危岩形成机制及治理措施

危岩是三峡库区重要地质灾害类型,是地层组合、地貌特征、水动力因素及地震等因素耦合的结果.以危岩为依托,基于特征分析,研究其发育机理;考虑不同工况、不同危岩失稳模式,进行稳定性分析;揭示了暴雨对危岩体的稳定性影响较大,提出一些针对性的治理措施.     

用锚杆挡墙治理危岩的实践

危岩的稳定性评估及其对支挡结构物的推力计算是危岩治理关键和难点。如何保证施工中危岩不被扰动、失稳是治理技术方案是否可行、合理的一个重要方面。该文介绍了用错杆式混凝土挡墙治理峭壁上一危岩的工程实践技术，包括建立作用于挡墙上推力计算的力学模型、设计及施工方案等。     

复杂地质隧道进口危岩稳定性评价及防治措施

基于某隧道进口处3处危岩单体，详细进行野外调查、勘查、测绘，查明危岩的自然环境、水文和工程地质条件、危岩特征及变形破坏模式。分析形成危岩的内外因素，认为危岩形成的内因是活动断裂、地层岩性和地貌条件，外因是风化作用和大气降水。并采用定性分析及结合计算模型定量评价危岩的稳定性，危岩体在天然工况下处于基本稳定状态，暴雨和地震工况下处于欠稳定-基本稳定状态。根据危岩体的发育特征、破坏模式及隧道洞口的建设条件，采用清危、镶补凹腔、回填洞穴、锚固、封闭注浆的防治措施。     

全空间赤平投影法在公路边坡稳定性分析中的应用

块体理论是分析解决岩土工程中块体塌方问题的重要方法之一。三峡库区A公路边坡岩体结构面发育,岩体被切割形成不连续的块体危岩,分析确定危岩的稳定性对防治工程类型选取具有重要意义。该文以现场勘察资料为基础,运用块体理论的全空间赤平投影方法分析结构面的组合关系、块体危岩的稳定性,针对不同可动块体分析评价边坡开挖的坡度或走向,根据分析讨论结果为设计有效的防治工程方案提供地质依据。     

危岩稳定性定量评价研究

危岩稳定分析方法很多,基于静力平衡的定量分析方法由于具有成熟的理论基础,给出确定的稳定系数,是目前危岩稳定性评价和防治设计的主要方法,但静力平衡的定量分析方法有其自身的局限性。针对静力平衡定量分析方法存在的问题,在充分考虑危岩特征、静水压力和地震力的基础上,对不同类型,不同主控结构面组合危岩稳定性,研究得出了孤立式、软弱基座式、楔块式、倾倒式、贴坡式和悬挂式等不同类型危岩的稳定系数计算方法,并根据稳定系数对危岩进行分级。利用研究的计算方法对典型危岩稳定性进行了计算与分级,结果表明与实际情况一致。所得成果为     

基于FUZZY与三维运动仿真的危岩落石风险评价

为评价危岩落石对山区铁路工程的风险，提出基于模糊综合评判和三维运动仿真的危岩落石风险评价方法。以新寨隧道进口工程为研究对象，通过人工调绘、无人机遥感、室内外试验等获取基础数据；建立危岩落石稳定性评价指标体系及辨识标准，基于模糊综合评判模型确定了危岩落石发育区稳定性等级；基于真实三维地形模型，采用三维运动仿真分析了代表性危岩落石失稳后对铁路工程的不利后果；综合判定了新寨隧道进口工程危岩落石风险等级。结果表明：新寨隧道进口危岩落石稳定等级为Ⅳ级不稳定，风险事故不利后果等级为4级特大；综合判定危岩落石风险等级为Ⅳ级极高风险，严重威胁铁路工程建设和运营安全。     

基于断裂力学的危岩稳定可靠度优化求解

为了给危岩崩塌灾害的预测提供理论依据,以主控结构面贯通长度、危岩断裂韧度和裂隙水深为随机变量,基于断裂力学和可靠度理论对危岩稳定可靠度进行了研究,建立了危岩稳定可靠度的优化求解方法并考察了危岩可靠指标和失稳概率与随机变量之间的变化规律,最后以三峡库区万州太白岩南坡危岩为例对该方法进行了验证.结果表明:危岩可靠指标随主控结构面贯通长度、主控结构面倾角、主控结构面贯通长度标准差、裂隙水深标准差和断裂韧度标准差的增加而减小,而危岩的失稳概率除了随断裂韧度的增大而减小外,均随其余各变量的增大而增大;在各变量的改变中断裂韧度标准差的改变对危岩可靠指标和失稳概率的影响较小;且该方法与规范法计算结果基本吻合.     

公路沿线崩塌灾害动力特性研究

危岩在山区公路边坡中广泛发育,其失稳崩塌对公路沿线的行车通畅和交通安全造成极大威胁.该文基于稳定性分析法,建立危岩力学模型,给出危岩体失稳弹冲动力参数计算方法;通过数学与物理描述,得到了判别崩塌体失稳的重要指标;指出危岩体动力失稳瞬间系统的临滑聚能释放并转换为崩落动能,揭示了动力系统能量释放量与弹冲动力参数的关系.为确定危岩的致灾能力及致灾范围提供计算依据,有利于更好地防灾减灾.     

焦柳线危岩落石整治工程勘测设计回顾

通过焦柳岩泊渡至禾家村站区段危岩落石整治工程的勘测设计，分析危岩落石成因类型，提出“查、清，警，守，固，拦，撑，埋，遮，锚”“十字对策”。得出要重视地质选线，应在铁路施工初期整治危岩落石，要加强既有线危岩落石调查测绘，认真比选整治方案优化设计以及要重视环保等体会。     

风化岩腔边坡的演化与应力场分析

近水平软硬互层边坡在我国西南有广泛分布,在差异风化作用下很容易形成大量岩腔,导致凸出的岩层形成危岩体并产生大量的拉裂型崩塌灾害.人工切坡从形成到因差异风化产生岩腔,从岩腔上悬臂危岩崩塌到边坡达到最终稳定状态,反映了边坡演化的典型过程.以万州地区人工高切坡为研究对象,在分析万州地质特点的基础上,阐述了软硬互层边坡差异风化岩腔的形成过程和的形成模式,分析了高切坡悬臂危岩崩塌失稳条件和崩塌规模控制性因素,推导了悬臂拉裂型崩塌灾害的岩体失稳判据,模拟分析了岩腔形成演化过程中的应力场分布及特征,为此类边坡的工程防护治理提供了科学依据.     

漫谈矿山法隧道技术第九讲——隧道开挖和支护的方法

强调对隧道开挖和支护关系的基本认识： 开挖和支护是隧道施工的2大基本工序,开挖的基本原则就是把对周边围岩的松弛降低到最小限度,弹性变形和少许塑性变形是容许的,超过围岩极限应变变形（过度变形或松弛）的场合需要依靠各种支护对策。开挖和支护有先挖后支和先支后挖2种模式,一般采用前者,当开挖后隧道围岩不稳定时,采用后者。随着施工技术的进步、采用大型施工机械的要求和大断面隧道的出现,对隧道开挖方法选择的观点有了极大变化： 1)在选定开挖方法时,要以大断面开挖为指向,围岩条件不是唯一的决定因素; 2）尽可能不采用施工中含有需要废弃的和临时性作业的分部开挖法; 3）把机械开挖法与分部开挖法相结合,如TBM导坑超前扩挖法,在欧洲和日本等国已经成为大断面隧道施工的基本方法; 4）在同一座隧道,开挖方法频繁变化,既不经济也不安全,主张在全隧道中（除洞口段外）采用同一种开挖方法--全地质型开挖方法,如全断面法或台阶法,当围岩条件剧烈变化时,采用注浆、超前支护等应对措施。介绍日本、美国和欧洲等国规范、指南推荐的隧道开挖方法概况： 1）日本从隧道围岩级别、洞口段和洞身段等方面分类,给出隧道相应的开挖方法,基本以全断面法和台阶法为主;在断面比较大、比较长的隧道,采用TBM导坑超前扩挖法。2）美国把围岩分为岩质围岩和土质围岩2大类,其推荐的开挖方法基本相同,即全断面法、台阶法和中隔壁法,仅采用的支护方法不同。3）欧洲各国由于围岩条件总体比较好,多采用全断面法和台阶法。归纳选择开挖方法的基本条件： 施工条件、围岩条件、隧道断面面积、埋深、工期和环境条件。     

小平地隧道进口危岩落石分析及整治设计

根据成昆铁路小平地隧道洞口岩体结构发育分布情况,结合三维激光扫描技术解释,确定落石的最大直径及方量;通过落石模拟计算,分析危岩体的运动特征,包括落石落下的最大可能位置、弹跳高度和能量等;分析采用被动防护网和钢棚洞相应的安全性,在保证铁路运营安全的前提下合理确定整治措施的规模,进而提出了洞口防治的综合处理措施。该设计思路、落石防护结构型式具有代表性,对今后类似工程的处理具有很好的参考价值。     

我国几类特殊地质条件铁路隧道修建问题与对策概述

特殊地质条件隧道处治是隧道修建的主要难题，为总结经验供类似工程借鉴，本文针对几类典型铁路隧道特殊地质条件隧道修建问题与对策进行研究。1）岩溶主要问题为岩溶发育无规律、易产生突水突泥，主要对策为高位选线、畅排、泄压、水文评价与动态设计等； 2）富水破碎带主要问题为围岩稳定性差、易产生突水突泥，主要对策为超前排水泄压、超前支护与加固地层； 3）高地应力软岩主要问题为易产生大变形，主要对策为主动控制围岩变形、支护宁补勿拆、快挖、快支、快封闭等； 4）岩爆主要问题为无规律性和随机性，主要对策为改善围岩物理力学性能、围岩应力条件、加固围岩； 5）第三系含水砂层主要问题为水稳性差、降水和注浆困难，主要对策为地表和洞内联合降水、扰动置换压密型注浆加固、超前支护等； 6）高地温主要问题为恶化作业环境、降低生产率，主要对策为洒水、通风、放置冰块、机械制冷和劳动保护等； 7）瓦斯等有害气体主要问题为存在气体燃烧、爆突、爆炸风险，主要对策为通风、监测与检测、防爆设备配备、安全生产管理等。     

中倾侧向坡中一种岩体破坏过程的模拟研究

基于G318国道雅安市飞仙关隧道出口东侧约1 km处公路内侧失稳边坡岩体野外详细调查，运用三维离散元程序，对已失稳边坡还原地质体并进行数值计算分析，阐明岩质边坡在失稳破坏过程中速度和位移的变化规律。分析结果表明:边坡岩体失稳首先是关键块体受挤压发生剪切破坏，然后导致后缘岩体失去平衡而发生滑移；在失稳破坏过程中，整体位移演化大致分为5个阶段，速度演化大致分为4个阶段，关键块体的位移和速度较失稳岩体要小，随着计算时步增加，他们之间的差值增大。     

隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究

介绍围岩大变形的工程实例、隧道围岩挤压性大变形的定义及其工程特征。系统总结国际上隧道围岩挤压性大变形的3种预测方法,即： 经验法、半经验半理论法和试验判定法。将Hoek（1999）对围岩挤压大变形的预测和判定方法（半经验半理论法）应用于乌鞘岭隧道岭脊段F7断层带开挖施工中的围岩稳定性判别,并对这种预测方法进行了可靠性评价,认为有支护情况下比无支护情况下变形预测失效概率要小得多,也就是说毛洞围岩变形收敛率的大小更难以掌控。介绍作者团队对隧道围岩挤压性大变形问题按三维非线性流变的理论分析、相应专用软件的研制;并将理论研究计算成果与现场实测数据进行对比,结果按大变形三维问题的计算值比按小变形二维平面问题的计算值更接近工程实际;同时,指出了有待进一步深化研讨的若干问题。最后,提出了管控/约束隧道围岩大变形持续发展的锚固技术措施--一种新型大尺度让压锚杆/预应力长锚索,分析其机制和优势,介绍其构造类型,并提出下一步的研究思路。该方法已在几处工地不同程度地成功实施,取得了应有的经济效益和技术成果。     

极高地应力区隧道地质特征及围岩变形机制研究

以某在建高速铁路隧道作为工程实例,结合地质情况,从初始应力、岩体结构和地下水分析了影响围岩的因素。运用理论分析和现场监控量测反馈结果等综合方法,从监控量测数据时态曲线特征、方向性、累计变化量、变形速率、时效性、现场围岩变形情况、隧道施工影响、变形段变形差异性等方面系统分析了极高地应力区隧道围岩变形特征及机制,并得出如下主要结论:1)极高地应力区围岩应力释放有一定的过程,不同的围岩应力释放的速度可能不同,爆破对围岩产生扰动,将一定程度加速围岩应力的释放。2)围岩地质条件不同,变形规律会表现出一定的差异性。3)围岩的变形机制,层状围岩的变形破坏一般形成几个区域:破坏区,崩塌,滑动滑移,张裂、弯曲及折断。4)本隧道围岩变形特征主要是由极高地应力和岩体结构综合决定的,隧道初期支护变形情况一定程度上是隧道围岩变形特征的有效反映。     

土压平衡盾构脱困技术及经验教训

为解决土压平衡盾构通过硬岩地层时被卡死的难题,以重庆地铁6号线土压平衡盾构施工为例,施工中采取以下脱困措施:1)采用爆破方法破除盾体上方围岩使盾构脱困;2)采用抬高刀具和增大开挖直径的方法解决边滚刀磨损超限造成盾体被卡的问题;3)爆破脱困后,对爆破形成的空腔进行注浆回填,保证盾构施工安全。针对盾构卡机问题,提出以下防卡措施:1)盾构在硬岩条件下施工,给盾构机配备扩挖刀;2)定期对刀盘情况进行检查。     

海龙屯龙虎大道倾倒式危岩稳定性分析

采用静力分析法对海龙屯龙虎大道倾倒式危岩体进行计算分析,得到危岩体在不同工况下的稳定系数,依据规范判断其处于欠稳定或不稳定状态。运用geo-studio数值模拟软件对倾倒式危岩体稳定性进行分析,基于应力场的分析表明,危岩体在主控结构面周围处于受拉状态,并且从主控结构面底部至上部拉应力效应逐渐增强;基于位移场的分析表明,危岩体沿主控结构面且靠近临空面的一侧发生了较为显著位移,在主控结构面的顶部位移最大。总体上其倾倒式危岩处于欠稳定或不稳定状态,需采取防治措施,确保安全。     

兰渝线高地应力区隧道变形机制及分级探讨

为了对高地应力区的隧道设计、施工阶段的围岩分级进行客观评价,提高判定数据的可靠性,以兰渝线高地应力软岩隧道大变形的围岩特征为基础,结合国内其他软岩变形隧道,通过总结以地质因素为主的变形受控条件,探讨软岩变形机制,对高地应力区软岩进行软Ⅰ级～高软Ⅳ级分级,以期为以后的隧道结构设计提供科学准确的依据。