

土胎法在隧道塌方中的应用

针对隧道施工中常遇到的塌方事故,分析其产生的原因,并以永武高速公路龙井隧道塌方处理方案为例,重点介绍"土胎法"的应用。该法对处理地下水丰富、破碎的煤层地质围岩的隧道塌方有着操作方便、经济安全等优点,可为同类隧道塌方处理提供借鉴参考。     

二道垭隧道塌方原因分析与处理技术

处在断裂构造带附近的长大隧道洞室在开挖施工过程中,围岩出露往往复杂多变,因此,复杂的地质条件特别是软弱围岩常给长大隧道施工带来重重困难。文章结合二道垭隧道在软弱围岩施工过程中的塌方事故,分析了导致塌方的具体原因,并提出了相应的施工处理方案和相关建议。     

基于强度折减法的浅埋软弱围岩隧道掌子面稳定性研究

隧道掌子面稳定是隧道安全顺利施工的前提,文章以浅埋软弱围岩隧道为研究对象,首先,基于强度折减理论,建立了掌子面稳定性判别流程,可求解掌子面稳定安全系数;其次,分析了隧道掌子面失稳判据,认为掌子面稳定性判别时可采取位移突变判据或塑性应变能判据;最后,结合嘉禾园地下通道工程,研究了掌子面稳定性控制对策,运用掌子面稳定安全系数对单一方式和组合方式预加固措施的加固效果进行了预评价,确定了掌子面预加固方式,指导了现场施工。研究成果可为浅埋软弱围岩隧道掌子面稳定性分析及控制对策确定提供借鉴。     

影响软岩隧道台阶法施工安全的关键因素

文章通过兰渝线铁路隧道台阶法现场施工方式及出现变形的观察与思考,分析造成掌子面滑塌、掌子面后方围岩及初期支护变形、甚至出现“关 门”塌方的原因,找出在台阶法施工时引起此类变形所涉及的地质、施工等方面的关键因素,阐述了台阶高度、长度与地质条件及开挖进尺与台阶高度、隧道超前支护参数的关系.针对隧道台阶法施工出现的变形类型,明确相应预防之对策,确保施工安全.     

浅埋软弱围岩隧道变形特征研究

软弱围岩隧道受开挖扰动影响变形明显,施工中若稍有不慎,就会导致隧道塌方。文章以厦门莲岳隧道A匝道隧道为工程背景,结合隧道所处地质条件,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对浅埋软弱围岩隧道变形特征进行了研究。结果表明,对于软弱围岩隧道,不论是全断面开挖还是台阶法开挖,掌子面挤出位移最大,拱顶下沉和地表沉降次之,洞周收敛最小;隧道围岩变形可以分为掌子面前方的先行变形和掌子面后方变形,围岩条件越差,先行变形越大,约占总变形的10%~30%;采用台阶法等分部开挖工法,可减小对掌子面前方围岩的影响范围及变形。在对浅埋软弱围岩隧道的周边环境有严格变形控制要求时,要采取更为严格的预加固措施来控制隧道施工引起的围岩变形,以确保隧道施工及周边环境的安全。     

隧道贯通段塌方处理施工技术

文章通过公山隧道贯通段塌方处理技术的实例,从大断面隧道贯通段塌方的原因分析,介绍了隧道塌方的处理方案、施工工序等施工技术。由于本次隧道贯通段塌方的处理采取厂有效方案,保证了施工安全,处理过程中没有出现二次塌方和掉块现象,围岩和结构处于稳定状态,达到了预期的"安全、稳妥、保质、经济"的目的。其成果可供类似隧道的塌方处理参考、借鉴。     

围岩节理面不利组合条件下隧道塌方的模糊安全评价

节理发育是隧道塌方事故发生的主要影响因素之一,文章针对节理面不利组合发育的围岩,分析了围岩塌方的影响因素,构建了节理面不利组合下围岩塌方安全评价指标体系;引入二级模糊综合评价模型,运用乘积标度法确定塌方安全评价指标体系的权重值,采用单值隶属函数确定指标体系定性的隶属度;基于评价模型,给出了节理面不利组合下围岩的塌方安全指标体系中二级指标的定性和定量分级标准。通过对丁家湾隧道进行塌方安全评价,并对评价模型进行验证分析,其结果与实际施工中的塌方概况大体相同,验证了模型的实用性和有效性。     

软岩大跨径浅埋隧道工法对比研究

文章以广西某高速公路软弱围岩下浅埋大断面隧道为研究背景,采用MIDAS GTS-NX建立三维模型,动态模拟分析在新意法和新奥法(以双侧壁导坑法为例)两种施工方法指导下,隧道围岩的应力、变形及结构受力情况,研究这两类施工理念在软弱围岩环境下对隧道施工全过程稳定性的影响,并得出以下结论:(1)软岩环境下,隧道掌子面中部容易失稳,对超前核心土加固后能显著提高超前核心土的承载能力,有效控制掌子面挤出变形,保障施工安全;(2)新意法开挖机械化程度提高,能加快施工进度,节约施工成本;(3)新意法减少了对隧道围岩的扰动次数,能更加有效地利用围岩的自稳能力。     

超前预加固大断面隧道施工参数系列化研究

论文以武广客运专线浏阳河隧道为工程背景,根据铁路隧道围岩分级和断面尺寸为主要影响因素,提出新的掌子面稳定性分级方法及分级数;对影响大断面隧道掌子面稳定性的影响因素进行序列化及参数敏感性研究,得到超前预加固大断面隧道围岩稳定性影响因素序列及掌子面超前加固参数敏感性;然后在掌子面稳定性分级及超前预加固大断面隧道影响因素序列基础上,提出超前预加固大断面隧道施工参数系列,为浅埋大断面隧道施工提供指导.     

Ghomroud隧道工程中双护盾TBM的围岩收敛与挤压预测

Ghomroud输水隧道是伊朗中部输水系统的一个新的组成部分,目前,该隧道正在采用双护盾TBM进行开挖。Ghomroud输水隧道全长36km,主要穿过侏罗纪时期的变质岩。Ghomroud输水隧道设计的难点在于:覆盖层厚度达650m,其构造应力有形成高围岩应力的潜在可能。为防止TBM在破碎围岩掘进中发生事故,有必要对隧道掌子面附近区域作用于双护盾TBM周围的围岩应力进行计算。由于隧道掌子面附近区域的应力与应变为3D状态,采用平面状态来考虑存在一定偏差。根据收敛约束法,通过在隧道周边施加假定应力来模拟隧道掌子面效应。本文在收敛约束法的基础上,引入了一种新的方法来计算隧道掌子面效应对隧道掌子面区域围岩应力分布的影响。采用该方法可以预测可能产生干扰护盾的临界区域沿Ghom-roud输水隧道分布。通过这种方法得出的结果与双护盾TBM在Ghomroud隧道施工中遇到的卡塞情况刚好吻合。     

软弱围岩大跨度隧道CRD法数值模拟分析

由于Ⅴ级围岩软弱破碎,岩土体强度低,围岩开挖后易产生松动变形,导致拱顶下沉过大、掌子面塌方等病害。文章以广东省某在建高速公路隧道为例,利用有限差分软件FLAC3D,对软弱围岩隧道采用CRD工法开挖过程中的应力、变形和塑性区的发展历程进行模拟分析。研究结果对于类似工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

公路隧道洞口浅埋段稳定性监测与施工技术

公路隧道洞口浅埋段不仅是浅埋隧道问题,也是边坡问题。由于覆盖层薄而导致风化严重、堆积松散,岩体节理、裂隙发育,自稳能力差,故在施工过程中受荷载、雨水、爆破等影响,洞口段极易发生坍塌、边坡失稳、大变形等事故,并危及隧道整体稳定性。合理的施工方案及运用监测技术及时了解支护结构和围岩的工作状态,可以有效降低洞口坍塌、滑坡等风险发生的概率。文章依托在建的广西马梧高速公路隧道建设工程,在深入开展监控量测的基础上,优化洞口浅埋段隧道施工技术,保证了施工的安全和进度。     

郴宁高速公路虎形山隧道塌方处理方法探讨

在地质不良的地段修筑隧道,易发生塌方事故,极大地影响工程建设。文章结合工程实例,在分析隧道塌方成因的基础上,提出隧道塌方的处理和防治措施,对施工有一定的指导意义。     

隧道盾构法施工的成本分析与降低成本措施

隧道盾构法施工是使用盾构机在控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳的同时,进行隧道掘进、出碴,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而不扰动围岩而修建隧道的方法.但因其造价高昂,使其进一步推广受到限制.文章就隧道盾构法施工成本及降低成本措施两方面进行了探讨.     

基于强度折减动力分析法的围岩稳定性研究

为获得隧道爆破开挖后围岩的稳定性及临界失稳破坏形态,文章以兴泉铁路金井隧道为工程依托,采用强度折减动力分析法原理,结合特征点位移是否突变、塑性区是否贯通、计算是否收敛这三种动力失稳判据,对隧道掌子面围岩进行动力安全系数分析,研究在不同开挖方法、不同开挖进尺、不同围岩等级下爆破对隧道整体安全系数的影响。研究结果表明:全断面爆破开挖的安全系数约为上下台阶开挖的0.96倍;开挖进尺越小,整体安全系数越大;围岩等级越高,爆破开挖下隧道掌子面围岩的稳定性越好;隧道爆破后毛洞安全系数均大于1.30。为了使隧道爆破开挖后围岩更加安全稳定,可以选取上下台阶爆破方法和减小开挖进尺的手段。     

风化砂岩隧道塌方处治及智能应力应变监测分析

在风化砂岩地区修建的隧道由于围岩结构层之间粘聚力低,容易出现掉块及滑塌等现象。文章以广西某高速公路隧道施工为背景,针对隧道施工中出现的塌方现象,分析了塌方成因与处治措施,并采用智能应力应变监测技术,收集病害处治处实时的隧道围岩应力与应变数据以及支护结构健康情况等信息,反馈支护结构工作状态,以判断支护结构的稳定性,为后续类似隧道工程提供参考。     

大断面软弱围岩隧道开挖施工浅析

文章结合南钦高速铁路NQ1标段蕾树岭隧道工程实例,阐述了大断面软弱围岩隧道洞口、洞身的施工方案及要点,提出了控制软弱围岩掌子面变形的具体技术措施,为今后类似隧道工程施工提供技术参考。     

铁路黄土隧道变形规律及建设管理要点研究

黄土隧道施工过程中,常出现支护破坏和隧道塌方等事故。文章基于黄土隧道工程的监控量测数据,采用统计分析方法对不同围岩级别、埋深和含水率下的黄土隧道变形规律进行了研究。结果表明:(1)Ⅳ级围岩黄土隧道拱顶下沉、周边收敛的量值分别集中在50 mm和35 mm以内,Ⅴ级围岩黄土隧道拱顶下沉、周边收敛则集中在60 mm和40 mm以内;(2)Ⅳ级、Ⅴ级围岩双线黄土隧道拱顶下沉和周边收敛变形值与含水率呈正相关关系,变形速率则先增大后减小,在含水量超过16%时变形增大明显;(3)基于拱顶沉降统计,提出Ⅳ级、Ⅴ级围岩黄土隧道设计预留变形量值范围可分别取7～9 cm和12～15 cm;(4)黄土隧道工程建设管理要点是提前梳理重难点工程,施工前严格方案审核,加强地表处理,施工时强化地质预报和监控量测,严格变更设计管理,重点做好工艺管理和施工质量控制。