膨胀性围岩隧道施工技术研究

膨胀性围岩具有吸水膨胀、失水干缩、变形量大、易受扰动的特性,隧道施工时如果措施不当,将对支护结构造成破坏.以湖北宜巴高速公路凉水井隧道施工为例,分析膨胀性围岩隧道施工的技术难点和关键点,总结膨胀性围岩隧道的施工方法、工艺和施工技术措施,从而确保施工安全和隧道在运营阶段的结构安全.     

浅谈隧道不良地质段施工技术及管理

宜巴项目位于鄂西山区,该区内特殊性岩石主要为三迭系下统嘉陵江组含石膏微晶白云岩与岩溶角砾岩,凉水井隧道大部分处于强～中风化白云质灰岩、含石膏灰岩及岩溶角砾岩等不良地质段,其施工难度及安全风险性高,本项目通过对岩矿检测确定膨胀性岩等级,采取合理的衬砌支护方式及施工措施,加强施工管理,保证隧道膨胀性岩段不受岩溶段影响或影响最低,利用监控量测手段,确保隧道施工及运营安全。     

石膏质岩区隧道混凝土侵蚀机理分析及配合比设计

为研究石膏质岩区隧道混凝土的侵蚀机理,首先分析了凉水井隧道石膏质围岩的成分,在扫描电子显微镜下对混凝土进行微观侵蚀机理研究,并提出了隧道二次衬砌高性能防腐混凝土的配合比,通过研究发现,掺料及纤维能够提高混凝土的强度,并降低氯离子扩散系数,同时改善了其抗裂性能,该成果对石膏质岩地区隧道的安全运营具有重要的现实意义。     

北晨亭隧道洞口山体滑坡及初支裂缝综合治理研究

隧道洞口因边坡围岩稳定性差,是滑坡和塌方等地质灾害频发区,是隧道施工中的重点监控对象.文中对北晨亭隧道右洞进口山体滑坡及初支裂缝进行了综合治理研究,分析了该山体滑坡形成的机制以及洞内初期支护裂缝产生的原因,在综合考虑滑坡区的地质环境、工期及环境保护等因素的情况下,选择了以抗滑为主的滑坡治理方案,工程上采用了钢管抗滑桩挡墙护脚、注浆钢管锁坡、仰坡封水及洞内钻孔排水和洞内侧墙打孔注浆加固等综合治理措施,经过连续的量测监控表明,滑坡已处于稳定状态,隧道洞内裂缝未出现发展现象.     

北晨亭隧道洞口山体滑坡综合治理及效果评价

隧道洞口因边坡围岩稳定性差,是滑坡和塌方等地质灾害频发区,是隧道施工中重点监控对象.对北晨亭隧道右洞进口山体滑坡及初支裂缝进行了综合治理研究,分析该山体滑坡形成的机制以及洞内初期支护裂缝产生的原因,在综合考虑滑坡区的地质环境、工期及环境保护等因素,选择了以抗滑为主的滑坡治理方案,工程上采用了钢管抗滑桩挡墙护脚、注浆钢管锁坡、仰坡封水及洞内钻孔排水和洞内侧墙打孔注浆加固等综合治理措施,经过连续的量测监控表明,滑坡已处于稳定状态,隧道洞内裂缝未出现发展.     

隧道石膏质岩危害及对策研究

以宜巴高速路凉水井隧道出露的石膏质围岩为研究对象,在开展的研究石膏质岩膨胀特性、溶蚀及溶出特性、强度特性、对混凝土劣化特性的试验基础上,结合工程实际总结石膏质岩对隧道建设可能产生的危害,并提出了相应对策。研究结果表明:石膏质岩强度较低,属软岩。遇水水化膨胀,挤压衬砌结构,影响混凝土结构的耐久性。遇水易软化,软化后强度降低,变形增大,使隧道围岩稳定性降低。易溶蚀,溶蚀后结构遭到破坏,围岩稳定性降低,溶蚀后溶出大量硫酸根离子于环境水中,长期从外部侵蚀混凝土支护结构,使之产生破坏。石膏质岩误作为混凝土骨料,从内部侵蚀混凝土支护结构,使之产生破坏。石膏质岩的不良工程特性将对隧道建设产生诸多不利影响,隧道建设中应采取相应的防治措施。     

京源口隧道软弱围岩大塌方的治理

通过对福建省厦门至长汀高速公路京源口隧道(围岩以Ⅱ类为主,占90%以上)洞内大塌方的治理,总结了在软弱围岩中修建隧道大塌方治理的一些技巧和经验,对今后软弱围岩中隧道塌方治理有所借鉴。     

膨胀性围岩隧道治理措施

本结合焦（作）－晋（城）高速公路（焦作境）灵岩寺隧道工程实例，提出了膨胀性围岩隧道的治理措施。     

浅谈膨胀性围岩段衬砌C35抗渗抗腐蚀混凝土施工控制

在我国一些地下工程中因地质情况特殊,出现"灰包石"石膏质岩,其具有膨胀性,且水溶液具有硫酸盐腐蚀性,对混凝土结构物长期作用并腐蚀破坏,损失巨大。本文以宜巴项目凉水井隧道膨胀性岩段衬砌C35抗渗抗腐蚀混凝土施工为例,从混凝土性能着手,通过调整配比及外加剂,提高混凝土等级及防水抗腐蚀的能力,取得了较好的效果,并总结施工控制要点,供类似工程施工提供依据。     

运营期间膨胀围岩隧道病害分析

隧道开挖改变了地下水的渗流路径,引起隧道围岩的含水量增加,若遇到膨胀性岩土体,膨胀压力显著增加,导致衬砌开裂,随着时间越来越严重。如马岭头隧道与膨胀性破碎错动带呈30°斜交,断层带的厚度为4~15m,为典型强膨胀潜势膨胀岩,在隧道运营过程中出现两次病害。本文以马岭头隧道为依托分析膨胀性围岩隧道病害随时间变化规律,从现场调查和地质勘察发现地质参数发生了较大变化,含水率升高(13.3%~18.6)和膨胀力增加(32.7k Pa~72.3k Pa),衬砌内力也相应地增大(103.5~293k N,29.5~133.5k N.m),导致病害反复出现,给隧道安全运营带来隐患;然后,预测膨胀性围岩参数随时间的变化规律,计算衬砌的内力,提出相应的治理措施,达到根治隧道病害的目的,研究结果为膨胀性围岩隧道设计施工提供参考依据。     

隧道进口段山体古滑坡复活的治理

针对古田隧道在施工过程中发生的山体古滑坡复活情况,通过对隧道地表情况、围岩地质、构造等方面进行分析,找出了其形成原因,采取了锚固桩、锚索桩、微型锚筋桩和洞内加强支护等综合治理措施,成功地治理了山体滑坡。文中阐述了微型锚筋桩施工工艺和监控量测方法。     

隧道不同级别围岩监测与数值模拟分析

依托谷城至竹溪高速公路小漩隧道,针对不同围岩段的特点,对隧道地表沉降、洞内收敛变形及拱顶下沉等项目进行了现场监测与分析,研究不同级别围岩变形时程曲线和纵向分布曲线的基本规律。并利用有限元分析软件ABAQUS模拟不同围岩级别隧道开挖过程,将数值模拟结果与现场监测数据结合,分析围岩级别对隧道围岩稳定性的影响。结果表明： 围岩级别越高,隧道开挖过程中地表下沉和洞内变形越大,变形稳定的时间也越长。     

膨胀性软岩隧道致灾机制研究与应用

隧道建设的规模和数量迅速发展,相关理论研究却相对不足,随着隧道越来越多地穿越诸如软弱围岩、溶洞等复杂、恶劣地质区域,对施工技术和理论研究的要求也更高,如何做到规避灾害,安全施工是大家一直关注的问题。以重庆市某公路隧道为依托,对穿越膨胀性软岩段隧道,提出不良地质构造与围岩条件、水的因素、不规则地应力以及工程因素等导致隧道灾害的因素,不同因素相互关联、相互影响,根据分析结果采取相应的防治方案来规避灾害。利用Poyting-Thomoson模型计算隧道围岩变形,与现场监控量测数据相结合,对隧道膨胀性软岩段的围岩变形做出预测,得出最佳二次衬砌支护时间。同时从初支二衬间的应力角度对膨胀性软岩进行了持续监测,表明了膨胀性软岩隧道段防治方案达到了预期目标。从致灾机制来分析隧道建设,可以更好地为工程决策服务。     

考虑通风与围岩条件的寒区隧道温度场模型及作用规律研究

为了解决寒区隧道温度场的预测问题,为寒区隧道抗冻设防提供指导,结合传热学、流体力学的基本方法,根据能量守恒原理,推导寒区隧道风流温度场的传热模型,并在此基础上,借助有限差分方法,探讨通风和围岩条件对寒区隧道温度场分布的作用规律。研究结果表明: 1)入口风温越低,风流速度越大以及断面越大,相同位置处洞内温度越低,这是由于进入洞内的冷空气更多,入口风温每降低5 ℃,同位置洞内风流温度平均降低3. 8 ℃; 2)风流温度决定了离壁面一定范围的围岩温度大小,风流温度越低,冻结深度与受到影响的围岩范围更大; 3)初始岩温越大,围岩温度分布曲线越陡峭,围岩导热系数则相反,且初始岩温每增加 5 ℃,冻结深度减少0. 24 m,受影响的围岩径向深度减少0. 32 m。     

重庆礼让石膏岩隧道衬砌结构设计与施工稳定性分析

膨胀性石膏岩遇水极易发生复杂化学反应且体积发生持续性膨胀,从而引发岩石力学性能的不可逆性变化。为系统研究高速公路隧道在石膏围岩环境中的衬砌结构特性,将数值计算与《公路隧道设计规范》结合,分析衬砌结构强度安全系数,并对现场的初支、二衬间接触压力等方面进行了综合分析。结果表明,实测荷载作用下结构的最不利位置为拱腰和拱脚处,二衬的安全性要远高于规范荷载下的情况,因此隧道石膏岩支护设计以及必要的辅助工法施作可以实现隧道长期稳定。现该隧道已顺利竣工进入运营期,更说明衬砌设计的合理及施工安全性。     

公路隧道在膨胀性围岩地段施工的稳定性分析

基于现场试验的调查与工程实例的统计，本文对公路隧道在膨胀性围碉地段施工不稳定性的难题，从技术的角度给以了分析与研究。指出应当从隧道仰拱方向给膨胀性围碉以足够刚度的约束，这是确保隧道支护稳定所必需的基本条件，同时应当允许爷拱底部围岩发生适量的变形以降低存在于仰拱与围岩之间的高接触应力，在此了，建议采用一种内含柔性变形层的复合式仰拱支护结构，作为膨胀性围岩地段隧道支护的合理技术措施，本文研究对于在建的     

公路隧道施工常见地质灾害问题综述

隧道围岩地质情况复杂多变,隧道在开挖过程中会遇到滑坡、膨胀性围岩、岩爆、岩溶、断层、瓦斯、流沙等多种不良和特殊地质。结合工程中不同地质灾害相关的病例,综合阐述公路隧道施工过程中的常见地质灾害及其防治措施。     

多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律

针对高温多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律开展深入的理论分析、数值模拟和现场监测研究。首先，基于热传导理论，建立隧道衬砌和围岩径向传热模型，利用叠加原理和拉普拉斯变换法求得寒区隧道衬砌和围岩的温度场理论解；其次，建立洞内空气的传热微分方程，根据能量守恒原理，建立隧道纵向洞内空气与洞壁的气-固耦合传热模型，结合径向温度场理论解，提出多年冻土区隧道衬砌、围岩及洞内空气的三维温度场计算方法，该计算方法可考虑围岩、衬砌、保温层等多层传热介质及隧道沿洞轴线的不同埋深；最后，根据依托工程现场实测数据，反演围岩的热物性参数，并运用推导的隧道纵向传热模型和横向传热模型，分析姜路岭隧道不同冻土区内衬砌和围岩中的温度场分布规律。研究结果表明：在隧道径向，多年冻土和非冻土围岩温度都会随洞内气温的变化而产生波动，距离围岩表面越近，温度振幅越大，且热量在围岩径向传递过程中有一定的滞后性；在隧道纵向，在一年中最冷时刻，隧道衬砌及围岩温度呈“两端低，中间高”，此时姜路岭隧道围岩、二衬表面最高温度分别为-2.72℃，-7.80℃；在一年中最热时刻，衬砌温度呈“两端高，中间低”，此时姜路岭隧道二衬表面最低温度为1.92℃，但由于受围岩初始地温的影响，围岩表面的温度呈倒V形，最低温度为-1.22℃。     

石膏质岩膨胀特性的试验研究

石膏质岩分布广泛,其膨胀特性对公路隧道支护结构的设计影响巨大。为了研究石膏质岩的膨胀特性,以宜巴高速公路凉水井隧道区出露的石膏质岩为研究对象,通过硬石膏岩粉末进行模拟研究,分别开展了自由膨胀率、膨胀率及膨胀力试验,在此基础上分析了石膏质岩膨胀特性的影响因素。     

太平隧道黄土地层帷幕注浆技术的应用

地下水是影响黄土隧道施工及运营安全的重要因素。帷幕注浆技术能够有效阻断地下水的来路,并起到加固围岩的作用,利于隧道洞身稳定,是确保隧道施工及运营安全的有效措施。针对太平隧道土质围岩含水量大及隧址地层存在空洞裂隙等不良地质状况,重点介绍洞内及地表帷幕注浆整治技术的应用。