雁口山隧道富水围岩初支变形换拱引起塌方的处治技术

本文以雁口山隧道左洞初期支护变形侵限换拱引起塌方后的处治工程为例,介绍在富水、破碎围岩换拱过程中塌方的处治技术,其成功经验可供今后类似工程借鉴。     

软弱破碎围岩隧道大变形机理及处治

首先对郭家川2#隧道大变形的特征及产生机理进行了全面分析,指出该隧道发生初期支护大变形的主要原因;进而在对现有隧道初期支护大变形常用处治方法(包括加固措施及侵界处治措施)进行综合分析比较的基础上,有针对性地提出了治理郭家川2#隧道初期支护大变形的加固方法及侵限处治措施,即地表封闭、洞内成环、侵界调坡的方案;为充分发挥围...     

软弱围岩隧道塌方及侵限处治对策与分析

粤西某在建的高速公路软弱围岩隧道,洞身局部穿越软弱破碎地层,施工难度和工程风险较大。隧道右洞于2015年8月20日发生塌方事故,受塌方关联,塌方段落前方有部分段落严重侵限,侵限最大值达到178cm。在分析塌方变形原因的基础上,采取"封闭注浆、人工开挖、重新支护"的方式进行了处治,初期支护施作后的隧道拱顶下沉、净空收敛的监测结果表明所采用的处理对策效果较好,并通过数值模拟计算分析,得到的变形规律与现场监测基本一致。     

将军沟隧道穿越挤压大变形段隧道施工技术探讨

G045线赛里木湖至果子沟口段公路改建工程将军沟隧道右线YK582+461～+400段隧道在施工中发生了较大塌方和初期支护变形侵限等事故。论文在分析将军沟隧道变形侵限机理基础上,详细介绍了将军沟隧道初期支护变形段施工处理方案,以及将军沟隧道该段处理变形侵限的临时支护形式、加强支护手段和隧道该段塌方变形段采用的CRD开挖方案。将军沟隧道变形段在论文介绍方案的指导下顺利通过,实践证明了论文方案的可行性,论文介绍了将军沟隧道大变形侵限段的处理技术对同类隧道的施工具有积极的指导和借鉴意义。     

断层破碎带大管棚超前支护加固效果分析

结合永古(永登—古浪)高速公路乌鞘岭隧道施工,从支护流程、技术要点、设计参数和质量控制方面阐述了断层破碎带大管棚超前支护的施工技术;基于有限元数值分析软件MIDAS/GTS,分别对断层破碎带有无大管棚超前支护两种工况进行数值模拟,结果表明,断层破碎带采用大管棚超前支护后,其加固圈的拱效应、托梁效应及联合支护效应十分明显,可有效控制隧道施工工作面的沉降。     

东天山隧道穿越断层破碎带初期支护变形分阶段控制标准研究

为解决东天山特长公路隧道穿越F2断层破碎带软岩大变形问题，综合采用理论分析、数值模拟、现场监测与统计分析等手段，开展隧道两台阶预留核心土法和三台阶法施工初期支护变形控制标准研究，并提出隧道初期支护变形分级预警方法。研究结果表明： 1）东天山隧道穿越F2断层破碎带的预留变形量选取60~80 cm能够满足施工要求。2）对于两台阶预留核心土法，上、下台阶开挖产生的初期支护变形占其总变形量的比例建议为60%、40%；对于三台阶法，上、中、下台阶开挖产生的初期支护变形占比建议为20%、65%、15%。3）当初期支护变形未超过预留变形量、超过预留变形量但未超过5%二次衬砌设计厚度、未超过10%二次衬砌设计厚度时，分别启动Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级预警。Ⅰ级预警时正常施工，Ⅱ级预警时采取控制开挖进尺和台阶长度、及时设立护拱、尽快封闭初期支护等处治措施，Ⅲ级预警时则进一步采用短台阶或微台阶法施工。     

广福公路隧道塌方原因分析及处治

广福隧道右线受断层破碎带、地下水等地质因素的影响,在未有任何预兆的情况下发生初期支护垮塌。通过对塌方处理过程中揭露的围岩岩性特点、初期支护破坏方式、程度及监控量测等因素分析塌方发生的原因,并提出相应的预防塌方措施。从结构可靠性、耐久性、技术难度、施工控制效果和工程风险等方面对回灌混凝土方案和护拱方案进行对比分析,提出安全可行的回灌混凝土方案。目前塌方处理已经顺利完成,所取得的初步研究结果对于同类围岩条件下隧道塌方处理有一定的参考价值。     

轴向与断层走向小角度相交的隧道施工方案探讨

根据西昌至攀枝花高速公路酸水湾隧道攀枝花端,穿越与隧道轴线小角度相交断层破碎带的施工方案,主要探讨与隧道轴线小角度相交的断层对隧道开挖和初期支护的影响,及相应处理措施和成效。     

关于高原铁路某隧道敞开式TBM开挖直径的探讨

为探讨高原铁路某隧道不良地质条件下敞开式TBM开挖直径是否适应的问题,结合已建、在建工程存在的问题及施工数据,分析TBM法隧道初期支护变形侵限的原因,且通过对比分析工程地质数据、衬砌参数,认为不良地质条件下TBM护盾收缩及初期支护体系形成支护能力周期长是造成初期支护侵限的主要原因。预测当TBM开挖直径为10.2 m时,该高原铁路隧道TBM段Ⅲ级围岩中等及以上岩爆段、Ⅳ级围岩（节理密集带）、Ⅴ级围岩（蚀变岩）存在初期支护侵限的风险。提出如下建议： 1）设计TBM开挖直径时考虑护盾收缩量; 2）在强烈岩爆段、节理密集带、蚀变岩等情况下,采用钢管片施作初期支护以提供临时支撑,缩短支护能力形成周期,并将TBM开挖直径适当增大为钢管片安装预留空间。     

预留核心土法施工穿越断层破碎带隧道的围岩变形分析

以某穿越断层破碎带隧道工程施工为依托,借助FLAC 3D有限元分析软件,数值模拟分析穿越断层破碎带隧道在预留核心土法施工时隧道围岩变形情况,并通过布设相应监测点,分析开挖过程中监测点的位移变化情况,得到拱顶沉降、拱腰水平位移、仰拱隆起位移以及对应最大变形量变化规律。分析发现在开挖至破碎带临近区域围岩位移发生突变,在相应部位支护施工需采取必要的加强措施;使用预留核心土法施工该断层破碎带隧道,围岩整体变形不大,施工安全可控。     

杜公岭隧道衬砌结构加固方案优化研究

针对杜公岭隧道既有初期支护出现的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀现象,采用数值计算方法分析了该腐蚀现象对病害处治措施安全性的影响,并通过测试隧道病害处治范围内衬砌结构与围岩的矿物成分确定了衬砌结构优化加固方案的范围。计算结果表明:在既有初支发生硫酸盐侵蚀失去承载能力条件下,仅置换二衬时,二衬结构拱脚、边墙关键位置的安全系数较小(最小1.44)、裂缝宽度较大(最大1.23 mm);采用二衬嵌拱方案时,二衬嵌拱结构拱脚、边墙、拱腰、墙脚等位置的安全系数很小(最小0.14);当二衬结构和初期支护同时置换,且新施作初期支护不出现腐蚀劣化时,新施作二衬结构的安全系数(最小2.23)和裂缝宽度(最大0.14 mm)。衬砌结构和围岩的矿物成分测试结果表明:碳硫硅钙石在既有衬砌结构中已广泛分布或正在侵蚀。依据数值计算与矿物成分测试成果,杜公岭隧道病害处治区段内的二衬与初支全部采用置换为抗硫酸盐混凝土结构,围岩采用锚杆进行加固,对于未设仰拱断面均增设仰拱支护。经施工后检测与长期监测,杜公岭隧道衬砌结构加固方案的处治效果良好。     

第三系半成岩地层隧道结构设计及施工研究

第三系半成岩时间短、暴露易风化、遇水易软化,此类地层隧道施工易遇到掌子面突水涌泥、拱脚下沉、初期支护结构变形侵限等问题。文中依托云南省某隧道为研究对象,通过采取补充勘探、现场调研、理论分析,以及衬砌支护结构优化等手段,对隧道结构设计及施工措施进行深入分析研究,总结适合第三系半成岩地层隧道设计及施工的理论及方法。主要结论如下：隧道可通过设置洞内泄水孔、地表深井降水有效降低地下水的水头压力,减小掌子面突水涌泥风险;隧道超前支护采用水平旋喷桩能有效控制掌子面前方加固范围,形成固结强度高、抗渗能力强的预加固体,保证施工安全;设置锁脚钢管桩、扩大拱脚的联合沉降控制方案,可有效控制隧道拱脚下沉;取消系统锚杆加强初期支护可保证结构安全。     

乌鞘岭隧道F4断层涌水塌方段施工技术探讨

针对甘肃省永古高速公路乌鞘岭特长隧道F4断层破碎带施工期间突发涌水、坍塌情况,基于现场情况及涌水量观测,采取了支护加强、径向注浆加固、塌方体注浆、优化开挖方案等综合工程处治对策,现场观察及监测表明上述措施实施后,涌水及变形等均得到了有效控制,取得了较好的效果,确保了隧道的施工安全与结构安全。本文成果对穿越断层涌水破碎带地层隧道的修建具有一定的指导作用和参考价值。     

地铁隧道初支侵限处理及预防措施

在现代先进建设理念与技术支撑下,地铁隧道建设也开始面向现代科技,以提升其建设效果与质量.其中,初期支护侵限是地铁隧道安全施工、质量施工、效率施工的关键.由此,文章立足文献资料,以地铁隧道初期支护侵限形变表现及其处理、预防措施价值为基点,以地铁隧道初期支护侵限诱因及其诱因特征分析为着力点,探究其处理其预防措施,以供参考.     

公路隧道穿越断层破碎带仿真分析

山岭隧道开挖经常遇到断层破碎带,开挖支护施工难度大,容易出现事故,是隧道施工的薄弱环节。文中结合史家山2号隧道,根据其地质特征,运用FLAC3D软件建立数值模型,对比了有无断层破碎带和不同工法下的穿越断层破碎带的工况,提出了断层破碎带的影响程度和适合的施工方案。     

偏压隧道洞口耳墙式护拱进洞支护技术研究与应用

分布于山丘的市政道路建设中,受限于土地规划与利用,在复杂地形条件下隧道洞口难以避免高边坡和偏压进洞难题,会给设计和施工带来一定风险和难度。对偏压隧道口耳墙式护拱支护结构进行了研究和优化改进,通过在山坡坡脚一侧基岩处增设护拱平台基础和锚杆加固,加强护拱内隧道初期支护结构的整体性,形成复合式护拱进洞支护结构体系。隧道内部采用侧壁导坑开挖,充分利用隧道拱腰处刚度较大的优势以及围岩自身稳定性,安全有效地解决了偏压隧道进洞设计与施工问题。偏压隧道口耳墙式护拱进洞支护技术在湘潭昭山大道虎形山隧道西线洞口得到了应用,避免了隧道洞口大开挖对环境的破坏,确保了隧道早进洞施工,在经济性、工期和施工安全等方面均体现了一定的优势。     

软弱围岩隧道初期支护侵限处治方案及稳定性分析

以某在建高速公路特长隧道软弱围岩侵限段为工程背景,分析了其变形机理。在其基础上,择优选择了"围岩注浆加固"的侵限处治方案,同时辅以数值模拟计算分析处治后二次衬砌的变形及受力情况。现场施工过程中,通过对隧道二次衬砌拱顶下沉、净空收敛的监测,进一步验证了该路段的安全及稳定。     

寒岭界隧道断层破碎带水压力分布及病害处治

基于流固耦合理论,采用三维数值模拟的方法,研究了寒岭界隧道断层破碎带富水隧道中水压力的分布规律和渗水量的预测.结果表明:隧道开挖后,因扰动而产生超静孔隙水压力和地应力耦合,使拱腰部位出现的应力集中最为显著,其次是拱顶部位.针对该段出现的病害,提出了采用2环帷幕注浆与超前预支护的综合处治方法,分别处治了塌方段和涌水段病害,处治效果明显.     

浅埋偏压隧道洞口段施工地质灾害分析及处治

以山西某浅埋偏压隧道为依托工程,全面分析了隧道洞口段地质灾害的基本特性及形成机理,采用大型有限元软件对其施工过程进行了数值模拟分析,得出隧道洞口段支护结构受力及变形特性,提出了综合处治措施。研究结果表明:浅埋偏压隧道洞口段地质灾害主要为冒顶事故、坡面崩塌、初期支护开裂、钢拱架严重弯曲变形;其形成机理主要有地形地质条件、受力状态、气象因素、施工设计因素;隧道洞口段初期支护结构受力极不均衡,水平应力较大,右侧初期支护承受较大的围岩压力;采用地表覆盖封闭、增设临时支撑、反压回填、CD法施工、小导管注浆加固等措施可有效控制避免其施工地质灾害。研究成果可为类似工程的设计、施工提供技术支撑。     

隧道穿越断层破碎带施工方案及力学效应研究

以2022年北京冬季奥林匹克运动会重大交通保障项目延(庆)-崇(礼)高速公路第06标段玉渡山隧道为工程背景,采用FLAC 3D程序研究了隧道穿越F115断层破碎带CD法施工方案,分析拱顶沉降、水平收敛与塑性区范围,依据分析结果并结合现场监测数据,给出了锚-网-喷-钢拱架联合支护方案。研究结果表明:(1)施作支护方案后,隧道穿越断层破碎带段累积拱顶沉降为16.2mm,累积水平收敛量为22.3mm,而现场监测得到的累积拱顶沉降与累积水平收敛分别为19.3mm和26.5mm,二者较为吻合,故在后续隧道穿越断层破碎带CD法施工过程中以数值计算的方式预估隧道累积拱顶沉降、累积水平收敛等相关参数;(2)若数值计算结果显示隧道最大累积拱顶沉降量、最大累积水平收敛量较大、塑性区较为发育时,则隧道存在较大塌方风险;(3)在施作支护方案后,穿越断层破碎带段隧道的累积拱顶沉降量由51.5mm减小至19.3mm,累积水平收敛量由62.7mm减小至26.5mm,有了明显降低,且应力集中得以改善,塑性区范围亦大幅减小,隧道得以顺利穿越断层破碎带。