隧道穿越大型充填型溶洞的工程地质勘察技术研究

总结宜万铁路马鹿箐隧道PDK255＋978大型充填型溶洞的综合勘察经验,介绍隧道穿越大越大型充填型溶洞时各种勘察方法的综合应用,查清充填溶洞的工程地质及水文地质条件,以便确定充填溶洞的处理方案。通过EH-4确定岩溶异常的发育范围及空间形态,深孔钻探验证岩溶异常的形式及溶洞内充水、充泥情况,并确定溶洞内充水、充泥数量以及水压力大小,通过地下水化学分析确定突水来源及地下水补给来源,通过水文观测确定了地下水的补给量,为宜万铁路马鹿箐隧道PDK255＋978大型充填溶洞的处理提出了分级泄水的处理方案。     

野三关隧道穿越高压富水块石充填大型溶洞施工技术研究

主要论述宜万铁路野三关隧道施工穿越大型高压富水块石充填型溶洞的施工技术方案,根据超前地质预报精确超前探测溶洞的位置形状,通过迂回绕避先行越过溶洞腔体,回头对溶腔采用释能降压措施,解除溶洞出现不可预料的突水突泥石安全风险,然后对溶腔溃口进行封堵,主溶腔处采取加强初期支护措施治理溶洞,隧道衬砌结构紧跟顺利穿越大型溶洞,对隧道通过有复杂充填物大型溶洞施工具有系统指导意义。     

宜万铁路下村坝隧道大型半充填溶洞处理技术

宜万铁路下村坝隧道施工中揭示大型半充填型溶洞——"+615"溶洞,溶洞处理难度大,技术要求高,为确保施工及运营期隧道安全,在查清溶洞发育地质特征的基础上,研究安全可靠、经济适用的综合处理方案。根据溶洞发育规模、工程及水文地质条件综合考虑隧道工程修建技术特点,经理论计算、工程类比,对"+615"大型半充填溶洞提出了"拱部回填砂浆稳定危岩、隧底桩基承台结构跨越溶洞、洞身加强型复合式衬砌结构"相结合的综合处理技术。结果表明,工程实践效果较好,隧道结构安全可靠。     

宜万铁路龙麟宫隧道穿越大型半充填溶洞综合处理技术研究

宜万铁路龙麟宫隧道DK231+700～DK231+800段大型半充填溶洞纵向长100 m,横向宽100 m,溶洞规模宏大、各段形态各异,隧道整个洞身均位于溶洞内。设计采用立柱支顶与锚喷网结合的溶洞防护方案,防止了溶洞顶板大面积剥落、垮塌,为下部安全施工提供必要条件;根据溶洞与隧道的不同空间关系,采用了复合地基+整体结构、单压式结构及框架结构等特殊隧道结构;针对隧底溶洞充填物承载力偏低的问题,采用了换填、钢管桩注浆加固及深孔注浆加固的措施,提高了承载力,减小了工后沉降。经过2年多的连续监测,溶洞顶板、隧道结构均处于正常工作状态,说明处理方案安全、可靠。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

宜万铁路云雾山隧道“+852”溶洞发育特征及技术对策

介绍宜万铁路云雾山隧道"+852"大型溶洞的地质背景、发育特征,在对溶洞整体稳定性评价基础上,对"桩基承台+隧道结构"、"钢管桩+隧道结构"、"桥梁+隧道结构"3种溶洞处理方案进行了对比分析,综合考虑隧道基础及整体结构安全可靠、施工难度、地下水等因素,推荐采用"桩基承台+隧道结构"的处理方案,并详细论述了具体处理措施。     

对门寨隧道DK34+164处隧底大型溶洞处理技术研究

对门寨隧道DK34+164处隧底发育大型半充填型溶洞,溶洞深44 m,宽度38 m,纵向轴长189 m,容量超过30.0×10^4 m^3,溶洞规模宏大,整体呈条带状分布,溶洞大厅底部暴雨时为一水塘,溶壁可见明显水流痕迹。本文结合本溶洞规模、工程水文地质条件,对比分析了"弃渣+C20砼"分层回填方案、混凝土圬工回填方案及桥梁跨越方案,经过综合比选,设计采用"弃渣+C20砼"分层间隔回填方案。"弃渣+C20砼"分层分隔回填方案既满足了沉降控制标准,又通过弃渣透水层与C20砼分层分隔回填较好地解决了地下水的引排及大体积混凝土因水化热导致有害裂缝的问题。在溶洞处理完毕经历了10个月放置期后,对本隧底大型溶洞段工后沉降进行了监测,数据显示沉降变形已基本趋于稳定,可满足施作二衬及铺设道砟条件。     

拱部溶洞对隧道围岩变形的影响

以广东季洞隧道为研究对象,采用数值模拟和模型试验,研究隧道拱部不同大小、距隧道不同距离的溶洞对隧道围岩变形的影响。结果表明:隧道开挖时拱部溶洞的存在会使围岩变形增大,而且变形会向着无溶洞一侧移动;拱部溶洞与隧道距离不超过1/3隧道洞径时,溶洞对围岩变形的影响很大,超过此距离影响明显减小;不同部位和不同大小的溶洞均会使隧道围岩变形不同程度地增大,隧道开挖后周边收敛和拱顶沉降均随时间呈S形变化,最终趋于稳定。     

高速铁路穿越大型溶洞风险评估研究

研究目的:在西南及邻区进行高速铁路规划及修建过程中,桥隧占比较大的高速铁路以隧道形式穿越可溶岩地层中的垂直渗流带、季节变动带几率大大增加,该带岩溶强烈发育,常常形成复杂的大型溶洞,将极大地增加隧道施工、运营风险,开展高速铁路隧道穿越大型溶洞风险评估意义重大。研究结论:(1)高速铁路隧道穿越大型溶洞风险主要受溶洞底堆积物流失性、溶洞底堆积物稳定性、溶洞顶板安全性、溶洞洞壁稳定性等因素控制;(2)建立了高速铁路隧道穿越大型溶洞风险评估的TKCR模型,制定了指标量化标准,确立了各级因子的权重值;(3)利用TKCR风险评估模型对沪昆客专朱砂堡2号隧道遭遇的巨型溶洞进行了评估,溶洞大厅段计算评估分数为76分,属于高风险段;暗河交叉段评估分数为69. 5分,属于中风险段,与实际情况相符合;(4)本研究成果对于高速铁路隧道穿越大型溶洞的设计、施工、运营等都具有指导意义。     

宜万铁路下村坝隧道大型溶洞处理

宜万铁路下村坝隧道下穿灰岩,隧道处于垂直岩溶带内,隧道最大埋深320 m。隧道内溶洞极其发育,其中2号大型溶洞垂直发育深度大于50 m,沿线路纵向发育长21 m,是深纵比大于2.5的"深窄"型溶洞。传统施工方法风险较高,采用拱桥结构跨越该溶洞,可充分利用基岩的承载能力,较好地规避施工风险。具体介绍采用拱桥跨越溶洞的设计措施和施工工序。     

土洞对地铁隧道开挖的影响性状研究

运用岩土隧道分析有限元软件MIDAS-GTS对广州桂城—南桂路区间地铁建设的围岩稳定性进三维动态施工过程数值模拟研究,探讨了溶洞尺寸、溶洞与隧道间的径距等对围岩稳定性的影响。研究结果表明,溶洞的尺寸以及溶洞与隧道间的径距对围岩的变形、地表沉降量、土层塑性区的分布以及衬砌管片的弯矩分布等有较大影响,而对土层应力分布的影响较小。     

非充填型溶洞发育位置及大小对隧道施工的影响分析

为研究非充填型溶洞发育位置及大小对铁路隧道施工的影响,本文对长昆客运专线岩溶隧道周边不同发育位置及大小的非充填型溶洞进行了二维数值模拟分析。分析结果表明:非充填型溶洞将引起隧道周边位移、塑性区增大;不同位置的溶洞对围岩应力影响不同,相交溶洞的存在对隧道结构最为不利。     

宜万铁路长鹰坝2号隧道穿越DK241+110～DK241+215溶洞处理对策

宜万铁路长鹰坝2号隧道施工中遭遇大型贫水溶洞,介绍该溶洞的岩溶发育特征,详细论述该溶洞的处理方法,重点介绍主溶洞段大跨非封闭分离式轻型隧道结构及隧底实腹式拱桥跨越溶洞的联合应用跨越大型溶洞的处理对策。     

宜万铁路龙麟宫隧道1号大型溶洞处理技术研究

宜万铁路龙麟宫隧道1号大型溶洞底轴长171 m,宽65m,高约100 m,容量超过5.0×105m3,溶洞规模宏大,整体呈葫芦形,隧道整个洞身均位于溶洞内。经过多方案比选,设计采用的"路基+明洞"方案充分利用了边坡刷方所落下的岩块,避免了大量砟量倒运,施工工艺简单,结构安全可靠。为避免高填路基产生过多工后沉降,设计采用了强夯+注浆加固的综合地基处理方案,并在隧道结构设计中预留了部分工后沉降空间,保证了结构及运营安全。     

高速铁路上郭关隧道施工遭遇大型溶洞的处理方案研究

高速铁路上郭关隧道在施工中遭遇了大型溶洞,溶洞由6个形态各异的溶洞大厅组成,有必要研究既安全又经济的溶洞处理方案。首先根据溶洞大厅的大小与位置,设计现浇套拱衬砌支顶、埋设钢筋混凝土管涵与施作护墙支挡3种处理方案;然后数值模拟不处理溶洞、处理溶洞、处理溶洞并考虑水渗流影响等情况,对比多种工况下的隧道受力变形,分析溶洞处理效果,并提出施工建议;最后将溶洞处理方案应用于工程实践。结果表明:隧道变形在安全范围内,隧道顺利通过岩溶区,证明采取的溶洞处理方案切实可行。     

高速铁路岩溶隧道大型溶洞综合勘察及处理技术研究

岩溶隧道的大型溶洞勘察及处理方法是高速铁路设计施工的难点,张吉怀铁路兰花隧道施工中揭示了大型溶洞,为确保铁路安全,需详细查明溶洞工程地质特性及水文地质特性,并确定合理的溶洞处理方法.通过地质调查、钻探及物探等综合勘察技术,详细查明了溶洞群的规模、相互关系及隧底岩溶发育情况.综合勘察结果表明:Ⅰ号溶洞底部至暗河间分布充填...     

圆梁山隧道毛坝向斜深埋大型充填溶洞及其形成机制分析

研究目的:圆梁山隧道施工开挖揭示,毛坝碳酸盐岩向斜核部和东翼在隧道洞身附近发育3个罕见的大型深埋充填溶洞,其中2#溶洞多次发生涌砂突水灾害,3#溶洞还发生过粘性土爆喷型突出灾害;通过对3个溶洞发育充填的基本特征及灾害特征的综合分析研究,阐明3个溶洞的形成机制,为整治设计提供地质依据。研究方法:采用地表与隧道洞内超前物探、洞内超前水平与斜向钻探、充填物测试和理论分析等方法。研究结果:通过综合勘探和理论分析,查明了3个溶洞各自发育充填的基本特征及灾害特征,初步阐明了溶洞的形成机制,目前3个溶洞已完成整治。研究结论:初步综合分析认为,毛坝向斜、特别是核部与东翼的层间滑脱和纵向张裂隙被NW~NWW向横张断裂所交切,为岩溶水的深循环提供了较通畅的原始空间与通道,岩溶水在此通道中形成倒虹吸循环,长期溶蚀及溶蚀裂隙流转化为管道流,强烈冲刷与顶板坍塌导致核部与东翼的层间滑脱和纵张裂隙部位发展为大型溶洞,后因深部径流条件改变而被逐渐充填,发育形成现今这种罕见的深埋大型充填溶洞。     

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。     

龙麟宫隧道大型溶洞支顶加固技术

宜万铁路龙麟宫隧道岩溶发育,DK231+796大型溶洞长89 m、宽150 m、高18~26 m,呈大厅状。详细介绍采用碗扣支架、锚喷支护及圆柱形立柱共同支顶溶洞顶部的施工方法。该方法有效地确保了溶洞的安全,为隧道主体施工提供了安全环境。     

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。