第三系砂泥岩隧道贯通段安全施工技术研究

以双丰隧道第三系富水砂泥岩地层剩余59 m贯通段为工程背景,结合第三系砂泥岩地层的特点对隧道曾发生严重的涌水突泥事故原因进行研究,并对后续施工技术重难点进行详细论述与分析。通过采取综合泄水、降水、减压施工方法与全断面超前注浆加固施工方法、超前锚固及支护施工方法、三台阶临时仰拱+中立柱施工方法等综合施工技术实现剩余段落的安全贯通。最后对施工效果进行综合评价,以期为类似隧道地层施工提供借鉴。     

突泥涌砂造成隧道冒顶塌方的处理

梁府台隧道塌方冒顶段为下第三系砂岩夹泥岩与白垩系泥灰岩夹页岩的接触带,围岩总体上成岩作用差,开挖过程中因突泥涌砂造成塌方冒顶。本文从地质情况的突变性和施工的规范性等方面分析了事故发生的原因,根据实际施工条件及工期要求,制定以超前大管棚配合帷幕注浆的处理方案。大管棚对于塌方冒顶段加固效果良好,提高了塌方段围岩的整体性,改善了隧道结构的受力。帷幕注浆加固可以很好地处理本隧道出现的突泥涌砂,防止了开挖过程中出现围岩失稳,降低了隧道塌方段施工的风险。     

富水砂岩、泥岩隧道泄水降水减压施工技术研究

双丰隧道穿越第三系富水砂泥岩段,由于该段地层性软,地下水丰富,施工中曾先后发生两次较大涌水突泥事故,施工难度极大。结合双丰隧道,分析了第三系富水砂泥岩地层的特点,详细介绍了第三系富水砂泥岩地层泄水降水减压的综合施工方法,并对各种方案产生的效果进行合理分析与总结,为类似隧道地层施工提供借鉴。     

隧道富水砂质泥岩与安山玢岩接触带施工技术研究

结合双丰隧道第三系砂泥岩与安山玢岩接触带特性,通过隧道结构方案的综合研究、试验段结构受力监测、洞室变形监测、数值模拟等方法,确定了不同条件下合理的支护参数、施工方法和辅助工程措施,全面控制了隧道变形;认真分析接触带的富水情况,砂质泥岩遇水软化膨胀和流变性,以及接触带地段的施工技术重点、难点,制定切实可行的接触带施工方法、施工工艺等,规避塌方风险,保证施工顺利进行和施工安全。     

双丰隧道第三系砂泥岩地层涌水涌泥原因分析及处理措施

针对牡绥线双丰隧道穿越第三系砂泥岩的涌水涌泥问题,通过专项勘察、超前地质预报及室内试验、原位试验等方法,研究了涌水涌泥段的地质构造、水文地质情况及第三系砂泥岩的工程特性,并分析了第三系砂泥岩地层的失稳模式和涌水涌泥机理。结果表明:受开挖扰动地下水大量渗入,致使砂泥岩结构破坏并失稳;拱顶支护不足以支撑砂泥混合物与抗拒动、静水压力而产生变形,最终在薄弱处发生涌水涌泥。采用超前注浆加固及锚杆支护、泄水减压、三台阶临时仰拱+中立柱支护等措施治理后效果良好,双丰隧道得以在涌水涌泥段安全贯通。     

富水粉细砂岩隧道涌水涌砂处理技术研究

第三系富水粉细砂岩层隧道地层含水量高,开挖后稳定性极差,极易发生围岩变形、坍塌、流砂,施工难度大,安全风险高。本文以兰渝铁路马家坡隧道为背景,以隧道涌水涌砂事件为切入点,分析了富水粉细砂岩涌水涌砂原因,提出了"抽排水+注浆加固+六部CRD开挖+加强初支+综合降水"相结合的施工方案,即采用后退式分段注浆加固和六部CRD开挖施工工艺,并通过加强初期支护,轻型井点降水+深井真空降水,有效解决了隧道涌水涌砂问题,保证了施工顺利进展。     

水底矿山法隧道浅埋大跨段软弱地层加固试验研究

长沙市某水底隧道为双向四车道隧道,隧道结构形式设计复杂,分别由大跨隧道、小净距隧道、分离式隧道和明挖隧道组成。其中大跨段隧道覆土浅,围岩整体性差。对该段全断面注浆加固围岩的设计施工进行全面分析,研究成果表明：全强风化软弱地层最初注浆以普通水泥单液浆,随后采用超细水泥浆注浆效果更好;采用全断面超前预注浆处理全强风化软弱地层的注浆长度不宜超过23～24 m;采用全断面帷幕注浆措施加固围岩,对控制隧道透水性及掌子面稳定性取得较好的效果,为长沙地区水底隧道工程提供了典型参考案例。     

隧道穿越富水泥岩断层破碎带超前帷幕注浆技术

郑万高铁巴东隧道穿越的三叠系中统巴东组泥岩,具有一定膨胀性,遇水软化,自稳性差,在三峡库区被称为"易滑地层",并且隧道洞身穿过50 m长断层破碎带,采取有效的地层加固措施极为必要。在对泥岩基本地质特性分析的基础上,针对性地提出了超前帷幕注浆方案,并结合洞身超前管棚提高帷幕胶结体的承载能力,最后通过钻孔成像、现场监测等方法对帷幕注浆效果进行评价。实践表明,帷幕注浆后,掌子面围岩加固止水效果良好,有效保证了富水泥岩断层破碎带的稳定性,确保隧道施工安全。     

浅埋暗挖隧道袖阀管注浆加固技术的应用

结合北京地铁8号线清河小营站—永泰庄站区间,阐述了袖阀管注浆加固技术的原理、特点及其施工参数和工艺流程。隧道在穿越一些重大管线时,施工风险较大,对施工要求较高。北京地铁8号线二期清河小营站—永泰庄站区间右线岔线段为矿山法大断面,采用袖阀管注浆加固技术成功穿越了风险源,确保了风险源及隧道自身的安全。     

大断面客运专线隧道穿越第三系富水复合地层设计关键技术研究

大西客运专线干庆隧道通过我国中西部地区广泛分布的第四系、第三系等新生代地层,此套地层以粉质黏土、砂层、黄土为主,地层分布随机,且砂层富含上层滞水性质囊状水,在施工过程中多次涌砂涌水。针对大断面客运专线隧道穿越第三系富水复合地层施工技术难题,研究提出隧道掌子面稳定措施和超前预加固措施,有效解决涌砂涌水问题,确保施工安全。     

黄土隧道基底区域围岩应力分布规律研究

为研究黄土隧道基底区域围岩压力的分布规律,采用数值方法建立三维有限元模型,用围岩应力等效围岩压力,分别考虑隧道不同施工方法、不同埋深的影响,从而得出隧道基底区域围岩压力在上述影响因素下的变化规律。分析可得台阶法基底围岩竖向应力值比其他施工方法小,CD法和CRD法在基底中线区域竖向应力值较大;在所研究的埋深范围内随隧道埋深的增加,其基底竖向应力值随之增大且埋深每增加10 m竖向应力增大系数在1.2~1.4等结论,为基底处理方案提供参考。     

富水蚀变岩大断面高速铁路隧道开挖大变形控制技术

以富水花岗岩侵入蚀变带区域高速铁路隧道建设为背景,对隧道开挖围岩变形控制技术进行研究。运用隧道工程理论、数值模拟和现场监测等技术与方法,提出了从全断面开挖法、台阶法、CD法到CRD法的安全度逐渐增加的隧道开挖方法,确定了避免富水花岗蚀变岩进一步应变软化和力学参数弱化的隧道开挖支护结构形式及其参数,得出了适当加大预留变形量结合衬砌紧跟的施工工艺。实践表明,按研究出的开挖方法和支护方案进行施工,可以有效控制隧道围岩大变形而使变形快速收敛,能够减少侵限处理工作量,并确保富水花岗蚀变岩隧道开挖时围岩稳定和地下工程结构安全。     

冰水堆积体隧道施工过程变形与受力分析

为探明冰水堆积体公路隧道施工期间围岩变形和支护体系特性,以在建国道317线雀儿山隧道为工程依托,通过现场实验对冰水堆积体围岩物理力学参数及施工特性进行分析,采用现场测试方法对施工过程中隧道地表下沉和洞周变形,锚杆轴力、钢拱架内力、围岩-初期支护接触压力等支护体系特性进行研究。结果表明:(1)冰水堆积体围岩隧道粒度粗细悬殊且粗细混杂岩性变化大,垂直方向上主要分为冰水积含碎石砂卵砾石层和冰漂砾块碎石层;(2)水平方向上围岩构成和分布是影响锚杆轴力、拱架内力、围岩与初支的接触压力变化及分布的主要影响因素;(3)采用三台阶预留核心土法施工安全可控。     

张集铁路旧堡隧道断层破碎带初期支护大变形原因分析及治理措施

旧堡隧道穿越太古代变质岩系,构造发育、岩体破碎,地质条件极差。隧道于DK28+380~DK29+630段穿过断层及其影响带,施工过程中多次发生溜渣突泥突水塌方并引起初支大变形,严重影响施工安全及工程进度。结合该段地质条件,从围岩岩性特点、岩体结构特征、多期构造运动叠加及地下水共同作用等几个方面,探讨该隧道大变形的原因和机制,并阐述了后期施工中采取的加强结构支护、注浆加固、增设临挡护墙等处理对策,对类似工程地质条件地区隧道施工支护有一定的借鉴意义。     

水平后退式注浆技术在高速铁路隧道穿越富水砂砾地层中的应用

为解决宝兰客专石鼓山隧道DK639+612.9处突水、涌水、涌砂、塌方等危害,在富水饱和砂砾地层施工中采用水平深孔后退式二重管注浆工艺,隧道开挖轮廓线外3 m范围内局部布孔注浆,封堵地下水和加固围岩,从注浆后检查孔检查及开挖过程中揭示情况,深孔后退式二重管注浆超前止水及加固围岩效果良好,能确保顺利、安全穿越富水饱和砂砾地层。在确保施工安全和质量的前提下,施工中创造了Ⅵ级围岩地段单月开挖支护40 m的进度指标,为富水饱和含砂砾层地段及类似地段高风险隧道的施工建设积累了重要经验。     

高铁隧道穿越断层破碎带施工方法及稳定性分析

针对新建福州—厦门高速(350 km/h)铁路碧峰寺隧道穿越F7断层破碎带施工潜在的地质灾害,提出隧道采用三台阶临时仰拱、超前帷幕注浆、弱爆破、早封闭、勤量测的联合施工方法穿越断层破碎带,利用有限差分程序建立了三维数值计算模型,研究了施作和未施作超前注浆预加固作用下隧道施工破碎带围岩的稳定性。研究表明:预注浆加固措施作用下,断层破碎带隧道施工围岩最大变形量降低了137.8 mm,达到了设计的预留变形量,拱顶和拱脚附近应力集中明显减弱,改善了围岩的稳定性,提出的施工方法对破碎带围岩扰动小;结合现场施工监测数据,验证了这种断层破碎带联合施工方法的可行性和适用性;最终隧道施工成功穿越了断层破碎带,保障了工期和施工安全,能为类似工程提供借鉴意义。     

客运专线铁路大断面隧道断层涌水、涌泥处治技术研究

某山区客运专线铁路隧道施工中遇到韧性剪切带夹泥化夹层,岩体软弱破碎,泥化夹层呈软塑状,地下水丰富,造成掌子面涌水、涌泥,危及施工安全。为有效加固软弱泥化夹层段落,保证隧道安全、稳定、快速的施工通过,结合施工期间的涌水、涌泥概况及成因分析,对超前帷幕注浆和周边水平旋喷桩进行比较后,最终采用了"正面封堵、高位截排"的综合处理原则,即掌子面采用超前帷幕注浆加固,并通过分析法、检查孔法对注浆加固进行效果检验,同时在线路一侧设置一处高位泄水洞引排水。采取以上处理方案后,可以满足该段落安全稳定的开挖要求,取得了较好效果。     

综合测井技术在太行山隧道勘察中的应用

研究目的:根据石太客运专线27.87 km长的太行山隧道洞身岩性以石灰岩、白云岩为主夹薄层角砾状泥灰岩、石膏岩及其次生的膏溶角砾岩,通过地区全部处于地下水的补给区,隧道区内断裂构造较发育,地下水较丰富的情况,在地质勘察阶段查明洞身岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。研究方法:布置23个地质钻探孔,选择声波波速、视电阻率、自然电位、井温、井斜五个测试参数,同时以井中全景式彩色电视检测为补充,开展综合测井工作,采用概率统计方法对测试参数进行统计分析。研究结果:不同的岩性具有不同的概率曲线特征,灰岩、断层角砾岩、膏溶角砾岩离散度大,岩石破碎可能性大,对施工影响大。而鲕状灰岩、花岗片麻岩离散度小,岩石发生破碎的几率小。井中电视观测是对地下水出水情况进行判断最直接的方式。研究结论:采用上述方法可以准确判断岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。     

广昆铁路秀宁隧道不良地质段综合施工技术

秀宁隧道为双线大断面铁路隧道,全长13 187 m,是在建广昆铁路的控制性工程。隧址地段的工程和水文地质条件极为复杂,施工非常困难。主要不良地质有隧道出口滑坡、富水断层破碎带、富水岩溶、高地温、高地应力、放射性、煤层瓦斯及有害气体、软岩大变形、岩爆等。结合秀宁隧道隧址地层的地质条件,从隧道掘进、施工通风、安全生产等方面介绍秀宁隧道的主要施工方法和对策;另外对超前地质预报及工程难点与对策也作了说明。秀宁隧道的施工实践对类似地区长大隧道的施工有较好的参考价值。     

隧道穿越水库下断层破碎带帷幕注浆施工技术

通过燕居岭隧道穿越水库下断层破碎带施工实例,系统地介绍了采用帷幕注浆加固围岩的原理、设计、施工方法、施工工艺、浆液调制等,对隧道穿越水库下断层破碎带提出了一种行之有效的施工方法,该方法对同类工程具有借鉴作用。