山区隧道建设中溶洞的处理与利用

岩溶在隧道施工中易引起地质灾害,需对其进行特殊处理。本文从利用角度分析和处理隧道施工中遇到的溶洞问题。结合鸦来公路北风垭隧道施工过程中遇到的溶洞问题,在进行有效处理的同时,将溶洞用于通风排水,既避免了溶洞对施工的不利影响,同时创造了良好的经济效益和社会效益。     

洞壁厚度和水压对公路隧道施工突水的影响

为了避免突水事件的发生,并保证隧道施工安全,采用有限元法,对不同溶洞条件下公路隧道的施工过程进行了数值模拟分析,结果表明:在隧道施工中,溶洞洞壁的厚度和溶洞内水压力的大小是引起岩溶突水的关键因素。     

溶洞的存在对隧道开挖影响的数值分析

以白须公1号隧道为背景,运用有限元程序MIDAS/GTS模拟了隧道穿过特大溶洞时分台阶开挖的施工过程,分析了隧道在有溶洞条件下的施工力学行为,为关键部位加强支护提供理论依据。分析结果表明：该溶洞围岩自承能力较好,隧道衬砌连接处会出现应力集中,施工过程中要确保支护结构的整体稳定。     

圆梁山隧道粉细砂充填型溶洞钻孔注浆快速施工技术

圆梁山隧道是渝怀线最长的铁路隧道,全长11068m,是典型的岩溶隧道。隧道施工过程中共揭露了5个大型充填型溶洞,其中施工难度最大的2#溶洞为高压富水深埋粉细砂充填型溶洞。以该溶洞钻孔注浆施工为例进行了工效分析,并从注浆参数、注浆材料、机械配套和劳动力组织等几个方面对圆梁山隧道粉细砂充填型溶洞的钻孔注浆快速施工技术进行了探讨。     

岩溶隧道掘进时地下附属结构的监测分析

岩溶地区修建公路隧道时,把溶洞的处理和施工监测工作放在首要位置,准确掌握围岩沉降、收敛规律以及支护压力的变化,便于及时调整支护和施工参数。针对隧道穿过特大溶洞边墙的情况,采取上下台阶法施工并施做了支顶结构和临时支撑墙确保在隧道开挖过程中围岩的稳定性及施工安全。通过对白须公特大溶洞隧道的溶洞支顶结构的应力应变以及老虎嘴处临时支撑结构承受上部围岩压力在施工过程时间变化特性分析,探讨不同的隧道开挖方式对围岩的扰动影响,并分析了地下附属结构物的回应。通过对结构物的监测分析可以看出:溶洞对支顶结构的影响主要表现为水平推力,竖直压力较小;老虎嘴上部岩层中软弱夹层对围岩整体稳定影响较小,没有产生过大松动压力。     

渝湘高速公路彭武段长滩隧道大型溶洞处治

渝湘高速公路彭武段长滩隧道左右洞在施工开挖过程中均出现了突水,涌水量约19000 m3/d。施工开挖和物探揭示左右隧道岩溶形态复杂,水平与竖向均发育,左右洞联通。结合不同地质条件,对本隧道大型溶洞处治设计方案进行研究,针对溶洞形态及地质条件,提出采用不同桥型处治左右溶洞,充分考虑结构安全、工程经济和施工的可行性。介绍隧道内桥梁设计思路,为类似工程设计、施工提供借鉴。     

隧道岩溶超前探测及溶洞处理技术研究

云桂铁路云南段项目位于可岩溶地区,在隧道施工过程中出现了不同位置、不同大小和不同填充物的溶洞,充填物的突出会产生重大安全事故,施工时应先采用超前地质预报技术探明溶洞形态,再根据溶洞的位置、大小以及填充物形态采取针对性的施工措施。介绍该项目各种类型的溶洞处理技术,为其他类似隧道工程提供参考和借鉴。     

溶洞对地铁隧道开挖稳定性影响的数值分析

利用岩土工程有限元软件MIDAS/GTS,对深圳轨道交通3号线区间地铁建设中的围岩稳定性进行三维数值分析,探讨了溶洞的不同分布位置、溶洞的尺寸大小及溶洞与隧道间的不同净距对地铁施工过程中围岩稳定性的影响。分析结果表明:上述各种因素对隧道周边围岩的变形、安全系数、土层塑性区和主应力的分布以及隧道衬砌环的弯矩分布等均有较大影响。当隧道拱腰侧面溶洞较大时,施工中应加强溶洞自身稳定的处理,以保安全。研究结果目前已用于实际工程的建设中,且对其他类似区域的盾构隧道施工有参考价值。     

砂土覆盖型岩溶地层盾构隧道施工地面注浆加固实例分析

隧道沿线溶洞的加固处理是岩溶地层中盾构隧道施工的关键。以广州地铁某区间盾构隧道施工为背景,论述砂土覆盖型岩溶地层中盾构隧道施工面临的主要工程地质风险;由溶洞处理流程入手,从溶洞处理判断标准、注浆填充方案、注浆材料选择以及注浆加固效果检验等方面详细介绍盾构隧道施工中通过地面注浆加固进行溶洞处理。同时,对监测区间内溶洞注浆加固效果以及隧道掘进引起的地面、房屋沉降情况进行监测分析。研究结果表明： 溶洞注浆加固效果良好,隧道掘进造成的地面房屋沉降变化平稳,地面注浆加固处理在砂土覆盖型岩溶地层盾构隧道施工中具备一定的工程适用性。     

垂直循环带溶洞对隧道施工危害性评价体系研究

处于岩溶垂直循环带的隧道施工遭遇溶洞时面临很高的突涌泥与塌方风险.为判别溶洞对隧道施工的危害性,从而为溶洞处治施工决策提供依据,采用定量与定性相结合的方法建立了溶洞对隧道施工危害的评价体系.首先,依据溶洞充填物涌出、地表塌陷、洞内坍塌等3种灾害类型划分溶洞对隧道施工的危害等级;其次,选取溶洞与隧道相对位置、溶洞规模、溶...     

羊桥坝隧道遭遇巨型溶洞处理方案研究

在设计阶段由于受勘察手段的限制,隧道地质情况不可能完全察明,在岩溶地区隧道建设过程中可能遭遇大型溶洞,施工中存在一定的安全风险,如果处理不当可能给后期运营带来一定隐患。文章以重庆奉节至巫溪高速公路羊桥坝隧道施工过程中发现的巨型溶洞为例,溶洞最大长度267m,最大宽度180m,最大高度120m(设计标高至溶洞顶约70m,至溶洞底约50m)。根据溶洞现状及补充勘察资料,研究了桥梁跨越方案、路基+明洞方案、回填暗挖方案和5种改线方案。从地质条件、施工风险、工程造价、工期等方面对诸方案进行综合比较,最终采用新增费用最少、工期最短的左线左偏绕避溶洞方案,并用于工程实践,达到了规避地质风险、确保施工安全、节约造价、工期可控的效果。     

溶洞对岩溶隧道稳定性影响的数值模拟分析

公路隧道在修建过程中不可避免的会遇到岩溶的问题,岩溶不良地质现象的存在给隧道开挖和运营安全造成了严重的威胁。本文以五龙节隧道为依托,采用数值模拟手段,着重研究了当溶洞位于隧道底部时溶洞对隧道稳定性的影响。分析结果为岩溶隧道的设计与施工提供了重要的指导意义。     

龙塘坪隧道大型溶洞处理技术研究

通过贵州省思南至剑河高速公路龙塘坪隧道施工中所遇大型溶洞处理方案的研究、论证和比选,介绍在处理该类溶洞过程中采用的一些综合处治措施及方法。实践证明,这些综合处治措施是行之有效的,可为类似隧道溶洞处理提供参考。     

隐覆溶洞对地铁盾构隧道稳定性影响的数值分析

为研究岩溶区隐覆溶洞对盾构地铁隧道区间稳定性的影响，依托位于高原岩溶发育区昆明轨道交通4号线联大街站—吴家营站区间盾构地铁隧道工程，应用物探钻孔法和电磁波CT法勘探盾构地铁隧道区间的溶洞分布； 采用三维有限元数值分析方法，分别研究盾构隧道不同埋深时隧道下侧溶洞对隧道稳定性的影响，以及隧道周边溶洞半径、溶洞填充状态、溶洞位置、溶洞隧道间距对盾构隧道开挖稳定性的影响，分析岩溶发育区盾构法地铁隧道施工过程中隧道结构的稳定性。研究结果表明： 1）综合应用钻孔法和电磁波CT法，可较好地判断岩溶强发育区内的溶洞分布； 2）当隧道周边溶洞尺寸和位置不变时，盾构隧道围岩塑性区和变形量随溶洞埋深的增大而增大； 3）当隧道周边溶洞半径增大时，溶洞与隧道围岩间的应力集中区域变得分散，盾构隧道围岩变形量减小； 4）隧道周边溶洞内填充物及数量对盾构隧道围岩的变形量基本没有影响； 5）隧道周边溶洞位置对盾构隧道围岩变形的影响程度分别为盾构隧道围岩左、右侧的溶洞大于盾构隧道围岩下侧的溶洞，盾构隧道围岩下侧的溶洞大于盾构隧道围岩上侧的溶洞； 6）隧道周边溶洞仅在距隧道一定范围内才对盾构隧道施工稳定性有较大影响。     

岩溶尺寸及位置对隧道基底加载沉降的影响研究

建立了岩溶隧道概化模型,运用FLAC3D有限差分软件对隧道基底在加载过程中,不同尺寸及位置的全充填性溶洞的影响进行了数值研究。结果表明:溶洞尺寸和位置的影响存在界限值,岩溶顶板安全厚度为0.4倍隧道直径,岩溶上边界影响范围为1倍隧道直径,岩溶下边界影响范围为3倍隧道直径,岩溶左右边界影响范围为2倍隧道直径;当岩溶超过上述影响范围时,隧道设计、施工可不考虑溶洞影响。     

施家梁隧道K44+090岩溶水处治设计

施家梁隧道为3车道大断面高速公路隧道,在施工开挖过程中雷口坡组灰岩与须家河组砂岩的界面上出现了3个看似不连通的溶洞,K44+090处发现的溶洞甚至为一无水干溶洞。但由于对溶洞的处治认识不足,忽略了各溶洞的连通性,致使隧道二次衬砌完成后,雨季来临时二次衬砌开裂,给隧道衬砌结构造成了很大危害。介绍K44+090岩溶水的处治设计思路,为以后类似工程施工和设计提供借鉴。     

铁路隧道溶洞处理技术

根据溶洞的生成机理,结合几处铁路隧道溶洞的施工处理措施,阐述了隧道穿越溶洞地段应采用的主要施工方法及注意事项。     

公路隧道岩溶地段施工监测及其分析

吉首-茶洞高速公路坡头隧道右洞YK15+550～YK15+510段在施工过程中出现了与隧道轴线近似平行的溶洞、溶蚀裂隙带,给施工带来了极大的困难,同时也严重影响了隧道的安稳性.鉴于此,在此段增设监控量测断面,文章在分析量测数据的基础上,总结了围岩收敛和施工过程中支护衬砌结构受力状况的特征和原因,并提出了相关措施,从而达到控制围岩变形和安全通过溶洞、溶蚀裂隙带的目的.     

桐子林隧道大型溶洞、暗河处理技术

介绍了遂渝线桐子林隧道施工中揭示的大型岩溶暗河、溶洞的各种情况,为防治岩溶水对隧道工程的影响所采取的整治方案以及充填溶洞段的隧道施工技术.     

齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

为解决复杂岩溶隧道溶洞处治难题,以利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道为依托,调研隧道施工过程中揭露的26处溶洞,分析溶洞的发育规模、充填特性、含水特性、发育位置与地质成因,采用数值模拟的方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,通过案例分析探讨隧道不同位置溶洞处治技术。结果表明： 1）隧道揭露中型溶洞最多,大型溶洞次之,小型和特大型溶洞最少,揭露溶洞多为无充填或部分充填的干溶洞,发育位置主要集中于掌子面; 2）隧址区气候和水文地质条件利于岩溶发育,但由于隧道高程较高,地下水位接近或低于隧道设计标高,未揭露含水溶洞; 3）溶洞与隧道交接部位隧道围岩位移量最大,需加强支护; 4）形成隧道不同位置、不同规模溶洞的处治技术与原则并应用到工程实际中,后期运营结果证明溶洞处治效果良好。 溶洞处治应建立规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术及针对性处治方案。