帷幕注浆技术在富水区隧道开挖中的应用研究

为了有效解决富水区隧道开挖出现特大突泥涌水这一问题,文章以广西岑溪至水汶高速公路山心隧道为依托工程,采用有限元和水力学方法,结合超前地质预报情况,提出了适用于富水区地层特大突泥涌水隧道的全断面帷幕注浆加固方法,制定了帷幕注浆方案,并采用瞬变电磁数据和物探方法对注浆效果进行评价,结果表明注浆稳固效果明显,可有效保证隧道开挖掘进施工。     

富水软弱围岩隧道工程施工方案分析

文章以在建岑溪至水汶高速公路均昌隧道为例,采用数值模拟的方法,分析不同工况条件下帷幕注浆技术在富水软弱地层隧道工程施工中的作用,并对施工引起的围岩变形特征、地表变形特征及掌子面涌水量变化特征进行研究。结果表明,设置5 m帷幕注浆圈后,隧道施工过程中的拱顶沉降、水平收敛及地表沉降显著减小,并且可以有效阻断地下水的渗流通道,对隧道施工方案的确定有一定的指导意义。     

富水弱胶结地层地铁隧道裂隙水涌水量分析

针对复杂地质条件下浅埋地铁隧道裂隙水涌水量预测问题,文章以青岛地铁2号线枣李区间隧道为工程背景,基于等效连续介质模型,利用复变函数理论转换岩土体渗流区域和边界条件,推导了适用于浅埋地铁隧道涌水量的计算公式,确定了合理注浆圈参数;并建立了地铁隧道涌水量计算模型,通过流固耦合分析研究了不同注浆圈厚度条件下地铁隧道涌水量变化规律,验证了工程现场实测数据和数值模拟结果与理论解析值的吻合度。结果表明:隧道涌水量随着注浆圈厚度的增大或渗透系数的减小而降低;考虑到地铁隧道涌水量控制标准、经济合理性等要求,确定注浆圈厚度为4 m、渗透系数为0.009 8作为最优合理注浆圈参数;地铁隧道涌水量计算公式解析值与模拟值、实测值在误差允许范围内基本吻合,验证了计算公式的正确性和适用性。     

隧道高压富水裂隙注浆堵水施工技术

结合现场施工实际,根据不同地质条件、水压和涌水量等实际情况,可分别采取径向注浆、周边帷幕注浆、全断面帷幕注浆、超前管棚注浆等多种注浆堵水方案。实践证明,针对高压富水裂隙,麦积山隧道斜井施工中采用"多种浆材结合、排水泄压开放式注浆"的思路在理论和实际操作上是可行的,为后续正洞施工及类似隧道工程突涌水施工提供参考。     

动水动态信息化注浆施工技术研究

在我国城市建设中,随着城市岩溶富水隧道的修建,岩溶富水隧道的帷幕注浆技术在城市隧道施工中得到了广泛运用。但在岩溶富水隧道施工中,由于对不良地质的超前预报是有限的,当前采用的帷幕注浆具有一定的探索性和盲目性。为了加强对帷幕注浆的指导性和可控性,进行动水动态信息化施工技术的研究是必要的。动水动态信息化注浆设计、施工技术的核心体现在:信息化注浆模型地质数据的更新;注浆方案的优化;现场动态控制。文章介绍了中梁山隧道岩溶富水段帷幕注浆的施工情况,研究分析了帷幕注浆动水动态信息化施工的技术特点和运用效果。     

厦门海底隧道建设中涌水量流固耦合数值模拟

文章运用有限差分软件(FLAC3D)对厦门海底隧道F4风化深槽的涌水情况进行了流固耦合分析。由于隧道在穿越风化深槽段时采用双侧壁导洞法施工,因此对隧道施工三个阶段的涌水量分别进行了分析,并对不同注浆密度下的涌水量进行了对比。研究结果表明,在隧道开始开挖阶段,涌水量较大,之后逐渐趋于稳定;左右侧导洞开挖时,涌水量逐渐增大,但隧道中间部分开挖后,涌水量有所降低;数值计算所得涌水量结果与规范推荐公式计算结果基本一致。     

海底隧道涌水量的预测及其应用研究

文章采用理论分析方法,推导了均质围岩中海底隧道注浆圈外表面、衬砌外水压力及涌水量的理论解析公式,并分析了涌水量与各量值之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究,采用等效连续介质模型用数值方法分析了隧道渗流场的分布,计算出海底隧道的每延米涌水量,并与理论解析解进行了对比分析。结果表明,海底隧道的涌水量不仅与围岩和注浆圈的渗透系数的比值关系密切,而且还与隧道的半径、远场水压力、注浆圈的半径有关;数值计算所得结果与理论解析公式计算得到的涌水量基本一致;为了确保海底隧道施工及运营的安全,应采取"以堵为主,限量排放"的治水方案。     

高压富水隧道“排-注结合”处理技术研究与应用

为解决高压富水环境下全强风化花岗岩隧道注浆过程的控制难题,文章提出了排-注结合处理技术。通过综合探查法对隧道围岩集中高压富水区进行探查分析,划定帷幕外疏水释能区,研究泄水孔位置的确定方法及施作安全控制措施,分析泄水孔数量及泄水量对帷幕注浆的影响。通过连通试验揭示帷幕区内导水裂隙的分布特点,基于室内试验选择确定泄水区与帷幕注浆区不同区域安全可控注浆的浆液类型及其配合比等性能参数。实际应用效果表明,该技术通过安全泄水及可控注浆工艺改变了帷幕外疏水释能区地下水路径,改善了帷幕内注浆治理区域围岩性质,取得了良好的治理效果。     

隧道涌水量及水压计算公式半理论推导及防排水应用建议

作者应用半经验、半理论方法详细推导了有帷幕注浆时隧道涌水量及衬砌水压计算公式,并根据"断源开流"原则提出利用系统锚杆进行帷幕注浆、增加衬砌背后环向排水管、施工缝排水处理等措施.作者还举例说明了抗水压衬砌水压力计算方法,以及限压阀门的使用和抗水压施工缝的构造要点.     

岩溶富水隧道可控注浆施工技术研究

以重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程岩溶富水段注浆堵水工程为例,综合分析了帷幕注浆的理论数据和中梁山隧道岩溶富水段超前帷幕注浆堵水实践经验数据,以探索超前帷幕注浆可控施工技术;在实践中,通过注浆终孔可控、注浆终压可控、注浆量可控、注浆材料可控等方法来实现帷幕注浆可控,以达到快速、安全、文明、高效的注浆施工。     

基于地下水动力学的地铁隧道裂隙水预测分析

针对城市中土岩组合的矿山法地铁隧道的实际情况,文章基于隧道潜水含水体的连续多孔介质模型建立了潜水含水体与裂隙含水体的组合介质分析模型;结合地下水动力学理论,推导了适用于该模型的裂隙水涌水量预测公式,并给出了公式中参数的具体取值方法,提出了该公式在地铁隧道注浆加固断面的涌水量预测中的应用方法。以青岛地铁隧道工程为依托,分别用解析法和数值分析法预测了隧道的涌水量,并与现场试验测量值进行了对比分析。分析结果表明,解析公式预测值误差较小,具有较高的工程应用价值。最后,分析了不同的洞室形状对隧道涌水的影响,得出了在地铁工程中断面形状对涌水量影响较小的结论。基于以上研究,文章推导的解析公式对土岩组合地层中地铁隧道涌水量的预测具有较高的适用性。     

厦门翔安海底隧道进口左线F_1风化槽注浆技术探讨

厦门东通道翔安隧道是我国大陆自行设计和施工的第一座海底公路隧道,隧道全长5.948 km,隧道最深处位于海平面以下70 m,隧道从进口到出口依次穿越F-1、F_2、F_3风化深槽和F_4风化囊,其中F_1风化槽为全强风化花岗岩,透水性强、水量大、水压高,隧道涌水、突泥的风险很大,因此如何通过风化深槽是整个工程顺利建成的关键。为了提高围岩的稳定性和减小隧道涌水量,采用全断面超前预注浆的方法对F_1风化槽进行堵水和加固,取得了较好的注浆效果,保证了施工的安全。文章主要介绍了进口左线行车隧道F_1风化槽的地质情况,探讨了注浆机理,并介绍了注浆方案、参数、工艺和设备配备及注浆效果的检验、评价情况。     

地层注浆加固对隧道与地下水相互作用过程中的“双赢”影响效应分析

目前山岭隧道大多采用的"半包"防水方式,可较为有效地降低衬砌背后水压荷载作用,但同时造成地下水资源的大量流失。文章通过建立隧道瞬态渗流模型,分析了"半包"防水条件下隧道施工及运营过程中隧道排水流量及水位变化规律,以及运营过程中衬砌背后水压力分布规律;研究了帷幕注浆和径向注浆两种方式不同工况下不同注浆范围及参数对排水流量、水位变化及衬砌水压荷载的影响效应。数值分析结果和工程实践表明,地层注浆加固既可降低衬砌背后水压荷载,又可减少地下水资源流失量,从而可以实现隧道与地下水相互作用过程中的"双赢"影响效应。文章最后对"半包"防水条件下仰拱是否设置排水系统进行了分析探讨。     

海底隧道全强风化花岗岩地层注浆技术研究

厦门翔安海底隧道施工中面临着穿越浅滩全风化岩层、沙砾层透水胶结带和海底全强风化深槽等3大控制性工程难点,为此由建设、设计、研究、施工等各方立项进行了前期可行性研究.文章对注浆工艺、注浆材料、注浆参数等进行了专题研究.并结合服务隧道工程的注浆试验实施,提出了在全强风化花岗岩地层中注浆加固的可行性及其相应的注浆方案、工艺、参数和设备的确定.     

某富水断层隧道涌水治理方案优化分析及工程应用北大核心CSCD

以武九高速高楼山公路隧道为例,针对以断层破碎带为主控因素的隧道突水治理问题展开数值分析研究。基于FLAC 3D有限差分法及流固耦合分析原理,研究了导水洞排水、注浆堵水和排堵结合等不同治理方式对隧道涌水量及围岩稳定性的影响。结果表明:对于富水断层隧道发生A、B级别的大量涌水时,建议同时采取导水洞排水、注浆堵水的排堵结合措施,导水洞设置在近断层处,且与隧道相对距离为0.75(D+l),注浆圈厚度控制在7 m以内,注浆圈相对渗透系数比不超过10,既能降低涌水量,又能保证围岩的稳定性;对于C级涌水隧道,可采取注浆措施,注浆厚度不低于3 m,相对渗透系数不低于20;对于D级及以下涌水隧道,采取常规抽排水措施即可。     

天平线关山隧道涌水量预测技术研究

在富水位地区建设特长隧道中通常会发生涌水灾害,因此准确预测隧道涌水量能科学指导隧道的设计和施工。新建关山隧道处于关山褶皱带,地下水循环强烈,岩体节理发育,对工程施工的安全影响较大。基于此,文章对关山隧道水文地质情况进行分析,采用不同涌水量计算方法对隧道各研究区段涌水量进行预测。通过对比分析,发现地下径流模数法预测结果较为符合实际。同时,采用FLAC3D软件对关山隧道各区段进行了平面涌水模拟,并对地下水位线高度进行了反演分析,获得了与实际相符的地下水位线高度。然后,根据反演得到的参数对关山隧道施工涌水量进行三维数值模拟预测,获得的施工涌水量可为实际工程提供参考。     

宜万铁路隧道工程岩溶及岩溶水分析与应对

宜万铁路是目前国内外已建和在建工程中岩溶及岩溶水最发育、最复杂的工程,结合宜万铁路隧道工程对岩溶及岩溶水进行分类,根据不同类型的岩溶特征,制定相应的应对措施,从而实现岩溶治理标准化管理;同时对岩溶隧道安全施工防范突水突泥高风险进行了研究.治理方案有:针对无水洞穴和管道型岩溶宜采取回填方案,对充填型岩溶采取"注浆加固+大管棚"方案,对大型干溶洞根据不同情况采取板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、路基填筑方案和梁跨方案;针对岩溶水,通过分析岩溶工程及水文特征,针对性地采取引排方案、注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案和绕避方案.岩溶隧道施工防范突水突泥高风险主要措施包括:建立以超前深孔钻探和风钻加深5 m浅孔钻探为主的超前预测预报体系;保证3 m以上完整岩柱厚度,防止开挖面爆裂突水突泥;进行"降雨量-涌水量-水压力"水文专项设计、风险隧道突水突泥防灾报警系统专项设计、风险隧道施工安全逃生线路专项设计;采用专业注浆队伍进行注浆堵水加固;建立安全管理机制,进行安全等级管理、风险征兆辨识、设置专职安全员负责预警和组织逃生.     

袖阀管注浆帷幕在地铁周边建筑物保护中的应用

在如火如荼的城市地铁建设过程中,城市既有构筑物不可避免地会与隧道结构近距离接触,致使隧道施工对周边环境产生各种消极影响.开挖步序、爆破震动、支护强度、地下水等因素相互作用,使地面及周边构筑物产生沉降.文章以深圳某地铁车站施工为背景,介绍了袖阀帷幕注浆的施工要点,分析了袖阀管注浆帷幕在地铁车站暗挖施工中对周边构筑物的保护作用,并利用有限元软件ANSYS进行了效果模拟.分析结果证明,帷幕注浆对保证隧道近距离施工中的结构安全和控制地表沉降是十分有效的.     

高水压富水山岭隧道设计浅谈及工程实例

通过对地下水渗流场的理论分析,结合宜万线齐岳山隧道高水压富水地段现场具体处理情况,得出高水压富水隧道设计应注意的主要原则:"以堵为主,限量排放"是高水位富水隧道设计应遵循的基本原则,限量标准应根据隧道区域内具体情况类比确定;地层注浆是实现限量排放的主要方式,确定注浆加固圈范围时应确保注浆帷幕体自身的稳定;排水系统是衬砌结构设计中不可缺少的一部分,在完善可靠的排水系统下,衬砌结构承受的外水荷载能较大幅度地进行折减。     

地铁隧道压底注浆研究

在地铁隧道现场注浆试验的基础上,研究了压底注浆机理,讨论了压底注浆设计、施工要点,比较了注浆后隧道隆起的计算方法;利用现场实测隧道变形资料,通过反馈分析确定了注浆等效压力的经验公式,对地铁隧道下方压底注浆设计与施工有一定的指导意义。