盾构工程在岩溶发育区的综合技术与实践

论述在岩溶发育区盾构施工需考虑突水、地表塌陷、岩溶顶板塌陷、盾构机体下垂等风险。在运营期间,车辆振动可能引发地表塌陷、管片下方溶土洞坍塌,导致车辆运行存在风险。广州地铁在岩溶发育区的多条线路采用盾构施工,大多于2010年底投入运营。结合岩溶发育区盾构工程实践,总结、思考广州地铁在勘察—设计—施工建设全过程的综合处理技术。     

泰莱盆地岩溶塌陷特征及重载铁路工程地质选线研究

通过对泰莱盆地岩溶分布特征及岩溶塌陷形成条件、形成机理的系统研究,并通过勘察得出泰莱盆地基底为太古界变质岩,沉积寒武、奥陶系灰岩,发育隐伏岩溶,地下水位在基岩面附近上下波动,河流交汇岩溶排泄区地下水开采及矿山疏干排水易产生岩溶塌陷,并形成岩溶天窗,具有中国北方岩溶塌陷的典型特征。泰莱盆地周边发育非岩溶地层,岩溶天窗在河流交汇处发育,山西中南部铁路通道自西向东沿徂徕山南侧片麻岩地层走行,可有效绕行岩溶及塌陷发育区,可确保我国首条30 t轴重的重载铁路运营安全。     

荆河特大桥岩溶塌陷危险性分析

研究目的:随着高速铁路沉降控制标准的提高,导致桥梁基桩入土深度加大,某些岩溶地区可能引起水动力条件的改变,从而出现岩溶塌陷,如何评价桩基施工对岩溶塌陷问题的影响就显得更加重要。本文通过对岩溶塌陷的影响因素分析,分析人为因素对水动力条件的改变,尤其是桩基施工加剧了岩溶塌陷的危险性,在勘察设计时必须重视这一问题。研究结论:(1)岩溶发育程度和上覆土层性质是产生岩溶塌陷的内在因素,一般不会随环境发生变化,而水动力条件是外在因素,常常会受到人为因素的影响;(2)桩基施工对自然状态下孔隙水与岩溶水的连通性影响显著,分析评价岩溶塌陷危险性时,应考虑这一人为因素;(3)桩基施工会加剧地面变形或岩溶塌陷的危险性,对水动力条件的改变程度取决于岩溶发育程度和岩溶水与孔隙水的压力差,岩溶越发育、压力差越大,桩基施工对水动力条件的改变程度越强,越容易出现地面塌陷;(4)本文提出桩基施工可能加剧岩溶地面塌陷的危险性,对类似岩溶地区地质勘察有一定参考意义。     

铁路岩溶塌陷灾害发育规律及危险性分区研究

本文主要研究了铁路岩溶塌陷灾害发育的物质基础和基本规律,给出了根据线路地表地质地貌以及其它情况判定岩溶塌陷危险性的单因子迭加判定方法,该方法在南昆铁路判定结果和现场钻控结果基本相符具有一定实用价值。     

岩溶路基注浆效果透水率检测标准试验研究

研究目的:透水率检测标准制约着岩溶路基注浆效果的有效评价。通过模型试验和理论分析,研究影响透水率检测标准应用的两个关键性基础问题:一是是否存在一个不产生潜蚀塌陷的界限裂隙;二是如果存在这个界限裂隙,那么界限裂隙的透水率特征值是多少。研究结论:临界裂隙开度是覆盖型潜蚀塌陷的关键控制因素,受覆盖层土质、密实度、临界水力梯度等因素的影响,覆盖型岩溶路基塌陷的临界裂隙开度约为2～4 mm;对溶蚀裂隙发育的可溶岩地基,当裂隙宽度小于等于3 mm(或地基透水率小于等于47 Lu)时,在自然水降条件下,不具备岩溶潜蚀塌陷条件,因此,建议以47 Lu作为潜蚀塌陷临界透水率值,以此为岩溶地面塌陷防治注浆效果检测定量标准。     

覆盖型岩溶塌陷的可靠性分析

构建典型圆柱状盖层土体塌陷模型,基于极限平衡原理和可靠性原理,建立了覆盖型岩溶塌陷的可靠指标和失稳概率计算方法。以重庆市沙坪坝区歌乐山岩溶塌陷为例进行了可靠度计算,并分析了各致塌因素对岩溶塌陷失稳概率的影响规律。结果表明,该方法建立的相关指标和表达式可以用于覆盖型岩溶塌陷稳定性分析,并且得出了覆盖层土体的黏聚强度、内摩擦角、地表积水深度等参数与岩溶覆盖层的失稳概率、稳定系数的关系。     

浙赣线提速改造工程岩溶塌陷整治原则的探讨

研究目的:探讨高速铁路工程建设中的岩溶地面塌陷整治原则,力求总结出较为经济、合理、稳妥的岩溶整治原则。研究方法:根据浙赣线在提速改造工程施工及运营中发生岩溶塌陷地段的地质、地貌特征背景,分析岩溶塌陷产生原因,综合岩溶勘探资料和施工整治效果,结合其它铁路线岩溶整治经验对岩溶整治原则进行探讨。研究结论:高速铁路岩溶地面塌陷整治范围应扩大至易塌陷区地表黏性土厚度不大于20 m(绝对厚度)的地段,在抽水需求量大、岩溶地面塌陷严重地段,线路宜采用桥梁工程。岩溶整治施工过程必须贯彻"探灌"结合原则,根据实际情况调整整治范围和深度、调整压浆参数和压浆工艺,以达到治理岩溶地面塌陷目的。     

深覆盖型岩溶对铁路客运专线的影响评价

结合工程实例,分析研究深覆盖型岩溶塌陷的影响因素、发育过程和机理,对研究区岩溶土洞塌陷的危险性进行了现状和预测评价,为铁路客运专线工程的设计提供依据。     

娄新高速公路下伏岩溶塌陷与路基相互作用及治理措施

对娄新高速公路路基场区岩溶塌陷分布发展规律及产生机理进行研究,阐明近期塌陷区形成的原因.采用有限元法研究了岩溶塌陷地基在路基荷载作用下的应力分布及采用连续配筋混凝土板跨越路基下塌陷时板的应力分布,为连续板的配筋设计提供参考.根据路基在该段的填筑情况,计算路基工程对地基的影响深度为15 m,15 m以下的溶洞对路基工程稳定性的影响可不考虑,结合地下塌陷向地表的传递规律提出预测塌陷的土洞最大可能深度的方法.根据分析结果提出了该段岩溶路基的处治方案.     

地下水位线倾斜的地面塌陷演化过程试验研究

为探究地下水位线倾斜情况下岩溶地面塌陷的演化过程,设计一种模拟地下水位倾斜致塌的试验装置。首先,以砂土为试验材料,考虑地下水位线倾斜角度及岩溶水位高度变化等因素,开展室内物理模型试验。其次,通过监测试验过程中孔隙水压力、竖向土压力、地表沉降量及岩溶通道渗流总量等数据,测绘塌陷体的空间形态,分析地面塌陷的演化过程。试验结果表明：距离岩溶通道孔口越近,土中的孔隙水压力降幅及水力梯度越大,加速了孔口附近土体的变形和破坏。岩溶水位下降会在土体内部形成降落漏斗,引起地下水渗流量的非线性增长。以临界土洞为界,岩溶地面塌陷可分为内部塌陷和地表塌陷2个阶段。随着地下水位线倾角的增大,岩溶通道的渗流强度减弱,土体内部偏压特征逐渐显著,且偏压条件会增强对土拱效应的削弱作用。塌陷体中心线向高水位侧的偏斜角度与地下水位线倾角呈正相关,其空间形态由漏斗状转为牛角状。最后,参考渗水条件下深埋隧道松动土压力的计算方法,对渗流作用下岩溶土洞顶部松动土压力进行求解,所得结果与实际试验数值较为吻合,具有一定的合理性和参考意义。