大管棚超前支护技术在南山隧道岩溶处理施工中的应用

阐述超前大管棚支护设计与施工在南山隧道岩溶处理过程中的应用,重点介绍大管棚支护的施工工艺、安全措施及效果评定等。工程实践表明,以大管棚为超前预支护的方法在充填型岩溶处理中是有效的,其成功经验对后续工程有指导作用。     

川藏公路隧道洞口段棚洞方案研究

依托G4218高等级川藏公路项目，介绍了国道G318既有棚洞应用现状，并对多种棚洞方案进行了分类研究。针对地形条件复杂、地质环境恶劣的隧道洞口选址难题，提出不同的隧道洞口段棚洞解决方案，同时通过建立有限元数值模型对典型隧道洞口棚洞结构方案进行优化设计，并总结了棚洞设计过程中的要点。     

广梧高速公路岩溶区溶洞处治设计

本文介绍了广梧高速公路岩溶区的勘察方法、岩溶分布及特点和岩溶的处治原则及处治方案,提出对于一般路基工程,主要应对土洞进行处治。本文可为灰岩地区高速公路的溶洞处治设计及施工提供借鉴与参考。     

公路棚洞结构形式初探

结合我国公路建设情况,遵循资源节约、环境友好的建设理念,提出山区公路棚洞建设的原则,并依据不同的分类办法提出棚洞结构形式及其适用性,对棚洞、隧道、边坡建设方案进行对比分析,提出棚洞建设的经济性,可为山区公路设计施工提供指导。     

公路滚石荷载下不同结构类型棚洞的抗冲击性能分析

随着棚洞应用数量的不断增加,其安全性和稳定性越发值得重视,然而在实际工程应用中棚洞被砸坏的案例仍是屡见不鲜。借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立不同类型棚洞的有限元模型,并对滚石冲击下的不同结构类型棚洞的响应进行了数值仿真。研究表明:(1)滚石冲击荷载会使棚洞结构中产生冲击波,冲击波的传播会引起结构应力和变形震荡,门式棚洞比半拱式棚洞的震荡反应明显;(2)抗冲击性能方面,斜柱式棚洞比直柱式棚洞更优越,半拱式棚洞比门式棚洞有优势;(3)门式棚洞和半拱式棚洞在冲击作用下的结构最危险处都位于立柱顶部内侧。首次从结构角度出发研究棚洞的抗冲击性能,其成果完善了棚洞既有理论,并为今后棚洞的合理设计和施工具有重要的指导意义。     

岩溶地质特征下的溶洞地基处治研究

为研究贵州某机场在岩溶地质特征下的溶洞地基处治,通过对岩溶环境开展调研,依据工程勘察报告及机场岩溶发育特征,结合工程实际设计施工及检测成果,研究溶洞地基处理适应性处治技术。主要用强夯法处理岩溶洼地、漏斗、塌陷、落水洞,以及充填类型的洞体等溶洞地基;用清爆强夯法处理隐伏溶洞;用地面搅拌高压灌注C15号混凝土处理未充填或半充填类型的洞体。实验结果表明:强夯处理的溶洞的固体体积率大于78%的设计要求,波速测试无明显空洞;清爆强夯处治溶洞固体体积率均大于83%;C15低标号混凝土处理的溶洞混凝土取芯率不小于80%,并无明显掉钻,重型动力触探N63.5均大于5击,波速测试无明显空洞。     

广州地铁三号线北延段岩溶处理设计

岩溶地质对地铁盾构隧道、明挖结构的施工以及建成后运营的维护都有较大影响。广州地区地铁施工在岩溶地质条件下,根据地质情况划分高、低风险区,高风险区范围岩溶、土洞必须进行填充处理。以广州地铁三号线北延段的岩溶处理设计为例,根据具体工程地质及水文地质资料,详细介绍岩溶处理的目的、原则、措施、施工注意事项及检测标准等内容。岩溶处理具体措施分盾构区间地段和明挖结构地段2类。     

隧道深埋大型充填型溶洞施工技术

以新大巴山隧道溶洞处理为例,根据溶洞的发育特点,简要介绍岩溶的处理方案及桩基加固的施工工艺,从大管棚超前支护,小导管径向注浆,钢管桩及旋喷桩处理等几个方面对大型充填型溶洞处理技术进行探讨,希望能给类似工程处理提供参考。     

蒙新高速公路岩溶路基处治技术

岩溶是蒙新高速公路路基工程的不良地质问题之一。对路基溶洞、岩溶水、石芽溶槽基底、土洞和岩溶塌陷的处理技术进行总结,供同行参考。     

宜万铁路岩溶隧道释能降压关键技术与应用研究

结合宜万铁路岩溶隧道施工高压富水溶腔处理实践,分析了释能降压的安全性及经济、社会效益;并对释能降压的超前探测,爆破孔位设计、起爆顺序,洞内排水及洞外排水路线设计、释能降压后的溶腔处治及相邻洞室隔离设计等关键技术问题进行了研究。应用其研究成果施工,降低了岩溶隧道的突水风险,节省了工程投资,保证了建设工期。     

覆盖型岩溶地基加固处理与效果检测

为保证建筑物地基基础施工时的安全，在查明某商住楼场地岩溶发育情况基础上，采取注浆法对该岩溶场地进行加固处理。施工结束后，采用钻探抽芯法、标准贯入试验、室内土工试验等多种方法对注浆处理效果进行检测分析。结果表明：采用注浆法处理后，溶（土）洞充填效果明显，平板载荷试验得到的地基承载力特征值增长超17.4%，标准贯入试验击数平均值增长17.6%～31.3%，土层孔隙比、压缩模量、黏聚力、内摩擦角等物理参数整体提升5.6%～20.4%。注浆处理对土层加密效果较好，能有效预防建筑场地在地基基础施工过程中发生地面塌陷地质灾害。     

落石作用于钢筋混凝土棚洞的冲击力研究

为解决钢筋混凝土棚洞设计中的关键问题之一,即如何计算落石作用于钢筋混凝土棚洞的最大冲击力问题,以冲量定理为基础,推导出了落石最大冲击力的近似计算方法;以实际棚洞结构为原型,利用有限元方法确定近似计算方法中参数的取值,得到了落石作用于钢筋混凝土棚洞的冲击力公式。该公式考虑了落石形状、质量、冲击速度、垫层材料、垫层厚度以及棚洞跨度等主要影响因素,并与试验数据作对比验证了该公式的合理性。研究结果表明:落石形状、质量、冲击速度、垫层材料、垫层厚度对冲击力影响较大,而棚洞跨度对冲击力影响较小;落石形状、质量、垫层材料、垫层厚度对冲击时间影响较大,冲击速度、棚洞跨度对冲击时间影响较小。该结论可为今后钢筋混凝土棚洞在落石冲击作用下的设计提供理论依据。     

装配式波纹钢拱形棚洞结构优化研究

装配式波纹钢结构由于其良好的力学性能和快速的施工效率,正逐步应用于隧道工程之中。以云南某装配式波纹钢拱形棚洞为依托工程,利用数值模拟手段对其进行了计算分析,结合现场监控量测情况,发现结构形式设计偏于保守。基于正交试验原理,设计了多种工况并进行了对比分析,得出了相较于原方案更优的设计参数,并通过建立相应的数值模型进行了验证。     

汶川Y018公路恢复重建工程棚洞设计

针对震后公路恢复重建的问题,结合汶川Y018公路恢复重建工程,介绍了半山公路隧道棚洞的设计思路与施工顺序、工程应用等。     

棚洞施作时机对高边坡稳定性及棚洞结构的影响

目前棚洞结构的设计通常是在稳定边坡的基础上进行设置的,一般不考虑棚洞对不稳定边坡的作用;而实际上棚洞结构也是一个大型的支挡结构体系,对边坡稳定性是有帮助的。为了分析棚洞对边坡稳定性的影响,提出“边坡开挖应力释放系数”的概念,通过对棚洞不同施作时机的数值模拟,分析不同施作时机下棚洞对高边坡稳定性以及边坡对棚洞结构内力的影响,从而为选取棚洞结构的合理施作时机提供依据。     

桂阳公路岩溶土洞发育区路基稳定性监测预报研究

针对传统的地面监测方法无法较好地监测岩溶土洞塌陷的问题,运用BOTDR光纤传感技术,通过室内试验及实体工程修筑,对桂(林)-阳(朔)路典型岩溶土洞路基段实施了监测,对岩溶路基土洞塌陷实时监测预报技术进行了探索。建立了中国第一个岩溶路基土洞(塌陷)监测站。     

棚洞结构信息化施工的现场监控量测研究

为有效控制棚洞结构的施工安全,通过监测棚洞结构内力和结构位移以及棚洞结构与相邻边坡之间的相互作用力,及时了解各道工序下棚洞结构的内力分布和内力大小,以保证结构的安全可靠,并对以后类似工程监控量测具有良好的参考价值和指导意义。     

山区高铁岩溶隧道斜交拱跨暗河处理技术研究

在我国西部山区高速铁路建设过程中，面临隧线比高、地质条件复杂等困难。贵广高铁作为世界上穿越喀斯特范围最长、岩溶地质情况最复杂的高速铁路，全线隧道占比54%。为了克服这些岩溶不良地质，设计中采用了回填、桩基处理、梁跨、拱跨、桥跨等多种方式处理暗河、溶洞等。以贵广高铁I级高风险油竹山岩溶隧道大型斜交暗河处理工程为例，综合考虑岩溶暗河与线路相对关系、暗河发育情况、辅助坑道设置等因素，研究采用引水横通道+斜交拱桥+特殊暗洞衬砌的综合处理技术，取得了良好效果。     

滚石冲击荷载下垫层材料的动力响应研究

棚洞垫层结构能有效地耗散滚石冲击能量,大幅度降低滚石冲击力,是滚石防护棚洞设计的关键参数。本文以Hertz接触理论为基础,考虑棚洞土垫层的弹塑性特性,运用动力有限元数值仿真技术,研究了滚石法向冲击荷载下耗能垫层结构,分析了滚石冲击速度、半径对垫层土体动力响应规律的影响,为棚洞垫层结构优化设计提供理论依据。计算结果表明:按照完全弹性理论计算过高地估计了滚石冲击力;滚石冲击能量主要转化为土垫层的塑性变形;土石垫层结构能有效地吸收滚石冲击能量,大大降低滚石对棚洞结构的冲击力。     

山岭隧道进洞方案比选与下穿地方道路技术研究

山岭隧道进洞方案多样,如何结合洞口的工程地质、结构形式、周边环境及与洞外道路关系等特点,合理选择进洞方案,既可确保进洞安全施工、缩短工期,又可降低工程成本。黄楼隧道进洞方案从安全、进度、施工难度和地方关系处理等角度进行研究与比选,最终选择下穿地方道路方案,即保持地方原道路不变,采用明洞接长,将隧道暗洞延长至地方道路以外,洞顶与地方路相交部分进行地表注浆,洞口施作双层大管棚,施工期间采取交通限行措施。这一方案不需另外征地修建新的地方道路,缩短了施工工期,整体上节约了工程造价。