城市地铁穿越富水软弱地层施工技术

介绍南京地铁汉～上区间隧道穿越浅埋暗挖富水软弱地层段的施工方法及采取的施工控制措施。施工中采取的超前全断面注浆，配合管棚、超前小导管注浆施工措施，有效地封闭了掌子面开挖过程中的地下水，超前加固了开挖面土体，并解决了地下水对隧道开挖施工的影响。     

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。     

藏噶隧道穿越冰水沉积层围岩加固与掘进技术

藏噶隧道穿越长915 m冰水沉积层,土石粒径大小不均,孔隙率大,自稳性差,受地下水影响大,因此采取有效的地层加固止水措施极为必要。基于冰水沉积层地层特性和穿越该地层隧道施工风险分析,提出富水季节和枯水季节先分别采用“帷幕注浆+管棚+小导管”和“管棚+小导管”对围岩注浆加固,然后采用小断面三台阶开挖的施工方案。经实施隧道顺利穿越长距离冰水沉积层,达到了安全高效的目标。     

大断面富水地层暗挖隧道的施工技术

以正在建设中的北京地铁暗挖隧道为例,通过分析大跨度富水地层暗挖施工技术条件,采取超前降水、超前加固、超前止水、快速开挖支护等措施,确保了在富水地层暗挖施工进程中的安全.     

高寒特长隧道高应力富水环境下的结构技术研究

由于位于富水断层破碎带的山岭隧道地层岩性复杂、围岩破碎,地下水补给源充分,在施工中严重影响了隧道围岩的稳定性,极易发生高压突水等地质灾害。本文结合大坂山隧道富水断层破碎带的施工,通过使用FLAC3D有限差分数值模拟软件中的流固耦合模块,研究了该类高寒特长大隧道在高应力富水环境下的结构安全技术,分析了在断层破碎带区域施工过程中的渗流规律以及掌子面稳定性的流固耦合机理,并对隧道开挖过程中产生涌水灾害时掌子面前方水压、掌子面变形和掌子面塑性化规律进行了研究。在对比分析不同开挖方法的基础上,提出了合理的开挖方法和支护措施(采用小导管预注浆加固结合H175型钢进行支撑),有效地控制了围岩的变形,很大程度保证掌子面稳定。     

北京地铁10号线苏州街站砂卵石富水地层注浆加固技术

砂卵石富水地层具有结构松散、空隙率大、易流动坍塌等特点,在开挖过程中自稳能力极差,故开挖前需采取超前注浆加固措施,通过合理选择注浆材料和浆液的配比、注浆压力、注浆范围等,以达到加固地层,保证隧道施工安全和周边环境稳定的目的。介绍北京地铁10号线苏州街暗挖车站在砂卵石富水地层所采取的注浆加固施工技术。     

金温铁路汤村隧道穿越富水断层带施工技术

金温铁路汤村隧道穿越软弱地层,隧址区断层发育,涌水量大。施工时采取了洞内超前预注浆加固止水、洞身段长管棚超前预支护措施。通过规范施工工序,加强各工序的过程控制,坚持"管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、快反馈"的原则并严格按照三台阶四步开挖法组织施工,成功穿越富水软弱地层。     

构造破碎带隧道掌子面稳定性及加固效果分析

在构造破碎带地层中隧道开挖掌子面易失稳。采用有限元软件MIDAS/GTS模拟上下台阶法开挖,研究掌子面失稳机理及需采取的应对措施,并提出8种掌子面加固方案。结合洞内掌子面与拱顶监测数据,研究各加固方案下掌子面挤出位移、拱顶沉降位移及掌子面塑性应变。研究结果表明:构造破碎带掌子面挤出位移过大,地层软弱易进入塑性状态致使掌子面失稳;上台阶掌子面的中下侧为最容易失稳部位;采用原始支护+注浆加固4 m的方案对掌子面注浆加固能降低掌子面挤出位移、拱顶沉降位移及塑性应变,该方案支护效果最佳。     

冻结法在城市地铁矿山法隧道中的应用

冻结法在作为矿山法隧道的一种辅助施工方法,代替了当矿山法隧道浅埋且位于富水的软弱地层时传统的地面注浆、大管棚、小导管、洞内注浆等辅助施工措施。其原理是在隧道周围布置水平冻结孔,并在冻结孔中循环低温盐水,使冻结孔附近的含水地层结冰,形成强度高、封闭性好的冻结壁(冻土帷幕),然后在冻结壁的保护下运用矿山法进行隧道开挖与构筑施工。     

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。     

富水糜棱岩地层大断面隧道施工技术

广昆铁路秀宁隧道为双线大断面隧道,出口段550 m为富水糜棱岩地层,施工难度极大。在对糜棱岩物理性质、组成及结构特征、抗剪强度及水稳性、渗透特性进行分析的基础上,先采用超前预注浆及施作大管棚超前支护等措施对糜棱岩地层进行加固,同时局部设置引水导管使得糜棱岩快速排水固结,然后进行四台阶九步开挖法施工。隧道开挖时可见大量明显的浆脉和浆柱,表明在富水糜棱岩地层中注浆起到了劈裂和挤密的作用。该施工方法不仅能加快施工进度,而且能较好控制大断面隧道施工时的围岩变形,尤其是对富水糜棱岩等软弱地层的安全、快速施工具有较好的适应性。     

禾洛山隧道富水地段施工技术

研究目的:隧道穿越富水地层时,极易发生涌水、突水事件,造成隧道塌方,支护变形等质量事故,严重影响隧道正常施工,并给人身设备安全造成巨大安全隐患。为保证正常施工,最大程度地减少富水隧道施工中造成的工程投入和人员伤亡,迫切需要解决这方面的施工技术难题。研究结论:隧道穿越富水地层时,必须做好地表宏观地质预报和施工中的预报工作。隧道开挖中,集中股状型涌水采取了掌子面和掌子面后方同时进行超前引水措施,开挖支护采取正台阶法预留核心土施工,超前支护使用3排超前小导管。片状型涌水采用掌子面超前引水措施,掌子面出现凝灰岩的按照三台阶法开挖支护,上台阶预留核心土,超前支护使用2排小导管。没有出现凝灰岩的按照正台阶法施工,上台阶预留核心土,超前支护使用3排小导管。     

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。     

软弱砂层下的地铁隧道穿越建筑物的加固技术及注浆控制效果分析

地铁隧道在富水软弱砂层下穿越建筑物时,容易引起开挖面涌水突泥、围岩滑塌失稳以及建筑物不均匀沉陷等工程灾害。以青岛地铁枣李区间隧道软弱砂层带下穿建筑物工程为例,提出了全断面超前帷幕注浆、初支背后径向注浆及洞内补偿注浆联合加固技术。通过数值计算考虑注浆膨胀作用,分析了隧道下穿施工过程的地表变形及建筑物稳定性特性。研究表明:隧道在软弱砂层中采用全断面超前帷幕注浆会引起地表隆起现象,双线隧道地表呈现M型隆起变形,后开挖隧道变形值较大;地表建筑物在注浆膨胀作用下表现出正曲率变形,后开挖隧道正上方建筑基础最易发生破坏;穿越富水软弱砂层时不能一味提升注浆压力来提高地层刚度,应与现场监测结合进行施工控制。     

超高压旋喷注浆法在卵石地层的应用试验研究

研究目的:为解决超深富水卵石地层的止水加固难题,在北京某在建工程基坑中的富水密实卵石地层中开展超高压旋喷注浆法加固现场试验,由地面垂直实施数组咬合或单一的超高压旋喷试验桩,在基坑开挖过程中对超高压旋喷试验桩的成桩直径、桩体强度、桩间咬合、咬合体强度及渗透系数进行现场测量和试验测定。研究结论:(1)超高压旋喷注浆法在超深富水密实卵石地层中能形成1.5 m以上直径的加固桩体,试验最大直径2.6 m;(2)超高压旋喷桩间能形成完整咬合体,旋喷桩及桩间咬合体平均强度达10 MPa以上,渗透系数达10-8cm/s级别,能实现卵石地层的加固或注浆止水;(3)超高压旋喷注浆技术在超深富水卵砾石地层中是适用的,技术可行,可以作为超深富水卵砾石地层加固和注浆止水的辅助工法加以推广应用。     

青岛仰口硬岩大断面隧道的设计和快速施工

研究目的:青岛仰口隧道长约3 900 m,是青岛滨海公路的控制性工程.双向双洞六车道,隧道宽16.8 m,高9.6 m,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用锚喷支护,二次衬砌采用模筑混凝土结构.隧道穿越地层为花岗岩,Ⅴ级围岩段约400 m,国内目前一般大断面软弱围岩采用"CD工法"、"CRD工法"或双侧壁导坑法分块施工,工序转换多、施工速度慢且大型机械无法作业,临时工程和废弃工程量大.研究结论:为了实现大型机械化作业加快施工进度和减少临时工程废弃量,Ⅴ级围岩段采用导管超前注浆加固,初期支护适当加强并紧跟掌子面,隧道采用全断面和台阶法开挖,便于大型机械配套作业,加快了施工进度,平均单掌子面月开挖成洞140 m.硬岩隧道III级、Ⅲ级、Ⅴ级围岩段可以采用台阶法开挖.     

WSS工法在下穿京密引水渠暗挖地铁施工中的应用

随着北京轨道交通昌平线建设的快速推进,在下穿京密引水渠暗挖隧道施工时,遇到饱和动态含水砂层,在该种地层中开挖施工隧道极易发生涌水和流砂等工程灾害。目前,在该种地层中施工隧道,通常采用明挖法、盾构法或冻结法等施工方法,施工效果一般,施工成本较高。而北京地铁昌平线下穿京密引水渠段采用暗挖法施工,地下水位高,如何有效止水并保证京密引水渠安全是工程顺利施工的关键,也是整条地铁线的一大技术攻关难题。基于此对止水工艺进行比选,结合昌平地铁下穿京密引水渠暗挖隧道施工情况,对饱和动态含水砂层中止水工艺进行对比研究,结论为:W SS二重管注浆+超前小导管注浆结合的注浆止水加固法可满足工程需要,实践证明施工效果良好。     

矿山法隧道下穿高层建筑锚杆基础影响分析

为保证矿山法隧道下穿浅基础高层建筑的安全性,确保高层建筑抗倾覆能力不被削弱,采用有限元分析方法,结合规范要求,分析矿山法在隧道下穿浅基础高层建筑过程中建筑抗拔锚杆基础受到的影响;对比地层加固前后锚杆基础的受力状态,分析地层加固的作用效果。有限元分析及规范公式计算表明：隧道开挖引起锚杆基础周边地层向隧道方向位移变形,对锚杆基础起到拉力作用,导致高层建筑的抗倾覆安全系数降低;地层注浆加固措施能有效减少隧道施工对锚杆基础的影响,注浆范围可根据隧道施工影响线进行优化。     

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。     

浅埋富水卵石土岩层隧道地表止水注浆施工技术

浅埋富水卵石土岩层隧道在富水地段易发生较大规模的突涌泥石流。以紫云铁路跑马岗隧道DK14+300掌子面突涌泥石流地段所采取的掌子面流坍体封闭、地表止水注浆施工技术为例,阐述施工过程的技术参数确定、设备配置、工艺以及注意事项等关键内容,为同类工程建设提供借鉴。