高瓦斯隧道塌方段综合治理技术

研究目的:瓦斯是隧道及地下工程施工的一个重要地质灾害,因瓦斯异常涌出发生瓦斯爆炸事故而造成隧道塌方事故也是时有发生,因此,对含有高瓦斯的隧道塌方进行综合治理,确保后期施工顺利进行就显得尤为重要。本文结合都汶高速公路紫坪铺隧道塌方段的施工,对高瓦斯隧道塌方段综合治理的关键技术进行探讨分析。研究结论:高瓦斯隧道塌方段综合治理成败的关键在于选择合理的治理方案。本工程实施三阶段治理方案:(1)地质探测预报初步确定坍塌段的长度、高度及围岩情况;(2)进行坍塌范围内的瓦斯治理;(3)进行初期支护拆换及塌方处理。采用超前钻孔探测裂隙瓦斯情况进行瓦斯治理、75+51长短自进式锚杆(注浆)进行超前支护、预注浆稳固塌体、台阶分部法开挖塌体,短进尺掘进、喷射混凝土封闭新开挖面、初期支护和二次衬砌紧跟的处理方法,使塌方段得到了有效控制和处理,保证了隧道安全顺利通过塌方段。     

全风化花岗岩富水地层超大断面隧道设计技术

研究目的:在艰险困难山区,受铁路车站设置和联络线出岔影响,会出现多线车站隧道和变断面隧道,甚至形成超大断面隧道。当隧道位于软弱浅埋富水地层时,隧道建设存在以下安全风险:地形地质条件差,地下水发育,易坍塌破坏;初期支护受力大,变形控制难度大,存在变形侵限、失稳及塌方风险;隧道需采取多次开挖支护,受力转换困难,支撑拆换安全风险大。鉴于国内外软弱富水地层超大断面隧道实例不多、研究较少,本文结合实际工程,对此问题进行研究。研究结论:论文总结了国内外超大断面隧道修建技术现状,对隧道施工过程中的力学行为进行了分析,制定了隧道的超前支护措施、衬砌支护参数和施工方法,并得出如下主要结论:(1)软弱富水地层超大断面隧道修建难度大,安全风险高,造价高,需结合隧道工程的具体条件制定切实可行的支护措施和施工方法;(2)为控制软弱富水地层超大断面隧道初期支护变形和初期支护措施转换,采用大墙脚基础和多重支护措施是必要的;(3)为控制软弱富水地层变形,超大断面隧道变形及坍塌,应采取强有力的超前加固及掌子面加固措施;(4)该研究成果可为软弱地层超大断面隧道设计、施工提供借鉴。     

CRD工法在客运专线隧道建设中的应用与思考

CRD工法是把整个断面划分成多个小断面进行分部施工的方法,每个小断面单独依次开挖支护,并独立封闭成环,最后形成隧道整个断面的开挖支护。具有开挖断面小,封闭及时,利于围岩稳定。相对比较安全的优点,适用于软弱破碎围岩、浅埋段施工和有严格控制沉降变形要求的隧道施工。由于独立断面小,短距离施工可以使用部分机械,但效率较低;长距离施工则完全依赖人工作业,工序转换复杂,施工进度异常缓慢。后续临时支撑拆除必须满足的条件和施工步骤都值得认真思考和探讨。对CRD工法在武广客运专线隧道中的施工情况加以介绍,为今后相同工程施工提供参考。     

大断面黄土隧道施工方法分析

研究目的:大断面黄土隧道开挖可采用双侧壁导坑法、CRD法、台阶法等,本文依托郑州至西安高速铁路大断面黄土隧道工程实例,通过对三种常用工法的理论分析,并结合现场初期支护下沉收敛、地表沉降的监测,对比分析各种工法的优缺点,提出适用于高速铁路大断面黄土隧道安全快速的开挖方法。研究结论:(1)在三台阶七步法、CRD法及双侧壁导坑法中,初期支护在施作二次衬砌前的安全系数分别为1.3、1.4、2.6,CRD法及双侧壁导坑法临时支护安全系数最小值为1.2、1.9,均能保证施工阶段的安全;(2)地表沉降值和黄土性质关联性更强,采用三台阶七步法和CRD法开挖,地表沉降值均在10 cm以上,双侧壁导坑法可将地表沉降值控制在5 cm以内;(3)高速铁路大断面黄土隧道无特殊情况下宜采用三台阶七步法开挖;(4)本研究成果可为类似断面工程的施工提供借鉴。     

建筑群下超浅埋大断面隧道开挖方案的选择

青岛海底隧道团岛二路匝道与左线隧道交叉口段为变截面特大断面,隧道埋深8～21 m,隧址处工程地质复杂,地表建筑物密集,确保建筑物和施工安全至关重要。对该段隧道开挖方案的选择和采取的技术措施进行介绍。     

基于拱盖法的超大断面暗挖隧道洞内逆作工法关键技术研究

基于拱盖法的超大断面暗挖隧道洞内逆作工法是借鉴"明挖逆作"的施工理念,采用双侧壁导坑法或其他分部开挖工法完成隧道拱部开挖与二衬拱盖施工,在拱盖形成后,隧道中下部断面通过永临结合的支锚体系和合理的施工组织,通过开挖支护与衬砌结构的逆作法施工减小工程风险,降低施工难度;在隧道中下部断面施工阶段,沿隧道纵向、横向、竖向进行三维空间施工组织,为隧道施工提供了充足的施工作业空间.目前,该工法已成功应用于重庆轨道交通环线一期工程民安大道站主体隧道工程建设.通过工程实践证明,该工法在降低工程风险、减小施工难度的同时,能有效提高施工效率、减少工程投资、节约工期.     

石太铁路客运专线大断面黄土隧道施工技术

介绍石太客运专线南庄隧道出口段DIK152+570~DIK152+933CRD法施工技术,对该大断面黄土隧道采用围岩预加固及辅助施工措施,开挖采用交叉隔壁法,及时封闭开挖面,做好衬砌支护,加强施工中的监控量测工作,并通过监控量测数据,分析掌握大断面黄土隧道围岩的变形情况,及时调整衬砌、支护时间及参数,确保隧道施工安全。     

渝怀铁路杉树陀特大断面隧道的进洞技术

瀹怀线杉树陀隧道进口，系超浅埋及岩溶地质段，洞身开挖跨度大，在施工过程中，采用洞顶天沟截流，边仰坡加固，地表锚杆及超前小导管双液注浆，上半断面台阶法留核心土开挖，下半断面分部开挖，20号工字钢架主动支护等技术。顺利穿过洞口浅埋及不良地质地段，实现了安全进洞。     

超大断面隧道变截面段施工技术研究北大核心

壁板坡特长隧道是沪昆客专全线控制性工程之一,该隧道采用合分修设计,合修过渡到分修由四个依次扩大的断面构成,均为超大断面。合分修过渡段施工面临跨度大、断面高、变截面等难点,隧道开挖、衬砌作业等与普通隧道有差别。本文根据壁板坡隧道合分修段施工实践,介绍了超大断面变截面施工过程中的总体施工方案、开挖方法、初期支护以及变截面二次衬砌施工等,总结了超大断面隧道变截面施工的技术要点。     

地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用研究

研究目的:围岩变形量过大、地表沉降开裂甚至塌方是浅埋大断面黄土隧道施工过程中最容易出现的工程病害。为解决大断面黄土隧道在浅埋地段施工过程中出现的地表与围岩变形难以控制、施工效率低下等问题,以在建银西高铁上阁村隧道浅埋段为试验工点,通过现场地表注浆与室内试验,从注浆前后地表沉降与围岩变形量及围岩物理力学参数变化等方面对地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用效果进行研究。研究结论:(1)地表注浆可以有效控制围岩变形和地表沉降,变形降幅可达27%～50%,注浆后可将地表与围岩变形量控制在规范允许值内,防止隧道开挖过程中出现地表裂缝、坍塌、拱顶沉降量过大等灾害;(2)采用地表注浆后围岩物理力学参数明显得到改善,平均增幅可达10%～35%,提升围岩强度与整体稳定性,确保隧道开挖安全;(3)地表注浆能够提前二衬施作时机,加快施工进度;(4)地表注浆形成的浆-土结合体具有明显的"挤密效应"和支撑作用,可以改善原状黄土的结构性;(5)该研究成果可为大断面黄土隧道的浅埋地段快速安全施工和设计提供参考。     

富水砂卵石地层双层衬砌类圆形断面矿山法地铁隧道适应性研究

针对富水砂卵石地层条件下矿山法隧道下穿既有地铁盾构隧道,首先从工期要求与既有工程经验方面进行总体方案设计,明确矿山法隧道近距离下穿既有隧道的优势;随后基于规范要求与富水砂卵石地层特性,提出施工变形控制标准;最后对初期支护+双层衬砌结构型式下的沉降变形、结构内力等进行深入分析,并与常规初期支护+二衬结构型式进行对比分析,明确双层衬砌结构型式的优势。研究结果表明:类圆形断面在减小隧道开挖轮廓与改善结构受力性能等方面具有明显优势,同时本工程双层衬砌构造型式,围岩荷载主要由二次衬砌承担,永久结构(三次衬砌)承担的荷载较小,永久结构在承载力与稳定性,尤其是安全储备方面具有明显的优势。     

高地应力板状软岩隧道大变形控制试验研究

研究目的:针对板状高地应力软岩隧道开挖的大变形问题,采用单层初期支护+双层二衬的结构形式进行支护,并进行现场试验,对初期支护、钢拱架以及两层二衬的变形与受力进行了测量,分析该支护结构在控制高地应力软岩隧道大变形方面的效果及该方案的可行性是本文的主要研究目的。研究结论:(1)传统的初期支护方式在控制高地应力软岩隧道的大变形方面效果不佳;(2)板状岩层的走向和岩层的倾角对高地应力软岩隧道开挖后的变形及受力会产生影响,一般来说,在垂直于板状软岩岩层(倾斜线)方向上的挤压力最大;(3)采用双层二衬结构,使初支与围岩一起产生变形而消除围岩的部分压力,第一层二衬起到强而稳定的支护作用并承担绝大部分的围岩压力,使第二层二衬受力很小而起到装饰作用,因此从高地应力软岩长期流变性的角度考虑,双层二衬结构对高地应力软岩隧道建成后的长期稳定性和安全运营具有很好的保障作用;(4)本研究成果可为类似工程的施工提供参考依据。     

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。     

深竖井条件下暗挖隧道施工机械配套分析

针对周边环境复杂、地质条件差的深埋地铁隧道施工扰动大的问题,以南宁地铁3号线青秀山站暗挖隧道为工程依托,提出以非爆破为导向的铣挖法施工技术。结合复杂隧道暗挖施工作业空间小、交叉节点多的特点,对隧道施工中垂直运输、挖装运、通风、超前支护和衬砌作业线机械配套选型进行分析,并在压入式通风的基础上计算了双线隧道所需风量。     

下锚段分离式模板衬砌台车成套设备与施工技术

目前铁路客运专线均为电气化高速铁路,设有绝缘下锚段。绝缘下锚段开挖方法按一般断面方法开挖,主要是二衬施工存在一定的困难,因为绝缘下锚段衬砌轮廓线比隧道一般断面大,且纵向长度均很短,所以在施工绝缘下锚段二衬时传统施工方法是用工字钢做拱架支撑,拼装小模板做面板,人工浇筑混凝土。由于此种施工方法存在一定的问题,结合以往施工经验,自行研制了分离式衬砌台车工法施工下锚段二衬。     

重载铁路隧道穿越富水砂层综合施工技术研究

重载铁路隧道长段落穿越第三系富水砂层,隧道开挖后,在地下水渗流作用下,富水砂层颗粒随水流失、粉质黏土含水率增大,诱发掌子面砂层、粉质黏土等变形失稳,局部甚至发生涌砂、突泥、突水现象,严重影响施工进度。为此,根据地层性质及成因分析,采用理论与现场试验相结合的动态设计,确保施工安全。设计中采用了对围岩超前预注浆加固封堵地下水、掌子面玻纤锚杆注浆提高核心土的整体稳定性,拱部超前大管棚预支护控制围岩变形,长导管泄水降压降低周边砂层的含水量,施工过程"快挖、快支、快封闭"的原则,从而实现安全开挖,快速通过的处理方案,可为类似工程提供借鉴。     

京张高铁隧道隐蔽工程施工质量控制及效果评价方法研究

铁路隐蔽工程的施工质量好坏直接关系到铁路建设工程质量,为了保证铁路隧道隐蔽工程施工质量与效果,有必要研究隐蔽工程质量控制及效果评价方法。依托京张高铁新八达岭隧道工程,对隧道建设施工过程中初期支护、仰拱及拱墙衬砌等隐蔽工程的施工质量控制现状进行阐述,提出通过施工信息化手段让隐蔽工程"去隐蔽化"是控制隐蔽工程质量的关键,针对较为重要的隧道爆破开挖和锚杆支护的施工质量效果评价进行探讨。其中,隧道爆破超欠挖质量控制通过三维激光扫描技术的点云模型达到可视化效果;锚杆支护的施工质量评价则基于现行铁路隧道工程施工质量验收标准,通过制定各评定项目的权重,对锚杆支护施工质量进行量化,该方法在保证成果数据的时效性和真实性的前提下,对隧道工程施工过程中的安全风险起到了有效预防作用。     

地铁暗挖隧道衬砌受力的优化设计

隧道衬砌作为主要支护受力体系,断面的形式对衬砌结构受力有很大的影响.目前国内外地铁隧道衬砌大都采用等厚度形式,这样会造成结构受力上的不合理和工程造价提高.以广州地铁6号线站后折返线暗挖隧道为例,通过对马蹄形断面进行不等厚衬砌断面优化设计,得到合理的断面形式,达到结构上受力合理、隧道的整体稳定性好、工程造价低等目的.     

基于正交试验的立体交叉隧道施工影响因素研究

通过既有隧道研究成果的归纳分析,重点对6种非支护因素开展研究,运用正交试验设计原理,设计了16种实验工况,并进行了数值建模分析,进一步通过对交叉点位置新建隧道开挖前后既有隧道的拱顶下沉、喷层轴力和二次衬砌应力的极差分析,探讨不同因素对立体交叉隧道施工的影响显著程度。研究结果表明:围岩条件、交叉角度和净距分别是影响立体交叉隧道施工的重要因素,且实例证明其与实际结果相符,可作为工程设计和施工的重要依据。     

大跨度四线铁路车站隧道内轮廓研究

对于大跨度四线隧道,相比传统单、双线铁路隧道,其开挖跨度及开挖面积要大得多。一方面,为提高隧道空间的利用率、降低工程成本,其断面形式将更加扁平,开挖后的应力重分布状态恶化,增加了隧道结构设计和施工的难度。反之,单纯从受力考虑,衬砌结构宜采用近圆形的内轮廓,导致空间利用率降低,开挖量及圬工大幅度增加,势必产生浪费,增加成本。基于贵昆铁路六盘水至沾益段增建二线上的乌蒙山2号四线车站大跨度隧道,在满足建筑限界及相关作业要求条件下,在技术可行、经济合理的范围内,通过对大跨度四线隧道不同扁平率洞室的围岩应力、位移及塑性区,衬砌结构的承载力及经济性对比等进行研究,以确定经济合理的衬砌内轮廓及其扁平率范围,为特大跨度隧道衬砌内净空拟定提供参考与指导。