高陡岸坡桥基合理位置确定方法

运用岩体强度准则(Mohr准则和Hoek Brown经验判据),判定天然状态下岸坡的稳定性。用数值方法分析不同桥基位置的坡面岩体应力。以荷载作用对坡面岩体应力最大影响系数小于0 05为依据,确定桥基的安全水平距离。通过对不同位置桥基基底岩体应力的分析,进行桥基位置的验证或修正。用岩体强度准则对桥基位置下岩坡岩体强度进行校核,最终确定桥基合理位置。运用该方法对宜—万铁路野三河大桥万州岸桥基位置进行设计,在取桥基埋深为5m时,该桥桥基合理位置的水平距离为17m。     

客运专线桥基高边坡稳定性三维有限元分析

研究目的:拟建的某铁路客运专线经过地段山高谷深,沟壑纵横,形成了一些桥梁墩台基础置于高陡岸坡上的高边坡工程。桥基荷载作用下高陡边坡的稳定性分析目前没有公认合理的方法。以某铁路客运专线桥基高边坡为例,运用ANSYS有限元分析软件,对荷载作用下的高边坡岩体力学行为特征和稳定性进行三维有限元分析,研究结果可为桥梁高边坡设计及稳定性评价提供参考。研究结论:结果表明,荷载对坡面岩体应力的影响很小,边坡的位移量很小,仅左岸坡脚处较小范围内发生塑性破坏,其它地方均无塑性破坏区。在目前的设计条件下,大桥左右岸边坡安全系数分别为1.85和2.20,大桥边坡整体是稳定的。     

基于突变理论的岩溶隧道拱顶安全厚度分析与失稳预测

为解决岩溶地区隧道安全施工的问题,在突变理论基础上,对岩溶隧道顶板安全厚度及稳定性问题进行研究.基于弹性梁模型,综合考虑围岩自重和隧道坡度等因素,建立隧道拱顶突变失稳的判别方程,得到岩溶隧道顶板安全厚度的计算公式,并分析相关因素对顶板安全厚度的影响规律.在此基础上,进一步提出隧道拱顶失稳预测方法,并结合工程实例进行验证.研究结果表明:溶腔水压力、溶腔大小、围岩弹模对拱顶安全有着重要影响;基于突变理论得到的岩溶隧道顶板安全厚度计算方法在实际工程应用中具备可行性与较高的准确性,建立的顶板失稳预测模型能有效预测岩溶隧道拱顶失稳时间.     

岩溶区客运专线桥梁桩基沉降和注浆加固研究

新建铁路客运专线设计时速多为300 km以上,对桥梁桩基沉降量要求极高。全面分析岩溶区溶洞对桩基沉降的影响,准确预测岩溶区桩基的沉降量是铁路客运专线桥梁基础设计的难题。以郑徐铁路客运专线徐州特大桥岩溶区桩基工程为依托,通过建立桩基和溶洞地基有限元模型,系统分析了溶洞参数对桩基沉降的影响规律,并对比了不同注浆加固方案对岩溶区桩基沉降的控制效果。结果表明:溶洞顶板厚度、桩尖至岩溶层间岩土层厚度、溶洞尺寸大小及竖向线溶率均对桩基沉降有影响。其中,桩尖至岩溶层间岩土层厚度和溶洞顶板厚度对注浆加固效果影响较大,应根据具体情况进行分析以确定合理的注浆加固方案。     

高陡边坡桥基安全距离研究

研究目的:高陡边坡桥基位置的确定不仅关系到高边坡的稳定和桥梁的安全,也直接关系到整个桥梁的技术指标和造价。而目前相应的规范及手册中,对高陡边坡桥基位置没有明确的规定。研究方法:荷载作用下高陡边坡岩体力学行为特征是桥基位置确定的基础。利用数值分析方法,分析不同边坡几何状态下荷载对边坡岩体应力的影响。研究结果:根据荷载作用下边坡岩体应力影响范围的变化特征,提出高陡边坡桥基安全距离的确定原则。边坡岩体应力影响范围主要与荷载强度、桥基宽度、边坡坡度以及桥基水平距离等因素有关。根据坡面岩体应力影响系数最大值与各影响因素的关系,再利用岩体质量对应力影响系数进行限定,提出高陡边坡桥基安全距离的确定公式。研究结论:工程实践表明,用本文方法来确定高陡边坡桥基位置是方便的、适用的。     

广州地铁六号线西段岩溶分布特征研究

根据勘察资料,采用统计分析方法对广州地铁六号线西段溶洞高度、顶板埋深、顶板厚度进行了研究.分析结果表明:溶洞高度差别较大,高度最大的溶洞位于浔峰岗—沙贝区间,但高度较大溶洞所占比例较小,大部分溶洞高度小于3 m.首见溶洞顶板埋深变化较大,最大埋深38.55 m,最小埋深7.8m,均位于沙贝—大坦沙区间.六号线西段首见溶洞顶板厚度最大达22.2 m,最小为0.2m,均位于浔峰岗—沙贝区间,岩溶属于强发育,对工程影响较大,在地铁设计和施工时应引起足够重视.     

大断面深浅埋黄土隧道围岩压力试验研究

研究目的:针对郑州至西安客运专线黄土隧道设计中存在的问题,开展大断面黄土隧道深浅埋分界、深浅埋围岩压力计算研究,提出大断面黄土隧道深浅埋分界高度;确定深浅埋黄土隧道围岩压力计算方法;明确深浅埋黄土隧道二次衬砌厚度的设计原则,指导郑州至西安客运专线黄土隧道的设计与施工,并为类似大断面黄土隧道工程的设计提供技术支持. 研究结论:通过对大断面深浅埋黄土隧道围岩压力的试验研究,提出了郑州至西安客运专线大断面黄土隧道深浅埋分界高度、围岩压力计算方法和二次衬砌厚度的设计原则.郑州至西安客运专线黄土隧道深浅埋分界高度应为40～60 m;浅埋黄土隧道荷载按谢家烋公式计算,深埋黄土隧道荷载按太沙基理论计算;不同埋深黄土隧道二次衬砌宜采用相同厚度.     

荷载作用下高陡边坡岩体力学行为三维数值分析

荷载作用下高陡边坡岩体力学行为特征是桥基位置确定及边坡稳定性分析的基础。文章运用ANSYS分析软件初步研究桥基荷载作用下边坡三维岩体力学行为特征,这对为日益发展的道路建设提供科学的理论依据有着重要意义。     

山区高速铁路对接型桥隧相连工程桥基位置确定方法

为了研究山区铁路陡坡地段桥基的合理位置,采用2个定量判定标准和3个定性判定标准,结合数值模拟方法,针对长昆线雪峰山一号隧道出口桥基边坡进行分析。研究表明:桥基荷载能否对边坡表层产生影响,主要取决于桥基的水平位置;在高速列车振动荷载下,桥基边坡动力响应较小;雪峰山一号隧道合理桥基位置距临空面的水平距离为5 m,埋置深度为20 m;对接型桥隧相连工程中,塑性区是否贯通与桥基边坡安全系数大小无必然对应关系。     

岩溶地区桥梁桩基础设计及施工技术措施

岩溶地基对桥梁的危害性非常大 ,设计与施工时必须高度重视。通过某铁路大桥溶洞桩基设计及施工 ,结合岩溶地质发育形态 ,总结岩溶发育地区桥梁基础地质勘探、洞顶板安全厚度计算、桩基设计及施工等应注意的问题 ,确保桥梁建设及运营的安全。     

宜万铁路大型岩溶洞穴发育特征及整治

研究目的:宜万铁路隧道遭遇的大型(充水的、不充水的)岩溶洞穴的复杂程度、风险及危害程度十分罕见,其整治难度前所难遇,设计、施工都经历了考验。总结此次难得的实践,以资借鉴,不断充实提高。研究结论:隧道内的大型洞穴的设计理念、施工要求等,大大有别于隧道外其他地段的类似设计,需特别慎重考虑跨越的合理性、基础的稳定性、结构的安全性、施工的可行性,而且不得留下隐患;必需认真查清洞穴的形态、充填物特征,与其有关的岩溶地质、水文地质条件,同时实施阶段性勘探,然后采取针对性工程措施,方可取得成功。     

岩溶地区桩基施工技术

研究目的:探讨岩溶地区桩基工程特点,解决岩溶地区施工中遇到的问题,并进行技术归纳总结,为同类工程提供经验。研究结果:岩溶地区岩溶发育地段钻孔桩基础,采用回填片石、红粘土、钢护筒跟进等施工技术,配合冲击成孔工艺处理溶洞,取得了满意的技术和经济效果。     

岩溶区地铁隧道下穿跨河桥梁施工技术研究

以贵阳轨道交通2号线下穿南明河及团坡桥为工程依托,针对岩溶发育区不均匀浅覆土条件下地铁隧道穿越跨河桥梁施工中遇到的抗渗防沉等难题,在遵循浅埋暗挖法十八字方针的基础上进行方案优化。下穿施工前对河床低洼处进行回填,同时增设水平隔水层,初步解决了河水下渗难题。隧道开挖过程中在掌子面进行全断面帷幕注浆及超前管棚支护确保了拱顶的稳定性,采用悬臂掘进机掘进使地层沉降得到控制,二衬混凝土浇筑时采用缺陷预控技术避免了二衬背后出现空洞,同时采用动态监控量测,有效解决了围岩稳定及团坡桥沉降的难题。     

干溪沟隧道岩溶整治分析

研究目的:灰岩地段岩溶发育复杂多变,对隧道施工和结构影响较大,结合对渝怀线干溪沟隧道施工中多处溶洞的处理,对岩溶处理进行总结、反思。研究方法:在详细查明溶洞发育规模、范围及溶洞充填物岩性组合特征后,对基础处理方案进行比选。研究结果:对干溪沟隧道揭示的各个岩溶溶洞采取有效的处理措施进行治理,并取得良好的效果。研究结论:岩溶发育复杂多变,整治时需因地制宜,对症下药;施工中遇到充填溶洞时,在未探明基础充填深度的情况下,应适当扩大开挖净空,为探测、结构处理提供空间及自由度预留条件;地下工程穿越地下水水平循环带且其排泄基准面下切较深(区段多见深切沟谷)时,充填溶洞处理则可不考虑地下水的影响,空溶洞则按干岩溶管道处理,但仍应预留排水通道,以防止雨季时地下水堵塞,水位上升至线路标高后形成水害;动静结合的框架式结构基础应考虑列车通过时的冲击荷载等不确定因素影响,适当增加安全储备。     

瓦窑坡隧道岩溶地质超前预报

研究目的:瓦窑坡隧道地质条件非常复杂,处于构造剥蚀中低山区,地表溶蚀强烈,存在岩溶、冲沟浅埋段和破碎带等不良地质现象。为预防隧道塌方、突泥、突水等事故,迫切需要提高超前地质预报在岩溶隧道预报中的精度。研究结论:(1)本研究以地质法为基础,TGP206地质超前预报系统为主要手段,预报了溶洞类型、位置及规模;(2)地震反射法适用于预报长距离范围内的不良地质体的构造轮廓;(3)地质震达主要适用于短距离内的地质预报。     

注浆技术在客运专线岩溶地区路基处理中的应用

研究目的:以武广客运专线DIK 1585 777.01～DIK 1586 244.62段岩溶路基注浆加固处理为例,介绍注浆技术在客运专线岩溶地区路基处理中的应用。研究结果:目前该段岩溶路基已经进行了路基填筑,通过沉降观测,发现路基基地沉降量小且保持稳定。施工中应根据岩溶的发育情况、填充情况以及裂隙的大小,选择不同的注浆液和注浆压力。     

岩溶地层中的盾构隧道施工

研究目的：岩溶地层中采用盾构法施工在国内尚属首次。盾构掘进中可能发生盾构机栽头、陷落，地层大量失水、坍塌，严重差异沉降而致隧道结构破坏等事故。对溶洞的空间分布、大小及充填情况，溶洞处理，盾构掘进技术措施3个方面进行深入研究，并组织精心设计、精心施工，以保证施工及运营安全。研究方法：采用多种勘查手段分析岩溶地层，充分注重盾构机及盾构施工的特点，比选、优化设计施工方案。研究结果：顺利完成岩溶段盾构隧道施工，验证了勘查及加固方案，填补了国内的空白。研究结论：综合运用多种探测方法对探明溶洞的分布很有成效；根据盾构施工特点制定地层加固方案并有效实施以及对盾构机设计进行针对性的改进并采取相应的掘进技术措施都是适宜的。     

岩溶地区旋挖钻孔钢套筒设计与施工技术研究

广清高速公路改扩建工程新华高架桥地处岩溶发育地区,紧靠旧桥和周边建筑物之间。在岩溶地区邻近建筑物的嵌岩溶洞桩基施工,传统的冲击钻成孔不能很好地满足施工需要和确保施工安全,该工程采用了可循环使用的长钢套筒旋挖钻施工,从经济性和安全性角度出发,通过对钢套筒的节长、壁厚、接头形式等结构进行设计和对钢套筒的下沉、连接和上拔等施工工艺进行研究,利用旋转静压沉管和液压拔管机拔管等成套技术,快速、安全、无振动施工,有效地减少了施工振动和地面塌陷,确保了周边环境的安全和施工质量,具有良好的社会效益和经济效益。     

岩溶隧道地质构造与围岩等级的划分

研究目的:对于碳酸盐岩的围岩等级划分,往往和非可溶岩有所混淆,因此围岩等级的划分往往偏低。通过在断层部位和影响范围取样,作偏光鉴定及岩石力学试验,加之隧道内施工地质测绘资料,对碳酸盐岩的围岩等级和稳定性给予重新的定位和评价。研究结论:碳酸盐岩受断裂构造影响,其岩石强度的大小,与断裂距离远近有关。但由于方解石的再胶结作用,岩石强度虽然大大降低,但岩体整体性仍显较好,因此围岩等级划定可以较非可溶岩类予以提高;岩溶地质灾害地段与碳酸盐岩围岩是突变性的,应按特别加强设计进行处理。     

岩溶发育地区的桥梁桩基探测和成桩技术

结合京沪高速铁路徐州地区岩溶发育地质条件下,钻孔灌注桩的具体施工,对岩溶发育、石灰岩地区的桥梁桩基探测和成桩技术进行研究,探讨岩溶地区桩基施工特点,进行技术归纳总结。