浅埋大断面湿陷性黄土隧道地表变形规律分析

结合郑西铁路客运专线潼洛川、高桥、凤凰岭3座大断面湿陷性黄土隧道的施工,分析并总结出地表沉降开裂、拱顶下沉、水平收敛与开挖工序、雨水的关系和变形规律,由此提出大断面湿陷性黄土隧道施工变形控制的措施,并提出控制变形需进一步研究探讨的设计与施工建议。     

大断面湿陷性黄土隧道施工技术

通过对郑西铁路客运专线潼洛川、高桥、凤凰岭3座大断面湿陷性黄土隧道的施工,分析与总结出大断面湿陷性黄土隧道Ⅴ级围岩段采用CRD法开挖与施工的施工方法以及合理工序、步长、人员、机械设备配置,确定出切合实际的进度指标和各个工序的作业循环时间,并对大断面黄土隧道的设计施工方法提出几点建议。     

函谷关隧道下穿新黄土冲沟施工技术

研究目的:研究大断面隧道下穿新黄土冲沟地段施工中的偏压影响,提出防止隧道坍塌的施工技术。研究结论:(1)水泥土回填、混凝土明渠修筑及混凝土咬合桩打设等技术措施,防止了地表水下渗、浸蚀,消除了地表水对湿陷性黄土的影响,提高了冲沟及其边坡的稳定性;(2)应用水玻璃硫酸浆液注浆固结粉砂层等加固措施,减少了因隧道开挖引起的地表沉降,保证了隧道开挖的稳定性;(3)提高隧道初期支护强度和刚度,控制隧道开挖支护变形,可有效控制隧道偏压的影响;(4)通过CRD工法优化,缩短工序距离和工序时间,可以达到初期支护早日成环,对控制黄土隧道变形和地表下沉行之有效。     

函谷关隧道砂质黄土地层支护受力测试分析

研究目的:针对郑西客专函谷关大断面砂质黄土隧道,隧道开挖过程中初期支护受力及变形特点,进行砂质黄土隧道支护合理性的研究,提出有效的支护措施.研究结论:结合函谷关隧道设计施工及科研测试,通过现场支护变形、内力量测,分析总结浅、深埋条件下大断面砂质黄土隧道围岩压力及支护受力特性后得知:对于大断面砂质黄土隧道,采用大刚度型钢钢架,结合网喷微纤维混凝土等初期支护措施,是控制土体变形、保证施工安全的有效措施.     

预留核心土在湿陷性黄土隧道中的应用

神华准池铁路隧道地质条件复杂,隧道穿越第四系上更新统黄土,黄土具有湿陷性,施工难度大,控制隧道的沉降变形是湿陷性黄土隧道施工的关键。采用大断面化小断面的施工方法CD或CRD法均能有效地控制隧道的沉降变形,但成本较高,采用环形预留核心土法施工,既能有效控制沉降变形又能节约施工成本。     

大断面黄土隧道开挖工法对比分析与选择

研究目的:通过对优化后的大断面黄土隧道开挖工法进行基于有限元理论的实际施工过程仿真计算,分析开挖过程中的围岩应力场、位移场、支护结构强度变化等规律,并结合工法的资源配置、施工进度和监控量测结果来综合确定各种工法的适用范围,从而选择合理的超大断面黄土隧道开挖工法。研究结论:结合超大断面黄土隧道的围岩地质条件,研究了隧道开挖工法CRD法、短台阶七步法和双侧壁导坑法在进度指标、下沉量、施工工序、资源配置、施工风险、施工成本等方面的定性和定量指标,对传统的开挖方法进行了工序和支护方法的优化,提出了优化后各工法的适应范围和优缺点,可为类似工程提供借鉴。     

石太铁路客运专线李虎坪隧道CRD法施工技术

研究目的:以石太铁路客运专线李虎坪隧道为例,研究客运专线双线大断面黄土隧道控制测量、开挖支护、监控量测、二次衬砌等施工技术和施工特点。研究结果:研究表明,CRD施工方法适用于Ⅴ级黄土双线大断面隧道施工,施工进度快,控制地层变形好,施工安全度高。     

郑(州)西(安)客运专线高桥隧道变形原因浅析

研究目的:多座大断面黄土隧道在施工过程中均出现了不同程度的地表裂缝,尤其在隧道浅埋偏压段更为突出,因此对大断面黄土隧道进行深入调查及针对大断面黄土隧道的施工方法,支护结构和围岩的应力、变形情况、地表裂缝情况开展研究是很有必要的。研究结果:确定隧道产生变形的原因是由于黄土结构相对疏松、施工开挖面大、施工工艺控制不严格且隧道变形地段存在偏压等原因造成的,从而提出大断面黄土隧道在浅埋段宜采用短进尺,强支护,快封闭,勤量测,二衬紧跟的施工原则,并做好地表及拱顶下沉检测工作。     

湿陷性黄土隧道施工及量测技术

临县隧道全长10 632 m,以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主,位于黄土峁梁地区,浅埋偏压段落较多,其中黏性土地层具有弱膨胀性,极易造成塌方或大变形,施工难度大。阐述了湿陷性黄土隧道软弱围岩段的施工难点、施工原则及关键技术控制要点,并介绍了根据位移控制基准和位移时程曲线形态判别围岩与支护结构稳定性的方法。结合施工取得的经验教训,总结了大断面湿陷性黄土隧道施工变形控制措施。这些措施使临县隧道施工得以安全、优质、高效地完成,可供其它特殊条件下的隧道施工借鉴。     

客运专线大断面浅埋黄土隧道进洞施工技术

郑西客运专线南山口隧道开挖断面大,在进行出口黄土段施工时,由于其埋深浅、围岩自承能力差,黄土具有一定的湿陷性,施工难度大。针对这些特点,利用大管棚与超前小导管配合进行预支护,采用交叉中隔壁法进行隧道开挖、支护,使初期支护尽快封闭成环,并及时施作二次衬砌,有效地控制围岩沉降变形,顺利安全地通过浅埋黄土地段。     

黄土区高速铁路挤密桩地基沉降控制效果研究

沉降控制是湿陷性黄土区高速铁路建设中的技术难题.本文以郑西客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,通过开展沉降变形观测、大型浸水试验、路基沉降预测,对高速铁路技术条件下水泥土挤密桩地基的沉降变形特性、湿陷性消除效果、沉降控制效果等进行了研究.研究结论:挤密桩最大处理深度一般不超过15 m.本试验场地采用15 m挤密桩处理,恒载预压6个月路基的剩余沉降量便已满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,浸水后该地基加固层仅出现了极少量的沉降,加固层的黄土湿陷性已完全消除.在湿陷性黄土厚度小于15 m的场地,采用挤密桩处理地基是一种有效的沉降控制方法.     

黄土地区无砟轨道路基变形与稳定性分析

研究目的:探讨解决在黄土地区尤其是湿陷性黄土地区修建无砟轨道客运专线时路基变形的监测、预测沉降、路基稳定性评判问题,为指导黄土地区路基设计、施工和沉降监控提供建议及依据。研究结果:分析得出路基变形的主要因素,提出了复合地基桩一土“综合模量“的概念以及沉降量的计算方法,对路基稳定性进行了判定,解决了黄土路基的工后沉降技术问题。     

黄土区高铁柱锤冲扩桩地基沉降控制效果研究

研究目的:沉降控制是湿陷性黄土区高速铁路建设中的技术难题。本文以郑西客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,通过开展沉降变形观测、大型浸水试验、路基沉降预测,对高速铁路技术条件下柱锤冲扩桩地基的沉降变形特性、湿陷性消除效果、沉降控制效果等进行研究,以便为湿陷性黄土区高速铁路建设提供技术储备。研究结论:柱锤冲扩桩处理深度可达20～30 m。本试验场地采用22 m柱锤冲扩桩处理,研究表明,路基填筑完成无需堆载预压,其剩余沉降量便可满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,处理后地基加固层内的黄土湿陷性已完全消除。因此,在大厚度湿陷性黄土场地,采用柱锤冲扩桩处理是一种合理、有效的沉降控制方法。     

黄土地区高速铁路修建技术创新

研究目的:在湿陷性黄土地区建设铺设无砟轨道的高速铁路,国内外尚无可供借鉴的研究成果和工程经验。黄土的湿陷变形特性,加大了路基、桥梁、隧道等结构物的沉降,影响铁路的稳定性、安全性等。本文结合郑州至西安铁路客运专线工程实践,对综合勘察和路基、隧道、桥梁的关键设计技术创新进行总结。研究结论:在黄土勘察中引入"松软土"的概念,补充完善《铁路工程地质勘察规范》;国内外首次采用埋入式连续桩板路基结构,解决了基底下部厚层黏性土的长期蠕变引起路基下沉问题;全面、系统地提出了大断面黄土隧道的设计原则和安全、快速、经济的施工方法;在高烈度震区长联连续梁上采用4组双向式钢轨伸缩调节器设计技术,在渭南北站采用350 km/h通过式车站桥梁与无砟轨道无缝道岔群一体化设计技术。这些创新技术成为在湿陷性黄土地区修建高速铁路的土建工程成套技术的关键。     

常规物理力学性质指标在湿陷机理上的体现

研究目的:湿陷性为黄土的主要工程地质问题,其产生机理极其复杂,产生原因多种多样,需进一步深入研究。研究方法:基于现有文献对黄土的湿陷原因与机理的认识,以甘肃黄土地区高等级公路黄土分区项目为例,利用多元统计分析方法中的因子分析对甘肃陇西陇东地区黄土的59组样本的9个常规试验的物理力学指标数据进行了分析,在此基础上,对黄土湿陷机理内因进行了分析。研究结论:黄土的湿陷性指标与其它物理力学指标存在相关性,同时,揭示出产生湿陷的黄土必须有湿陷空间及一定量遇水强度降低的联接,黄土的疏松性、多孔性正是其反映,特别是支架孔隙是导致黄土湿陷的最主要原因,而非饱和黄土是产生湿陷的前提,粘粒含量及粘土的水-胶联结在产生湿陷过程中的作用需要进一步商榷。此外,本方法解决了常规单因子分析因指标交叉而分析失真的缺陷。     

郑西客运专线灰土桩桩网结构加固湿陷性黄土地基设计初探

研究目的:提出用灰土桩桩网结构加固郑西客运专线湿陷性黄土地基的设计思路和计算方法,并以郑西客运专线为背景,选取典型断面进行设计计算。研究结果:采用灰土桩桩网结构加固湿陷性黄土地基,承载力和工后变形沉降均能满足设计要求,且只要单桩承载力满足容许承载力要求,灰土桩桩网结构的承载力不是设计的控制因素,应该用沉降来控制设计。     

湿陷性黄土桩网复合地基沉降控制离心模型试验

为研究和分析高速铁路荷载作用下刚性桩桩网复合地基控制湿陷性黄土地基沉降的效应,采用离心模型试验的方法对不同桩间距设置条件下的刚性桩桩网复合地基进行了模拟试验.试验研究表明:湿陷性黄土地基无法满足高速铁路有砟轨道对路基工后沉降的要求,需要加固处理;随着桩间距由2倍桩径增至6倍桩径,地基工后沉降量增大,差异沉降量增大,桩土...     

湿陷性黄土地基的无振动挤密处理新技术研究

随着我国工业与民用建设等级不断提升,对工后沉降和变形的控制要求更加严格。在湿陷性黄土区的隧道,既有运营线路及车站,房屋等小空间、狭小场地,以及对施工振动有严格控制要求的施工场地中,现有湿陷性黄土地基的处理方法及施工设备有一定的局限性。根据特殊施工要求,研发了竖向静压、竖向倒拔、横向静压的无振动挤密处理设备,进行了现场参数试验和处理效果评价。研究结论:采用竖向倒拔、横向静压的方法对湿陷性黄土地基进行挤密处理时,施工设备能够实现小型化、轻便化和无振动,处理效果能够满足相关规范要求。     

郑西铁路客运专线无砟轨道桥梁设计及思考

研究目的:郑州至西安铁路客运专线为我国第一条在湿陷性黄土地区修建的无砟轨道铁路客运专线,通过该线渑池至灵宝段无砟轨道桥梁设计关键技术问题的研究分析,解决在湿陷性黄土地区修建客运专线无砟轨道铁路桥梁的设计问题。研究结果:通过郑西线渑池至灵宝段无砟轨道桥梁设计关键技术问题的研究分析,提出了湿陷性黄土湿陷性厚度和负摩阻力取值原则、沉降计算方法和控制原则、桥墩横向刚度控制办法及相邻桥墩纵向线刚度控制原则,并提出了郑西线桥梁施工中需要注意的一些重要问题。