富水风化花岗岩铁路深大竖井涌水治理施工技术——以大理至瑞丽铁路高黎贡山隧道1#竖井为例

为解决富水风化花岗岩地区修建超深铁路竖井建井过程中涌水淹井问题，以大理至瑞丽铁路高黎贡山隧道1#竖井建井施工为例，针对1#竖井地质条件复杂、地层富水高压、工作面狭小、抽排水难度大等特点，借鉴类似工程和现场试验总结，对竖井工作面“探注模式”、狭小空间钻孔施工、注浆控制及钻注段高优化、掘砌等技术进行研究。提出在富水花岗岩地区铁路超深竖井修建过程中采用“有掘必探、以堵为主、堵排结合”的施工原则和“工作面预注浆+井筒壁后注浆”涌水治理方式，不但能有效控制建井过程中开挖面涌水量，还可在一定程度上提高综合施工效率。     

花岗岩地区铁路深大竖井治水案例及治水效率分析

为研究铁路隧道竖井建井期间主要治水方案定量化选择的科学依据,从竖井建井方案定性选择的特点入手,依据高黎贡山隧道在火成岩地区竖井注浆堵水的实践,结合2个竖井建井期间2次地面预注浆、42次工作面注浆和47次壁后注浆的实测数据,统计注浆堵水后井筒内的剩余漏水量,计算3种注浆措施后的堵水率。基于数据挖掘和决策方法,分析计算单一或多种堵水措施实施后的堵水率数学期望,提出一种满足数学期望的花岗岩地区竖井堵水定量化评价指标。计算结果表明,采用多种注浆方式组合的综合方案较单一注浆方案处理竖井涌水量的能力提高12～15倍。建议花岗岩地区竖井建井前或掘砌前应采取系统化的堵水措施,保证建井安全,改善井内施工环境。     

改性脲醛树脂在高黎贡山隧道1号竖井注浆堵水中的应用

为解决富水花岗岩、高角度裂隙发育、高承压水等复杂地质条件下铁路隧道竖井施工安全及工期问题，在采用普通水泥和超细水泥等水泥基材料注浆效果不能满足施工需求的情况下，通过试验和方案对比后采用改性脲醛树脂材料进行注浆堵水，其浆液注入量、注浆孔剩余水量、井壁漏水量较普通水泥和超细水泥均有较大优势，能够更好地保证注浆效果，大大降低竖井施工淹井的风险； 同时，使用改性脲醛树脂注浆可以减少单孔复钻复注次数，节约钻孔、注浆时间。该材料成功用于高黎贡山隧道1号竖井建井施工中，有效解决了600 m以下深度竖井施工注浆堵水难题，杜绝了淹井风险，确保了竖井施工安全到底，使控制性工程工期得到了有效保障。     

高黎贡山隧道1号竖井设计及分析

为了满足高黎贡山隧道竖井施工任务要求，综合隧道所处环境及竖井能力需求，按照竖井井口、井筒、井下3方面统筹考虑的总体设计思路，提出高黎贡山隧道1号竖井设计关键问题的解决方案： 1）根据井口地形、地貌条件及提升设备、井口车场布置要求，合理布置井口场坪； 2）根据竖井功能定位，竖井宜采用主副井模式； 3）根据井下施工的出渣量、材料数量、人员进出量等综合考虑竖井断面尺寸； 4）当地质条件、水文地质条件允许时，竖井宜采用短段掘砌混合作业法施工，设置模筑混凝土井壁； 5）竖井提升设备宜按井下施工期间的要求考虑，建井期间各设备之间能力应匹配； 6）竖井施工能力应满足井下施工期间出渣、进料要求，并留有富余； 7）井底车场应结合运输方式及进料、出渣等功能要求确定； 8）竖井安全保障应首要解决地下水问题。目前高黎贡山隧道1号竖井主井已完成建井，结果表明铁路隧道竖井按照以上设计方法及思路是可行的。     

大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策

为解决高黎贡山隧道在施工中遇到的斜井软岩变形、竖井井筒防治水、TBM穿越不良地质卡机等难题,通过对存在问题进行理论分析、现场试验、方案优化、阶段总结,提出解决方案与关键施工技术,现场实践结果表明:1)斜井软岩变形采用"早成环、快封闭"、合理设置开挖轮廓线曲率、加强支护的综合防变形技术,达到初期支护不破坏、不拆换的目的;2)采取"有掘必探、以堵为主、堵排结合"的治水原则和地表深孔S型深孔预注浆关键技术,能够大大降低富水软弱花岗岩竖井建井淹井风险;3)通过采用小导洞工法能使敞开式TBM快速安全通过糜棱化花岗岩不良地层,充分发挥TBM的快速高效施工性能。     

高黎贡山隧道1#竖井（副井）突水淹井封堵施工技术

为解决高黎贡山隧道1#竖井（副井）掘砌时发生的高压突水淹井难题，根据地层特点和施工情况，分析突涌水原因； 类比其他行业深井淹井突水口封堵施工经验，提出水下混凝土直接封堵、静水压抛碴注浆封堵和改性水泥浆止水垫与注浆碎石堵水层相结合封堵3种方案并进行比选，选用在静水压状态下采用改性水泥浆止水垫与注浆碎石堵水层相结合封堵的方案，介绍其施工控制技术，并通过抽排水施工对封堵效果进行验证。结果表明： 1）改性水泥浆止水垫与注浆碎石堵水层相结合封堵方案中采取的改性水泥止浆垫参数设计、构筑止浆垫施工工艺、改性水泥浆的配比等施工技术能够满足深大竖井突水口封堵施工要求； 2）深水承压摄像头能够对施工过程进行有效监控，实施控制性排水能够准确检验封堵效果； 3）50 m厚改性水泥浆止水层能够达到封堵突水口的预期目的，完成后经抽水验证可知突水口封水率达99%，封堵效果较好。     

百店隧道第三系富水砂层快速施工关键技术研究

以山西中南部铁路通道百店隧道第三系富水砂层快速施工技术为例,根据砂层的物性参数及成因,采取理论和现场试验总结,合理优化注浆工艺,针对超前注浆加固方式、钻孔泄水降压,局部补充注浆及快速开挖封闭技术进行重点研究,提出"超前周边注浆+掌子面加筋注浆+加固体外超前泄水降压+开挖过程中补充注浆+快挖快封"的快速施工关键技术,不但能有效控制开挖过程涌水、流沙、工作面坍塌失稳现象,还可在一定程度上提高综合施工效率,节约施工成本。通过实践证明,具有较好的经济和社会效益,值得类似工程借鉴。     

湘江隧道大跨、浅埋段超前预注浆加固技术

针对长沙营盘路湘江隧道大跨段存在岩土交界面、板岩地层遇水崩解、稳定性差、埋深浅的施工难题,采用超前预注浆技术分部对隧道进行加固,通过注浆过程控制及效果检查确保注浆加固效果,并分析和总结了在全-强风化板岩、砂卵石地层中通过注浆技术堵水防渗,从而保证隧道开挖安全。     

铁路隧道深大竖井井位选择工程实践及主控因素分析

为确定铁路隧道竖井选址的关键性问题,分析煤矿行业立井井位选择的影响因素(如宏观选址和井口位置等决定性因素),对比铁路隧道竖井选址因素(包括辅助功能、地形条件、建井工程条件等方面),提出铁路竖井井位选择的特点,明确了需考虑区域水文地质条件、工程地质条件、局部地形条件以及井位与隧道平面关系的选址原则和要求。以大瑞铁路高黎贡山隧道竖井为例,对选址的主控因素进行了详细阐述,包括:施工组织需要确定的区域范围、地质条件细化井位的小区段、洞口场地条件适宜性确定的最终位置。最后,对铁路竖井井位选择的经验教训进行了总结、归纳,并提出如下建议:1)与煤矿专业相比,铁路竖井井位选择的技术路线、地质条件的控制重点不同;2)与铁路其他辅助坑道相比,铁路竖井更应重视工程地质条件的判识;3)应重视建井期间地下水防治方案对井位选择的影响。总之,铁路竖井具有一定的工效优势和经济性,区域水文地质条件的准确判识是井位选择的关键因素,高黎贡山隧道深大竖井的修建,为铁路隧道辅助坑道提供了新的选择。     

竖井突涌水淹井处理技术研究与应用

为妥善处理深大竖井由于地质复杂、地下水发育且补给足而快或开挖施工方法不当、技术及管理措施不到位等因素所致的突涌水淹井事故，以大瑞铁路高黎贡山隧道1#竖井副井突涌水淹井为工程案例，详细介绍如何用静水压注改性水泥浆垫封水法处理深竖井淹井事故，并提出一套适用于工期紧、淹井深、地质复杂、水源补给足而快等条件下的淹井处理参数，为水深超过600 m的淹井处理提供经验借鉴。     

竖井反井钻井法在地下水封洞库工程中的应用

地下水封洞库对地下水的保护要求严格,反井钻井法在钻导井时极易出现地下水的流失,且在扩挖时不易注浆堵水。为解决上述问题,首先通过采用水文地质探孔和地表预注浆等方法确定了反井钻井法施工方案,然后介绍了钻机选型及反井钻机作业原理,并对反井钻机的施工流程和安全保障措施进行了介绍,烟台LPG地下水封洞库工程采用反井钻井法施工后,竖井平均日成井2 m左右,工期为10个月。在确保地下水位稳定的情况下安全、快速、经济地完成了竖井的施工。     

黏土水泥浆在高黎贡山隧道深竖井施工中的应用

为解决隧道竖井修建过程中井筒范围内地层存在层数较多、较厚含水层而可能出现的突水风险,对黏土水泥浆液组成及特点,黏土水泥浆的浆液生产工艺、注浆设备、注浆压力、浆液扩散半径、注浆量、浆液浓度等具体参数进行研究,并将黏土水泥浆应用于高黎贡山隧道二号竖井地表深孔注浆,取得了较好的注浆效果。     

米仓山隧道深大竖井建井新法

为解决目前公路行业面临的大直径竖井建设缺乏相关规范支撑和竖井主要采用复合式衬砌及单行掘砌作业带来的工序复杂、建井速度慢、缺乏相应施工机械配套和安全性较差等难题，通过吸收煤矿深大竖井主流支护与掘砌技术，结合公路运营情况考虑送风井与排风井分设或通过中隔墙合设的布置方式，在公路行业现有支护与掘砌技术的基础上，对米仓山隧道通风竖井进行多方案研究，最终选定单层模筑混凝土衬砌与短段掘砌混合作业单井布置方案，并采用该方案安全快速地建成净直径9 m、深431.8 m的深大竖井。工程实践表明： 1)在同等通风面积下双井工程量要小于单井工程量，但由于其配套施工设备造价高，单井造价要低于双井造价； 2)单层模筑混凝土衬砌与短段掘砌混合作业方式在进度和施工安全等方面优于复合式衬砌及掘砌单行作业方式，可作为公路深大竖井建井新方法。研究结果可为今后深大竖井的修建提供技术支撑和为规范的修订积累经验。     

注浆加固工法在齐岳山隧道F11断层施工中研究与应用

在应对齐岳山隧道F11高压富水断层施工中,综合国内外类似地层的施工方法进行比较,拟采用注浆工法进行堵水加固施工处理,由于采用全断面超前预注浆工期长的缺点,在钻孔注浆方案设计过程,根据实际地质情况,大胆进行理论创新,将原帷幕注浆“柱状加固模式”,优化为“桶状加固模式”,在保证效果的前提下,减少工程数量,并在后续施工中推广应用,最终形成以封堵较大裂隙水和加固围岩为主要目的的围岩加固注浆模式,大大地缩短了施工工期。     

地面预注浆施工技术在井筒涌水防治中的应用

张集矿区地层位于裂隙破碎带且含水量丰富,为解决第2副井井筒地面预注浆施工难度大的问题,基于工程地质调研、技术设计和工业试验的方法对地面预注浆施工技术进行了研究。通过在井筒开凿前上部表土段采用冻结法施工、下部基岩段采用地面预注浆技术施工,并采用直孔和Y孔相结合的布置方式,实现了注浆、冻结和凿井"三同时"施工的目的,有效节约了工期。在整个施工过程中,采用自主研发的监控设备,实现了实时控制并获得了重要的注浆参数,同时采用压水试验的方法对注浆质量进行了效果评价。根据监测结果:1)各段终压值和注浆量均达到了设计要求,总注浆量达16 286 m~3;2)压水试验测得的地层渗透系数明显减小,井筒涌水量仅为2.27 m~3/h,说明该施工方法起到了很好的加固和堵水作用。     

新建隧道下穿施工对既有铁路的影响研究

隧道施工时势必会引起周围地层移动,当隧道下穿既有铁路施工时,就会引起既有铁路路基的不均匀沉降,影响铁路正常运营。以某新建地铁区间隧道下穿铁路的工程实例为研究对象,利用MIDAS GTS数值模拟软件对施工过程进行模拟分析。重点分析了隧道利用半断面深孔注浆时,不同的注浆半径对地层所起到的加固效果。在保证施工及运营安全又经济合理的前提下,提出合理的注浆加固范围（半径）,并提出保证铁路正常运行的针对性措施。     

第四纪地层沉井法施工注浆堵水施工技术

介绍了城陵矶长江穿越隧道南岸竖井第四纪地层沉井施工过程中,在遇到砾砂、卵石层地层时下沉困难而无法达到基岩层,提前封底采取沉井底部注浆堵水进行土体改良加固,形成注浆止水帷幕,保证竖井向下安全开挖的措施。     

庙埂隧道浅埋段地下水渗漏原因分析及处理措施

在建成都至贵阳铁路庙埂隧道进口长浅埋段,地表分布两个村庄。隧道开挖发生地下水渗漏,对地下水环境造成了破坏,致使地表井泉点干枯或水量减少,直接影响约680人的生产生活用水。为此,通过对庙埂隧道进口段大范围的水文地质调查,包括地下水含水岩组、补径排特征分析,并收集了施工段洞内及地表漏水现状资料,分析漏、失水原因,并提出“以堵为主,限量排放”的处理原则,采用洞内径向注浆结合超前周边注浆措施,达到堵水的效果,缓慢恢复了地下水环境。     

龙洲湾隧道富水地层注浆堵水施工技术及应用

为了解决龙洲湾隧道施工中出现的大断面富水地层的注浆堵水问题,从注浆堵水的原则、注浆材料的选择、注浆的方案等方面进行了全面的分析和论证,针对项目工程中不同的渗漏情况,提出了全断面超前帷幕注浆、局部注浆、径向注浆3种注浆堵水方式,在实践中综合使用以达到最佳注浆效果,并制定出了适宜本隧道特点的最优注浆堵水方案,确保了本隧道顺利通过富水段,同时优化和提高了目前的注浆方式和技术。     

胶州湾海底隧道注浆效果评价与影响因素分析

青岛胶州湾海底隧道地质构造复杂、埋深浅、穿越大量的断层和不良地质段,施工风险大,超前预注浆是确保隧道安全施工的重要保证措施。本文通过对胶州湾海底隧道F4-4断层钻孔注浆效果评价以及影响因素的分析,提出施工中需要关注的环节及改进的措施,确保每一个注浆段都满足止水加固要求,为胶州湾海底隧道的快速掘进、安全施工提供保证,也为其他类似工程施工起到借鉴和指导作用。