西宁至成都铁路甘青隧道TBM施工方案研究

根据甘青隧道"海拔高、地质条件复杂、生态环境脆弱、辅助坑道设置条件差"等特点,分析钻爆法施工存在的技术问题,并开展TBM施工可行性研究。基于地勘资料,逐段分析TBM施工的风险及对策,得出隧道进口段较适宜TBM施工,但大直径TBM施工风险较高,推荐采用小直径TBM快速施工平行导坑方案;针对断层破碎带、节理密集带等特殊地层,提出设置辅助坑道来提前施工,然后TBM步进通过的方案。并从施工难度及风险、施工通风、施工排水、辅助坑道条件、运营维护及防灾救援、施工工期、工程投资等方面综合分析论证,推荐采用"钻爆法单洞双线隧道+贯通平行导坑(进口敞开式小直径TBM)"方案。     

客运专线铁路隧道Ⅵ级围岩地段设计探讨

宝兰客运专线马鞍梁隧道Ⅵ级围岩地段处于富水的松散地层中,下穿浅埋沟谷,工程力学条件差、施工风险大,隧道设计方案的选择不仅对工程施工安全、进度和投资影响较大,甚至会对工程的运营安全带来影响。通过工程实例研究客运专线隧道Ⅵ级围岩地段主要工程特点,提出Ⅵ级围岩隧道设计的合理方案。通过工程类比法及数值分析确定结构支护参数,采用全包防水理念,并辅以井点降水及注浆加固等措施改善地层,保障了Ⅵ级围岩隧道工程的施工安全,方案经济合理。     

浅埋下穿季节性河谷门式封闭结构设计

研究目的:西南山区地形地质条件复杂,高速铁路隧道难免会下穿溪流河谷,隧道浅埋暗挖下穿河谷存在较高的安全风险,在设计中也有很多技术性问题。本文以贵广铁路重点工程岩山隧道下穿八匡河段的设计为工程背景,对隧道浅埋暗挖下穿季节性河谷设计关键技术展开研究。研究结论:(1)浅埋暗挖下穿季节性河谷主要风险有地表水大量涌入隧道突水突泥、暗挖隧道坍方、隧道衬砌结构上浮三部分;(2)采用由咬合桩、压顶梁、压顶抗浮板、框架内注浆加固岩体与全封闭衬砌组成门式封闭结构体系,可大幅降低施工风险且结构安全可靠;(3)先封后挖的施工工序和有效的风险控制预案,可保证下穿施工安全、工程风险可控;(4)研究成果可应用于类似的隧道下穿季节性河谷地段工程设计及施工。     

壁板坡特长隧道平导快速施工技术

壁板坡隧道是国内在建高铁特长隧道之一,为沪昆客专全线控制性工程。平导作为辅助坑道,在保证施工安全、控制工期和快速贯通等方面具有重要作用。壁板坡隧道平导全长14 717 m,独头掘进长度大、开挖工作面小、地质条件复杂、通风距离长,施工难度高等,为高风险隧道工程。根据壁板坡隧道平导快速施工的成功经验,总结出适用于长大隧道平导快速掘进的施工组织方案、超前地质预报措施、机械化作业配套方法和施工标准化管理方法。壁板坡隧道平导提前6个月贯通,创造了我国特长铁路隧道平导单口掘进长度8 000 m的新纪录。     

高瓦斯特长公路隧道阶段施工通风方案研究

对于特长隧道施工通风,以前多是利用斜井、横洞等辅助坑道作为排风道进行巷道式通风,而对于没有辅助坑道的高速公路分离式高瓦斯特长隧道施工通风,风险更高,经验很少,有待进一步研究。为此,结合桐新高速公路高瓦斯宗宝山隧道工程,对其阶段施工通风方案进行研究,实践表明：通过创新采用“隧道弃碴回填+实心砖+喷射砼封闭”的风门设置,可以使风机、变压器、备用电源等设备能够按照非防爆型进洞配备;通过巧妙设计的风门形式和位置,利用分离式隧道一段作为通风巷道,另一段隧道作为压入式通风设备安装通道,这种“巷道+压入”式通风方式,施工简单,成本低,有效解决了长距离高瓦斯隧道通风难题,确保了施工安全,相关经验值得借鉴。     

兰新二线西宁隧道长距离浅埋下穿城区方案研究

本文分析了兰新二线西宁隧道DK192+120—DK193+528段浅埋下穿西宁城区的风险因素,并针对不同风险因素制订了相应的处理方案。兰西高速公路改移或断道困难,隧道浅埋下穿兰西高速公路段宜采用暗挖法施工,给出了设计施工参数。浅埋下穿民房、楼房、市政道路等既有建筑物段有明挖条件,从施工安全、征地拆迁范围、环境保护、工程投资等方面对比分析了暗挖、围护明挖和放坡明挖3种方案的优缺点,得出该段宜采用暗挖法施工。     

对乌鞘岭特长隧道斜井施工的思考

研究目的长大隧道采用增设辅助坑道、长隧短打的施工方法来缩短工期。本文以乌鞘岭特长隧道为例,阐述了斜井辅助坑道施工在长大隧道中的作用。重点说明了斜井辅助坑道的选型及不同斜井运输类型存在的问题,旨在为以后长大隧道采取斜井施工时提供一点经验。研究方法本文将乌鞘岭特长隧道的10#、11#两种不同形式的典型斜井施工方法作比较,将两者在实际施工中的应用和实际效果做类比,研究它们在特长隧道施工中的作用和利弊。研究结果通过10#、11#斜井实际的施工效果,可知两斜井在开设多个工作面辅助正洞施工方面优势相当,但10#无轨运输斜井综合利用指标略高于11#有轨运输斜井模式。研究结论长大隧道采用辅助坑道开设多个工作面,采取“长隧短打”的方法时,斜井是一种很好的辅助施工措施。但在确定斜井类型方案方面,则要综合全面考虑,解决好隧道施工“出碴、进料”两方面的问题。     

顺坡铁路隧道施工废水清污分流方法研究与应用

针对顺坡隧道及顺坡辅助坑道(横洞、平导)的构造特性,提出了以修筑临时排水沟或废水管的方式分别收集掌子面与初衬段的施工废水与二衬段清水的顺坡隧道施工废水清污分流方法,并在郑万线巫山隧道3号横洞施工中得到运用。本文对此予以系统的介绍,为相关研究和工程应用提供参考。     

京张高铁正盘台隧道立体式多径路排水方案研究

长大富水隧道施工过程中涌水风险高,工期紧张,对排水能力要求高,辅助坑道设置方案及排水方案对隧道施工及运营有着重要影响。根据正盘台隧道的工程特点及涌水涌渣情况,结合排水需求,合理地选择辅助坑道设置方案,采用辅助坑道为正洞,增开工作面,实现"长隧短打",同时充分利用辅助坑道进行可控式排水、洞内储水仓、中心排水管分流等创新设计。多辅助坑道与正洞排水系统一起形成了立体式多径路的排水系统,有效降低了涌水淹井风险,保障了隧道工期,减轻了正洞防排水压力,可为类似工程的排水设计提供参考。     

地铁暗挖隧道下穿过街地道施工技术

南京地铁2号线上新区间的隧道下穿带有围护桩的金鹰过街地道.穿越段的地质条件差、富含地下水、管线密集,施工难度较大.采用长管棚支护和全断面劈裂注浆形成有效的超前支护,结合洞内跟踪注浆及桩基托换等辅助措施,改善了土体自稳性能,控制了土体的水土流失,并减小了隧道开挖引起的地层沉降,使隧道顺利下穿过街地道.     

山区道路工程与环境协调的设计原理

研究目的：山区道路沿线自然环境脆弱，道路下程建设引发的急待解决的主要环境问题有：隧道排水导致山区水资源涸竭，路堑高边坡破坏植被，路堑开挖诱发工程滑坡，工程弃方引起水土流失。 研究方法：为解决这些工程环境问题，从工程与环境的相瓦作用出发，归纳了相应的与环境协调的设计原理。 研究结果：（1）通过建立隧道工程与水环境的相互作用链，提出基于水环境平衡的隧道“以堵为主”的防排水设计原理，以防治洞顶水环境灾害和隧道水害；（2）通过分析边坡高度与支挡工程的关系和边坡防护与生态环境的关系，提出控制路基边坡高度的支挡收坡设计原理，为路基高边坡的防治提供对策；（3）通过分析路堑边坡的工程路径与坡体岩土的响应，将传统的自上向下开挖再自下而上支护的工程路径更新为自上而下分级支护和坡脚预加固工程路径的路堑边坡设计施工新理念，以保持开挖坡体的稳定；（4）针对工程弃方所致环境问题，提出沟头填垦的工程弃方开发性处理原理。 研究结论：上述道路工程与环境协调的设计原理可从源头上控制主要的道路工程环境问题。转变固有的设计观念，更新为与环境协调的设计理念，需要一个深化认识的过程。加之这些道路工程与环境协调的设计原理还尚待完善，因此能引起同行对道路工程环境问题及其设计对策的关注，就达到了本文的目的。     

开敞式TBM在管涔山隧道施工的适应性研究

研究目的:根据朔准铁路穿越管涔山脉的关键控制性工程—管涔山隧道,受地形条件控制,不宜采用斜井,从而需对该隧道采用开敞式TBM施工的适应性进行研究。研究方法:结合隧道的地质、长度、断面、场地、运输组织等条件,研究TBM的适应性、施工方案、施工工期及施工风险。研究结果:管涔山隧道具备实施开敞式TBM条件。研究结论:(1)开敞式TBM能够适应管涔山隧道施工。(2)管涔山隧道可以采用TBM洞外组装、软岩地段矿山法施工、步行进洞后掘进施工方案或TBM洞内组装、直接掘进、软岩地段矿山法施工方案。(3)采用开敞式TBM施工最短工期为42.5月。(4)虽然可以采用开敞式TBM施工,但仍然存在一定的风险。     

川藏铁路主要地质灾害特征及地质选线探析

拟建川藏铁路横穿三山,跨越五水;沿线地形起伏大、构造活动强烈、地层岩性及气候复杂多变;大型崩滑体、高位危岩落石、泥石流、碎屑坡、水毁、雪崩、冰害及生长期高陡岩质边坡等山地灾害发育,其具有规模大、破坏力强、灾害发生频繁且难于治理等特点。在调查拟建川藏铁路沿线主要地质灾害及分析其特征的基础上,从地质角度研究其选线原则。研究认为:拟建川藏铁路高山峡谷地貌段选线首先应遵循线位服从桥位、桥位服从地质及线位服从车站、车站服从地质的两大总体选线原则;对于高山峡谷地貌段,铁路选线宜应先确定桥位,再以越岭的长隧方案或以傍山的长隧短打方案展线为宜,尽可能地绕避大型不良地质体;对于藏东南宽广的高山峡谷地貌段,铁路选线宜外移绕避大型滑坡、岩屑坡或展线于对岸避开泥石流,主要以路基或桥的方式、局部可辅以隧道绕避大型不良地质体通过为佳;而针对迫龙藏布峡谷段,铁路选线宜以傍山的长隧短打的方案通过为佳,尽可能减少线位露头以绕避地质灾害体。     

秦岭隧洞椒溪河段工程地质条件及涌水特征分析

隧洞突涌水是山岭隧洞施工中遇到的主要地质灾害之一。秦岭隧洞下穿椒溪河段,隧洞埋深浅,岩性以大理岩为主,断裂构造发育,形成良好的富水区,隧洞穿越时发生3次大的突涌水现象。施工中先期安排地质超前预报,再实施超前水平钻孔进行验证,并利用超前水平钻孔进行双液浆预注浆。最终采用多种注浆形式对洞内突涌水进行处理,洞外河床修筑挡水围堰及防渗墙有效减少了洞内涌水,确保秦岭隧洞顺利通过椒溪河段落。     

兰州黄河高阶地复杂地质大断面隧道监控量测

兰州地区黄河阶地是国内最为典型的河流阶地,地质条件复杂。本文结合兰新第二双线兰州枢纽引入工程孔家营隧道施工,选择典型断面(阶地黄土地层、阶地黄土圆砾土地层、阶地圆砾土软岩地层、阶地黄土圆砾土软岩地层)对该隧道施工进行全面、系统监控量测,对比分析了各种地质条件下的大断面隧道的应力变形特征。结果表明,不同地层组合隧道围岩稳定性具有较大的差别,尤其是隧道拱顶存在圆砾土时其稳定性最差;阶地隧道存在较明显的偏压现象,二衬可以很好地控制偏压对隧道稳定性的影响。     

高原冻土区隧道施工地下水防治探讨

通过对高原冻土区隧道特殊的工程、水文地质及环境条件分析认为，隧道施工对温度场、应力场和地下水流场产生较大的影响。在此基础上，提出采用超前地质预报、连通试验等技术，并结合昆仑山隧道、风火山隧道、达坂山隧道等工程实践，对高原冻土区隧道施工地下水防治措施进行了有益的探讨。     

基于PCA-改进RBF神经网络模型的铁路隧道突水风险评价

为了准确预测铁路隧道突水风险等级,降低隧道施工过程中的突水灾害风险,结合相关规范,在调研分析影响隧道突水灾害的风险因素集的基础上遴选13个因素构建评价指标体系。利用主成分分析法对突水风险评价指标提取主成分并实现降维,模糊C-均值聚类算法计算RBF神经网络的中心,梯度下降法修正权值和方差,并将分析后得到的主成分作为改进RBF神经网络评价模型输入向量,建立了基于PCA-改进RBF神经网络铁路隧道突水风险评价模型。最后结合天秀山隧道对该模型预测效果进行验证,评价结果与实际情况相符。实例研究表明:该模型合理可操作,相比于其他方法准确率更高、训练更快、均方误差更小,为类似铁路隧道预防突水灾害事故提供了一种新的途径和借鉴。     

大断面公路隧道洞口段穿越堆积体设计

湄渝高速公路中仙至坂面段的珠峰隧道洞口地段需下穿堆积体,施工过程中存在较大风险,针对该隧道开挖断面大(163m2)、洞口埋深浅、围岩条件差、地下水较为发育的特点以及存在的问题,提出地表注浆、超前管棚支护、接长明洞、加强洞内支护,双侧壁导坑法短进尺开挖等多项综合处理措施,并利用数值模拟验证了设计方案的可行性。验算结果表明,设计方案能够满足边坡及隧道的安全性要求,对控制土体变形,减小沉降具有明显的效果,可达到预期的设计目的。     

厦门海底隧道穿越富水砂层施工技术

厦门海底隧道在海域浅滩段有长约610 m穿越富水砂层,是该工程施工的难点.介绍了隧道穿越该段富水砂层的施工方法.阐述了地下水控制和砂层加固处理的关键施工技术.该工程采用地下连续墙和降水井控制地下水,并与隧道内采用超前预注浆固结砂层相结合的施工方法,已安全穿越砂层最危险段,可供同类地质条件下的地下工程施工作借鉴.     

重载铁路隧道穿越富水砂层综合施工技术研究

重载铁路隧道长段落穿越第三系富水砂层,隧道开挖后,在地下水渗流作用下,富水砂层颗粒随水流失、粉质黏土含水率增大,诱发掌子面砂层、粉质黏土等变形失稳,局部甚至发生涌砂、突泥、突水现象,严重影响施工进度。为此,根据地层性质及成因分析,采用理论与现场试验相结合的动态设计,确保施工安全。设计中采用了对围岩超前预注浆加固封堵地下水、掌子面玻纤锚杆注浆提高核心土的整体稳定性,拱部超前大管棚预支护控制围岩变形,长导管泄水降压降低周边砂层的含水量,施工过程"快挖、快支、快封闭"的原则,从而实现安全开挖,快速通过的处理方案,可为类似工程提供借鉴。