某黄土隧道塌方原因分析及处理方案

某新建双线铁路隧道进口段长距离穿越砂质黄土、黏质黄土地层,施工中多次出现初支大变形、掌子面及边墙土体滑塌事件。以该隧道DK129+040～DK129+062.2段塌方为例,结合现场施工实际,分析了此段隧道发生塌方的原因,并给出了处理方案,以期为类似工程提供借鉴。     

砂质黄土隧道支护侵限段迈式管棚超前支护技术有效性分析

风积砂质黄土构造上具有松散、钻孔成孔困难等特点,这种土质中隧道施工易于发生崩塌.针对朔州隧道进口段拱顶出现塌陷、下沉,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形且侵限等现象,选择采用迈式管棚超前支护技术对初支进行拆换.采用有限元差分软件FLAC3D对风积砂质黄土隧道坍塌体工作面迈式管棚超前支护技术进行了研究,结果表明：迈式管棚超前支护结合迈式径向锚杆可以有效控制支护及围岩变形,实现了侵限段初支安全拆换.该技术措施对同类工程具有一定的参考和借鉴意义.     

复杂城市环境下大断面洞桩法施工技术

<正>1工程概况1.1隧道概况北京地下直径线DK1+145.45—DK1+625段隧道位于崇文门西大街南侧高层建筑与既有环线地铁之间的非机动车道和人行道下,采用暗挖法施工,隧道结构为单洞双线断面,覆土厚度6.96～10.67m,为拱形直边墙断面。     

宜万铁路堡镇隧道高地应力软岩大变形段施工技术

宜万铁路堡镇隧道穿越地层大部分为砂质页岩和粉砂质页岩,局部为炭质页岩,岩层软弱、节理较发育;隧道埋深大,地应力高,围岩强度低,高地应力软岩大变形区段长,施工过程中发生了严重的大变形。主要介绍高地应力软岩大变形段的施工措施,即:采用小导管注浆超前支护、采用短台阶和双侧壁相结合的开挖方法,初期支护采用喷混凝土+型钢钢架+锚杆+钢筋网的支护措施,控制每环仰拱开挖长度不超过4 m,及时封闭成环,及时施做二次衬砌,对隧道高地应力软岩段的预留变形量为15～30 cm,确保了隧道顺利通过软岩大变形区段。     

朔州隧道塌陷下沉侵限段支护处治施工技术

风积砂质黄土构造疏松,垂直节理发育,具大孔隙,具有中等~严重湿陷性,这种土质在隧道施工中易发生崩塌。针对准池铁路朔州隧道进口段风积砂质黄土段初支后出现塌陷、下沉、侵限,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形、初支钢拱架扭曲变形等现象,采用有限元差分软件FLAC3D对风积砂质黄土隧道坍塌体进行分析,处治方法采用迈式锚杆管棚超前支护和径向迈式锚杆打设处治技术,对原初支进行有效拆换,迈式锚杆具有钻进、锚固作业一体化施工特点,实现了塌陷、下沉、侵限段支护处治有效施工。该施工技术方便、快捷,适合隧道狭窄空间作业和抢险施工等特点。     

高含水率黄土大断面隧道变形特性及施工方法

针对宝兰客运专线高含水率黄土大断面隧道建设过程中遇到的初支变形大、掌子面易失稳坍塌等技术难题,现场对高含水率黄土的分布进行了统计,并结合郑西客运专线大断面黄土隧道相关研究成果开展隧道变形特性试验。结果表明:高含水率黄土主要分布于黄土塬坡脚下方平坦阶地浅埋段,多位于土石界面附近或砂质黏质黄土界面附近;含水率越高隧道变形越大且以沉降变形为主。一般含水率黄土隧道可以采用台阶法施工;中高含水率黄土隧道需在台阶法的基础上加强辅助支护以控制变形;未饱和的高含水率黄土隧道可以采用简易CRD法或四台阶法施工;饱和高含水率黄土隧道需采用帷幕注浆等措施对掌子面进行预加固,经加强超前支护和辅助支护后可以采用台阶法施工。     

成渝客运专线新中梁山隧道上跨既有线处理方案

通过成渝客运专线新中梁山隧道与既有襄渝线中梁山隧道交叉跨越段方案设计,系统性地介绍交叉段的加固方案,包含既有隧道二衬的加固措施和新建隧道的开挖支护,并通过有限元分析与结构强度检算,证明了加固方案的可行性。     

高铁湿陷性黄土浅埋偏压隧道施工技术控制

研究目的:银西铁路(甘宁段)惠安堡隧道地处宁夏自治区盐池县境内,属第四系上更新统风积砂质黄土(马兰黄土),Ⅳ级(很严重)自重湿陷性场地,并存在局部偏压现象,施工中存在塌方冒顶风险,修建难度大。通过对隧道施工技术控制进行研究,解决施工过程中的的关键问题,降低隧道施工安全风险,总结提炼浅埋、偏压、湿陷性黄土地区隧道施工工法,分析研究隧道施工过程中经济、安全效益,为以后类似工程施工提供参考。研究结论:(1)上台阶开挖后拱顶沉降较大,采取人机结合开挖方式,先初喷一层混凝土,采用钢拱架下垫钢箱,缩短钢拱架安装及喷射混凝土时间;(2)加工38 m短距液压自走行栈桥,同时自带仰拱曲模和中心水沟模板,可有效保证安全步距,同时提高施工进度,避免仰拱与填充一次浇筑,确保施工过程符合设计受力体系;(3)洞口地段湿陷性处理采用等边三角形水泥土挤密桩,可有效消除湿陷性;(4)对隧道地表沟壑陷穴进行换填处理,可有效防止湿陷性黄土受雨水浸泡下沉;(5)通过开展每日两次的监控量测数据采集和归化分析,可有效起到安全预警作用,同时可对隧道开挖预留变形量进行实时调整,可确保二衬混凝土厚度,避免混凝土浪费;(6)水沟电缆槽施工采用轨行式液压水沟电缆槽台车,施工效率较高,整体性较好,模板强度大、稳定性好,确保水沟电缆槽线型;(7)仰拱和矮边墙施工采用止水带定位卡具,结合液压栈桥设置,可有效确保止水带位置,确保防水符合要求;(8)该隧道采取的针对湿陷性黄土浅埋偏压隧道的施工控制对类似工程施工具有借鉴意义。     

长鹰坝二号隧道DK241+110～DK241+215段溶腔处理设计

宜万铁路长鹰坝二号隧道DK241+110处揭示一大型空腔型容腔,隧道采用对溶腔侧壁喷锚加固,隧道内二次衬砌结构加强。隧底加固根据岩溶的发育情况,对于隧底岩溶较发育段,采用基底回填加固、二次衬砌底板钢筋板梁通过;对于隧底溶腔深度太大,沿线路发育长段,隧道采用实腹式拱桥通过。     

砂岩夹泥岩地层隧道支护结构受力特征研究

岩体节理信息与支护体系受力特征是砂岩夹泥岩地层大变形隧道修建过程中的两个关键问题。以吉林至珲春客运专线铁路庆岭隧道为依托,依据现场测量岩体信息、支护受力情况,研究掌子面砂岩夹泥岩节理特征,绘制赤平投影图,确定岩体优势节理面(组数、倾向、倾角),分析支护体系受力特征。分析结果表明:庆岭隧道变形基本对称,下台阶开挖初期拱顶沉降、边墙收敛较为明显,可作为变形监控关键控制步;围岩压力以竖向为主,水平侧压力系数为0.25;钢拱架以承受压应力为主,拱顶的弯矩、轴力最大;采用容许应力法检算,原设计I20a钢拱架无法满足抗弯要求,建议更换为I25a型钢拱架或者采用I20a双层钢拱架,以保证支护结构的安全。     

谈高速铁路黄土隧道CRD法施工中的几个问题

为了研究长段落大断面黄土隧道CRD法开挖安全问题,依托郑州至西安高速铁路工程实例,开展地表及初期支护沉降量测,临时支护内力及拆除临时支护过程的沉降、内力变化测试分析。研究结果表明:CRD法能保证大断面黄土隧道的开挖安全;砂质黄土浅埋段地表沉降值多在20cm以上;临时竖撑横向摆幅达9.8cm;逐榀拆除临时支护时拱部下沉2mm,拆除范围大于1倍隧道开挖宽度时,拱部下沉增长显著,达到拆除前下沉量的40%。研究结论:设计中应加强临时横竖撑刚度;相比三台阶法,CRD法不利于仰拱尽快封闭而控制最终沉降,地表沉降控制效果不明显;控制拆撑长度。     

昔格达地层隧道围岩稳定性及系统锚杆功效研究

昔格达地层隧道围岩水敏感性强,遇水易泥化,易造成围岩大变形、支护结构破坏和掌子面塌方等灾害。冉家湾隧道穿越昔格达地层,本文采用强度折减法对该隧道围岩稳定性进行数值模拟分析。结果表明:当含水率在20%以下时隧道具有一定的自稳能力,当含水率超过20%时隧道开挖需要采取超前支护措施;埋深小于45 m时埋深对昔格达地层隧道围岩稳定性影响显著,埋深大于45 m时,隧道围岩稳定性对埋深的敏感性降低;喷射混凝土对隧道安全系数的提升率大于设置系统锚杆;对于昔格达地层在天然含水率下,浅埋隧道破坏从拱部开始延伸至边墙,深埋隧道破坏从边墙开始蔓延至拱部。     

黄土高边坡桩钉复合支护的离心模型试验研究

拟探究黄土地区高边坡在不同支护形式作用下的变形破坏模式及合理支护方式,以郑州—西安客运专线观音堂隧道进口明洞段(DK208+237.625~DK208+338)开挖的黄土高陡边坡为研究对象,采用西南交通大学土工离心机实验室的100gt离心机,以室内离心模型试验为研究手段,对黄土地区大断面高陡边坡稳定性进行研究。通过分组对比试验并分析试验结果,得出边坡在无支护、土钉支护[1]、桩钉复合支护的不同状态下土体的变形及破坏模式。在此基础上比选出桩钉复合支护作用效果最好,可为今后此类工程的设计与施工提供参考。     

城际铁路隧道大型溶洞特征及处理技术

安顺至六盘水城际铁路茨冲一号隧道DK95+730~DK96+017段施工开挖揭示出大型溶洞群,采用溶洞形态测量、隧底岩溶物探探测、桩基地质钻探及补充调绘等综合勘察手段,查明隧道洞身及隧底大型溶洞的形态特征,以及该区域水文地质情况。提出相应的处理措施:隧道洞身采用混凝土护拱、护墙及C20混凝土加固;拱部采用“锚网喷+型钢钢架”防护;隧底采用桩筏、“横向托梁+筏板”跨越和采用C25混凝土换填或回填,并加强隧道周边引排水措施,以确保岩溶水畅通。     

聚丙烯纤维网湿喷混凝土隧道衬砌的应用研究

针对传统喷射混凝土用于隧道衬砌存在的质量离散性大、抗拉强度低、密实性和耐久性差等问题,研究采用在混凝土中掺入聚丙烯纤维网的解决方案。通过对不同掺量的聚丙烯纤维网混凝土试件进行实验分析,结果表明,在混凝土中掺入体积掺量为0.1%~0.2%的聚丙烯纤维网,可使抗拉强度提高50%以上,抗渗性能提高55.6%以上。在宝兰铁路东巨寺沟隧道直接喷射聚丙烯纤维网混凝土,并对喷层厚度测量和外观质量观察表明,喷层厚度均匀,表面平整;3个分段试件的强度值离散性小,平均抗压强度分别为43.2,44.3,44.2MPa,平均抗折强度分别为5.7,5.9,5.9 MPa。聚丙烯纤维网混凝土既可用于隧道开挖后的支护,又能用于隧道的永久衬砌。     

石质铁路隧道初期支护优化研究

以蒙华铁路九岭山隧道为工程背景,运用强度折减法计算围岩强度储备并将其作为围岩稳定性的参考指标。依据现场监测,得到初期支护的受力特征。基于围岩强度储备指标与初期支护的受力特征,对初期支护进行优化设计,并应用于现场。研究结果表明:在围岩具有足够强度储备的前提下,初期支护主要承受形变压力;系统锚杆未发挥作用,喷射混凝土抗压性能未被充分利用,格栅钢架钢筋难以发挥其抗拉和抗弯性能;可将现有初期支护"喷射混凝土+格栅钢架+系统锚杆"的结构形式优化为"喷射混凝土+格栅钢架"。对原有设计和优化方案进行数值模拟,对比其锚杆轴力与喷射混凝土应力分布,同时应用现场试验验证该优化方案的安全性与可行性。该优化方案已在蒙华铁路应用推广。     

雁门关隧道变形控制技术

研究目的:雁门关隧道处于恒山山脉,太古界变质岩地层,受多期构造运动影响,围岩稳定性差、大变形造成初期支护环纵向开裂,拱顶、拱脚喷混凝土剥落,钢架扭曲、折断,支护侵限甚至是二衬开裂等现象,给隧道建设带来极大的困难。通过隧道DK 121+203~DK 121+175段典型大变形处理案例,分析其大变形的原因,提出合理的控制变形技术。研究结论:(1)雁门关隧道变质岩地层虽属硬质岩,但复杂多变的地质条件加大了围岩变形破坏可能性;(2)根据现场施工及围岩量测情况采取信息化设计,对隧道各段采取针对性的措施,做到"岩变我变",确保施工安全,有效的控制了工程成本;(3)采用快封闭、快支护、设置临时横撑、长锚杆、大管棚、分层加强初期支护以及早施工并适当加强二次衬砌等措施可以有效的控制并稳定隧道大变形;(4)本研究成果在构造复杂变质岩地层隧道设计、施工中有较广泛的应用价值。     

临近营业线施工安全管理与控制

天津西站至天津站地下直径线工程(简称天津地下直径线)涉及临近营业线的施工地段主要有2部分:一个是天津西站端DK1+000-219段的封闭式路堑和隧道进口长223 m的雨棚,施工地点位于天津市红桥区,左侧紧邻既有京沪线,距路堑围护结构最近距离4.3m;右侧紧邻新建的京津城际铁路联络线(未开通),距路堑围护结构最近距离4.0m.一个是位于DK4+350-445段的隧道(长95m),采用明挖法施工,主体开挖需拆除施工区域的铁路围墙,并进入临近的津山线5.5m进行打桩、开挖、预制主体和回填等施工,施工安全风险较大.     

高速铁路隧道接触网混凝土工作性能分析

接触网轨槽的预安装方式、锚固材质、锚固区混凝土受力性态影响高铁隧道运营安全。以兰新铁路第二双线高速铁路隧道内接触网布置形式为例,计算分析了隧道内接触网荷载,对接触网预埋滑道轨槽和锚钉受力状态进行有限元分析,对衬砌混凝土基材截面受力及安全性进行评估。通过《混凝土结构后锚固技术规程》对各项强度指标的检算表明,高速铁路接触网安装对隧道二衬结构(素混凝土)安全性无重大影响;为保障混凝土有一定的强度承担锚栓传递的接触网荷载,必须强制执行混凝土强度等级不小于 C20,亦不宜大于 C40的规定;为提高主体结构整体安全性,基材内应配置必要构造钢筋。     

轴重30t重载列车作用下新黄土区隧道适应性及强化措施研究

以在建的蒙华铁路典型隧道结构型式为基础,针对新黄土区重载铁路隧道结构动力响应、疲劳寿命以及合理强化措施等问题,采用数值模拟的方法进行研究。结果表明:随着轴重和运量的增加,既有铁路隧道无法满足30 t轴重列车长期安全运营的要求,应采取强化措施。而单一的系统锚杆注浆加固强化能力有限,须采用系统锚杆与隧底地基加固(加固深度4 m及其以上)的联合强化措施方能满足其疲劳寿命要求。通过研究,指出30 t轴重列车荷载作用下隧底结构疲劳易损位置,即二次衬砌仰拱中心、初期支护仰拱与边墙连接处,并得到满足100 a设计使用年限,新黄土区隧道二次衬砌、初期支护混凝土结构在轴重30 t列车荷载作用下的疲劳上限强度,分别为1.30和1.62 MPa,可为设计参考。