包西铁路郝家村隧道水平岩层坍塌整治技术探讨

基于包西铁路郝家村隧道区域工程概况及水文地质条件，对隧道水平岩层的地质特征及工程特性进行研究，初步分析围岩变形垮塌的演化机制和破坏机理；提出水平岩层坍塌的整治原则，探讨水平岩层坍塌隧道的开挖方法、支护措施和监控量测技术；指出水平岩层坍塌段施工的注意事项，为“安全、经济、优质、快速”施工提供有力的技术支撑。     

水平岩层隧道超挖原因及合理超挖数量分析

研究目的:蒙华铁路蒙陕段存在水平岩层,多为粉砂岩夹薄层泥岩,层状构造,层间结合差,节理裂隙发育。水平岩层段隧道施工时拱部水平节理岩隙处易发生掉块剥落,开挖找顶、排险作业后常表现为不规则矩形或平顶;仰拱开挖后基底清理时顺水平节理剥离,岩块脱落较严重,开挖轮廓墙脚"弧形位置"处超挖严重。现场实测超挖量远超规范允许值,导致隧道开挖、出渣运输及超挖回填等数量不同程度增加,因此有必要针对水平岩层段隧道超挖回填的合理数量进行分析研究。研究结论:(1)水平岩层隧道的超挖与爆破作业扰动、开挖应力释放、地下水影响、隧道不同部位、洞身围岩强度及施工方法等均有关;(2)结合大量现场写实与测量数据,采用数理统计分析方法,遵循实事求是原则,扣除施工误差影响,得到了隧道在Ⅱ～Ⅴ级围岩拱部/边墙/仰拱(底板)各部位、有水/无水工况条件下,更加贴近现场实际的、合理的超挖及回填数量;(3)本研究结果可为水平岩层条件下隧道设计、现场施工、验工计价等提供一定的借鉴和指导,也可为同类型地质条件下隧道施工定额的研究提供参考。     

水平层状岩体隧道超欠挖控制爆破技术

在水平层状岩体中进行隧道钻爆施工,由于岩层间夹制力非常小,极易受到震动而松弛、掉块,难以形成设计要求的拱形轮廓,超、欠挖现象严重。从大林隧道水平岩层的具体特点出发,分析了影响光面爆破效果的主要因素,并通过不断调整各爆破参数和加强施工管理等现场试验,总结了一套水平层状围岩光面爆破的施工技术。结果表明:该技术减少了超欠挖,改善了开挖质量,较好地解决了水平岩层成型困难的问题。     

不同倾角层状围岩隧道开挖松动圈的范围与分布

层状围岩隧道在施工扰动下极易出现拱部严重超挖、掉块、离层、弯折、坍塌等工程问题,快速准确地确定围岩松动圈的范围和分布规律,对选择合理的支护设计参数以及消除安全隐患十分重要。以延安安塞经志丹至吴起高速公路大梁峁隧道为工程依托,采用离散元软件UDEC对岩层倾角分别为0°,15°,30°,45°,60°,75°和90°的层状围岩隧道开挖过程进行数值模拟,分析围岩松动圈的范围及分布规律。结果表明:岩层倾角为0°(水平)时,围岩松动圈范围最大,且出现在隧道拱顶处,松动圈范围为1.6～2.6 m;岩层倾角为0°和90°时,围岩松动圈沿隧道轴线对称分布;岩层倾角为30°,45°,60°,75°时,围岩松动圈呈不对称分布,且存在偏压现象。     

深埋隧道岩溶突水灾害的地质条件研究

研究目的:明确岩溶山区深埋隧道施工突水灾害形成的地质条件,给隧道施工地质超前预报工作提供技术基础。研究方法:在现场调研的基础上,对宜万铁路岩溶地区的隧道工程进行了多方面的分析。研究结果:得出了深埋隧道施工过程中揭露的深部岩溶地质特征,岩溶洞穴、管道的形成与地层岩性、岩层构造、褶皱形态、岩层产状、断层特征等岩性构造因素的相关性,以及岩溶地貌和地下水条件与隧道突水灾害的关系。研究结论:岩溶突水地质灾害可能发生的工程位置与岩性分异界面、岩层接触界面、褶皱核部转折端、断层等地质因素有密切关系,这些部位是大型岩溶洞穴可能出现的位置,因此隧道线路上这些地质位置也是岩溶突水灾害形成的可能部位。在此基础上提出了岩溶山区隧道施工过程中岩溶灾害危险地段的判定原则。     

高原高寒高应力板岩施工技术研究

高原高寒高应力板岩隧道监控量测技术,能及时地掌握围岩动态的变化,随时监控到围岩的变形情况。根据监测结果指导隧道施工,提前做好隧道的大变形和坍塌掉块的预防和加固工作,为施工单位在高应力板岩施工方面提供一些参考经验。     

郝家村隧道水平岩层坍塌整治技术

结合郝家村隧道施工实例,首先阐明了研究水平岩层垮塌整治的必要性,然后介绍了隧道工程区域内的工程概况及水文地质条件。在此基础上对郝家村隧道水平岩层的地质特征以及工程特性进行了研究分析,指出了围岩变形垮塌的演化机制和破坏机理。最后对坍塌段的整治原则、开挖方法、支护措施、监控量测技术进行了探讨,并针对郝家村隧道的具体情况,给出了相关隧道施工的注意事项。     

绳索取芯钻进中钻井液与套管护壁技术在破碎地层中的研究应用

大瑞线福星隧道深孔勘察钻进片岩及断层破碎带过程中,遇地层松散、易坍塌、掉块、缩径等问题,采用低固相钻井液与井管护壁技术和金刚石绳索取芯钻进工艺等综合治理,取得了效率高、成本低、效益好的成果。     

中铁二十二局在建工程重点科研项目——兴源隧道高地应力软岩大变形控制技术

牡绥铁路兴源隧道全长3427m，双线，设2座无轨运输斜井，斜井总长750m。隧道穿越地层为薄层炭质泥岩，现场判定围岩为Ⅵ级，具有明显的不均匀性，受区域地质构造的作用明显，且岩层走向不利于隧道稳定，卸荷效应强烈，初期支护易产生开裂、钢架扭曲、剪断、喷砼掉块等大变形现象。     

地铁盾构双隧道施工诱发的地层变形规律分析

以大连地铁202标段双隧道盾构施工工程为背景,考虑土体的分层以及隧道施工过程中盾构推进、注浆和衬砌拼装等工序,运用FLAC3D软件对盾构双隧道同向先后施工过程进行三维精细数值模拟,并与现场测量数据进行对比分析.结果表明:先施工的右线隧道掘进完成后,隧道上方各层土体越靠近地表,盾构施工引起的地层竖向变形越小,而地层的沉降槽宽度越大,地表沉降槽宽度系数为0.56;近距离双隧道同向先后开挖时,土体相互扰动,地层距离隧道轴线的高度越小,地层竖向变形非对称“双峰”特征越明显,岩层的成层性使得双峰特征消失时岩层距离隧道轴线的高度有差别;两隧道中心线和轴线附近地表有不同方向水平变形,此区域的桩基、剪力墙在隧道掘进时将受到附加剪切作用,易出现裂缝,故在施工中应做好切实的防护措施;监测结果验证了数值模拟方法的正确性,在盾构掌子面距离监测点12 m范围内,地表沉降发展得较快.