隧道穿越大型充填溶洞超前支护方案研究

岩溶隧道在穿越高压富水溶腔时频发突水涌泥灾害,给施工安全和周围环境造成严重威胁。根据渝怀铁路某隧道穿越溶洞实际情况,分别对“超前小导管+帷幕注浆支护”和“管棚+帷幕注浆”2种超前支护方案进行数值模拟分析,对围岩变形特征和塑性区进行对比分析,结果表明:(1)管棚超前支护对控制拱顶围岩沉降、拱底围岩隆起以及周边收敛变形更有利;采用管棚超前支护比超前小导管支护围岩变形明显降低。(2)采用管棚超前支护比超前小导管支护的塑性区发展深度有效降低,更能保护围岩的稳定性。采用管棚超前支护成功通过了该隧道大型充填溶洞的高风险段,可为类似工程提供借鉴。     

隧道管棚加预注浆超前支护数值模拟分析

管棚、超前预注浆加固作为隧道施工中的重要辅助工法,在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地层位移等方面发挥了重大的作用。因此,2种预加固方法在我国被广泛应用。采用FLAC3D有限差分法软件,建立了管棚加预注浆超前支护、仅采用管棚支护、仅采用预注浆以及无任何支护作用下的四种开挖模型进行数值模拟分析,研究在控制隧道的应力、位移以及地表沉降方面的作用效应。     

浅埋暗挖地铁车站管棚与交叉小导管超前注浆预加固施工技术

结合北京地铁5号线刘家窑车站主体暗挖段隧道北端马头门超前支护的工程实例,研究和阐述了管棚+交叉小导管超前注浆加固技术的机理和施工工艺。     

临河地铁隧道下穿干渠施工响应分析与控制措施

针对矿山法施工的临河隧道受季节性水位变化影响的问题，以济南轨道交通R3线暗挖隧道下穿大辛河东支沟段为例，采用FLAC3D有限差分软件建立三维数值模型，分析水位变化条件下临河暗挖隧道下穿干渠的施工响应与互馈效应。研究表明：采用洞内超前管棚+全断面注浆+渠道两侧注浆加固时，衬砌最大压应力相对另外两种方案减少了约55.7%和41.3%,衬砌最大拉应力相对另外两种方案减少了约55.9%和33.7%;地层和渠道的受力变形均优于另外两种方案，在变形控制标准值允许范围内。工程实践证明，临河暗挖隧道丰水期下穿渠道施工采用洞内超前管棚+全断面注浆+渠道两侧注浆组合加固方案可以有效控制地层变形，确保隧道的施工安全。     

超浅埋暗挖隧道施工技术

介绍了在确保隧道上方高速公路地面交通正常通行的情况下,超宽断面、埋深仅为0.5～2.5 m的超浅埋平顶直墙下穿隧道工程采用管棚超前支护,结合小导管注浆加固地层、多导洞施工方案和微台阶开挖法来达到控制地表沉降和保证施工安全的施工技术。     

浅埋暗挖地铁车站管棚加交叉小导管超前注浆预加固施工技术

结合北京地铁五号线刘家窑车站主体暗挖段隧道北端马头门超前支护的工程实例,研究和阐述了管棚加交叉小导管超前注浆加固技术的机理和施工工艺。     

地铁隧道穿越厚碎裂岩层的支护优化分析

青岛地铁3号线汇泉广场站—中山公园站区间穿越厚碎裂岩层地质,其岩体节理裂隙较为发育,导致围岩自稳能力较差,以及施工风险较大。结合现场地质条件和施工环境,提出了4种隧道支护结构加固方案;通过数值模拟分析了各加固方案的地表沉降、初期支护结构主应力及围岩塑性区发展情况;基于灰色关联定量分析了各加固方案对5项评价指标的综合支护效果。结果表明:全断面WSS超前帷幕注浆对地层沉降和围岩塑性区发展控制效果最好,超前小导管支护对抑制围岩塑性区发展较明显;碎裂岩层隧道的综合加固效果为:全断面WSS超前帷幕注浆>超前小导管支护>增大拱顶锚杆长度、增设拱肩及拱脚锚杆>提高初期支护刚度。     

高地应力构造破碎带隧道大变形灾变机制及控制技术研究

玉磨铁路万和隧道3号斜井小里程段穿越高地应力构造破碎带地层时,发生严重的初期支护混凝土开裂侵限,钢拱架扭曲变形.通过对现场应力环境和地层条件的调查,结合初期支护位移监测数据分析变形分布特征及演化规律;从应力释放、塑性流变、松动效应和支护抗力4个方面探讨隧道产生大变形的灾变机制;进而提出在应力释放至一定程度时采用滞后注浆加固围岩和增设第2层钢拱架2种变形控制方案.现场应用情况表明:隧道大变形病害得到治理,拱顶沉降未发生二次增长,说明2种支护措施能有效控制围岩松动效应的影响、加速支护结构变形的稳定.研究成果对同类地层的工程病害治理具备一定的参考价值.     

新黄龙隧道塌方处理技术

详细介绍新黄龙隧道施工过程中洞内拱顶大面积塌方的处理方案和技术措施,主要有对塌陷范围进行注浆、初期支护采用工字钢架和长管棚、超前小导管注浆、隧道塌方段采用预留核心土环形开挖法掘进等措施,安全顺利地通过塌方段。     

全强风化花岗岩大断面隧道施工技术研究

某富水软岩大断面隧道屡次发生地表塌陷。对其变形原因进行分析,结合初始施工方案,对此隧道施工过程中控制围岩变形的施工技术进行研究。研究结果表明:根据地质条件转换CD法、CRD法、三台阶七步法等开挖工法,采取中管棚辅以双排小导管进行超前支护,利用地表径向注浆加固等措施,可提高大断面隧道施工过程中的结构稳定性,有效控制围岩变形。     

地铁穿越砂卵石富水地段支护施工技术

结合北京地铁穿越砂卵石富水地段的施工,对隧道的支护以及在砂卵石中管棚施工的钻机钻进施工技术进行了探讨和介绍。通过在拱墙部位施作30 m超前长管棚注浆并辅以单排超前小导管补注浆进行超前支护,形成棚架作用;采用三台阶预留核心土人工开挖,及时施作初期支护,并设置临时仰拱、横撑和竖撑加强支护;跟进径向注浆和隧道底板注浆,扩大固结范围和封堵初支渗水;二次衬砌紧跟,完成隧道施工。确保了在复杂地质条件下的隧道开挖安全。     

浅埋富水地段隧道施工技术

根据厦深铁路广东段蛇山隧道浅埋富水地段地质情况,分析在浅埋富水地段采用洞外处理、地表井点降水、洞内管棚及小导管超前支护等技术处理方案。施工中采用注浆加固、超前支护、临时仰拱、监控量测等技术措施,确保隧道施工安全。     

冰碛层围岩稳定性及亚分级研究

依托拉林铁路藏噶隧道,采用现场取样、室内土工试验和数值模拟的方法,选取密实程度、含石量和含水率3个主要影响因素,对冰碛层围岩稳定性及亚分级展开研究。结果表明:冰碛层围岩的抗剪强度随密实程度和含石量的增大逐渐增大,随含水率的增大逐渐减小;冰碛层围岩塌方过程分为3类,分别为"局部塌方、小塌方、中～大塌方""局部失稳、中～大塌方"和"大塌方";冰碛层围岩亚分级可分为Ⅳ_2,Ⅴ_1和Ⅴ_2共3个亚级,分级指标为密实程度、含石量和含水率。依据藏噶隧道冰碛层段"三台阶"施工方法,推荐Ⅳ_2亚级围岩采用型钢钢架和管棚支护;Ⅴ_1亚级围岩采用"管棚+小导管"超前加固、型钢钢架和管棚支护;Ⅴ_2亚级围岩采用"帷幕注浆、管棚+小导管"超前加固、型钢钢架和管棚支护。现场采用对应的加固措施后,最大沉降小于100 mm,满足隧道施工要求。     

高速铁路隧道超前支护稳定性试验研究

为研究深埋隧道超前支护的应用效果,依托银兰高铁香山隧道工程,模拟开展隧道三台阶法开挖对比试验,通过分析不同位置土压力变化情况、掌子面变形情况和锚杆微应变峰值变化,研究锚杆支护对于掌子面和围岩稳定性的影响。研究表明：(1)锚杆支护对土体变形有很好的限制效果,并且对于竖直方向土体限制要优于水平方向。(2)锚杆支护对于掌子面前方土体的加固限制了上方围岩的变形范围,间接提高了围岩稳定性。(3)锚杆支护后,掌子面最终变形量减少0.92 mm,位移量较未支护减小近50%。(4)掌子面中部位置的锚杆支护效果最优,而上部锚杆变形较大,建议与小导管、管棚等配合使用。研究成果可为隧道施工时对于掌子面锚杆超前支护的稳定性提供理论参考。     

大跨度公路隧道大型塌方处理

大跨度隧道大型塌方的处理方案是先处理陷穴,采用注浆挂网喷混凝土稳定陷穴边坡,再多次深孔注浆加固稳定塌方漏斗松散体.进行洞内施工时,采用超前小导管辅助施工,用双侧壁导坑开挖,开挖后立即进行初期支护,初期支护后立即进行二次衬砌.实践证明方案科学.     

深埋大断面隧道土石复合地层塌方机制及处置措施评价

针对黄陵—韩城—侯马铁路如意隧道施工通过土石复合地层时隧道围岩塌方事故,分析塌方的影响因素及机制,提出"管棚+小导管注浆"加固围岩以及增大初期支护和二衬的施工参数等处置措施;通过现场监测和三维数值模拟方法评价处置措施的效果。结果表明:复杂地层、围岩软弱、地下水是引发塌方的主要因素;由于土石复合地层和地下水的影响,使隧道拱部产生了较大的附加荷载,导致拱顶岩体鼓起破坏,进一步发展为掌子面拱部大范围的失稳破坏;对塌方地段隧道处置后,实测的拱顶沉降和水平收敛位移分别为26和30mm,拱顶初期支护与围岩之间的压力为128kPa,数值模拟的拱顶沉降从662mm下降到47mm,洞周的塑性区减小到原设计方案的63%,表明采用该处置措施有效地控制了围岩的压力和变形,降低了施工风险;在隧道施工中应注重掌子面的超前加固。     

藏噶隧道穿越冰水沉积层围岩加固与掘进技术

藏噶隧道穿越长915 m冰水沉积层,土石粒径大小不均,孔隙率大,自稳性差,受地下水影响大,因此采取有效的地层加固止水措施极为必要。基于冰水沉积层地层特性和穿越该地层隧道施工风险分析,提出富水季节和枯水季节先分别采用“帷幕注浆+管棚+小导管”和“管棚+小导管”对围岩注浆加固,然后采用小断面三台阶开挖的施工方案。经实施隧道顺利穿越长距离冰水沉积层,达到了安全高效的目标。     

浅埋暗挖隧道穿越填石区地表沉降控制

厦门城市轨道交通1号线城市广场站—塘边站浅埋暗挖区间采用矿山法施工,由于隧道穿越地质条件复杂的填石区地表沉降难以控制。仅采取喷射混凝土封闭掌子面、注浆加固、加强超前支护措施累计地表沉降接近70 mm;而采取地表高压旋喷桩超前加固,洞内全断面帷幕注浆、双层小导管超前支护等多种措施,能将地表沉降控制在5 mm以内。据此提出了地表高压旋喷桩超前加固、全断面帷幕注浆、双层小导管超前支护、长管棚初期支护和拱脚加固施工方法。经实施效果良好。研究成果能为城市浅埋暗挖隧道穿越填石区提供参考。     

深港隧道下穿运营地铁和商业街地层沉降控制技术

介绍广深港客运专线深港隧道下穿深圳地铁1号线、地下商业街工程,综合应用拱部高压水平旋喷桩、长管棚、超前深孔预注浆作为隧道超前支护,采用洞桩法施做钻孔灌注桩和桩间咬合旋喷桩作为隧道两侧的围护结构,CRD法开挖和支护,以及施工过程实时监控量测,及时反馈、指导施工,通过小导洞对隧道上方地层实施加固补偿注浆,分层分部位加固土体,精确控制沉降,确保隧道上方建筑物的结构安全和地铁运行安全。     

超前加固支护技术在夹活岩特长隧道中的应用

夹活岩特长隧道围岩包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三类.由于Ⅱ、Ⅲ类围岩稳定性差,为了保证施工安全和工程质量,决定采用超前加固技术对破碎、裂隙等不良地质进行预加固处理.根据隧道路段的围岩类别的不同,分别采用了长管棚支护、小导管支护、锚杆支护等预加固方法.文章对3种超前支护方法的设计参数和施工关键技术进行了介绍.