深厚堆积体隧道洞口管棚加固的力学行为分析

针对使用管棚支护加固高陡堆积体仰坡隧道时存在安全隐患的问题,建立超前大管棚的力学计算模型,对设计参数及施工力学行为等方面进行了综合探讨,分析洞口开挖引起的围岩应力与坡表位移分布规律,探究洞口开挖施工力学行为,验证超前大管棚方案的可行性。结果表明:隧道洞口工程存在深厚堆积体时,采用管棚预加固措施,可起到有效的支护作用,确保隧道进洞安全。     

第三系半成岩地层隧道结构设计及施工研究

第三系半成岩时间短、暴露易风化、遇水易软化,此类地层隧道施工易遇到掌子面突水涌泥、拱脚下沉、初期支护结构变形侵限等问题。文中依托云南省某隧道为研究对象,通过采取补充勘探、现场调研、理论分析,以及衬砌支护结构优化等手段,对隧道结构设计及施工措施进行深入分析研究,总结适合第三系半成岩地层隧道设计及施工的理论及方法。主要结论如下：隧道可通过设置洞内泄水孔、地表深井降水有效降低地下水的水头压力,减小掌子面突水涌泥风险;隧道超前支护采用水平旋喷桩能有效控制掌子面前方加固范围,形成固结强度高、抗渗能力强的预加固体,保证施工安全;设置锁脚钢管桩、扩大拱脚的联合沉降控制方案,可有效控制隧道拱脚下沉;取消系统锚杆加强初期支护可保证结构安全。     

白云隧道突水、突泥段施工技术

白云隧道地质情况极为复杂,同时穿越F1,F2及F3 3个断层。在开挖至D3K334+733时发生了突水、突泥,为了消除其给施工安全和施工进度带来的极大影响,通过迂回导坑对隧道突水、突泥地段进行横向注浆及设置横向管棚,并结合正洞内全断面帷幕预注浆和大管棚,对该段进行了注浆堵水和加固处理。实践证明,所采用方法合理有效,拱顶沉降控制在合理范围,最终安全地通过了隧道突水、突泥段。     

贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术

以贵广高铁上寨隧道岩溶工程地质特征及隧道结构加强措施为例,对采用大管棚支护穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段等软弱破碎围岩施工方法和旋喷桩对岩溶发育地段隧道底部进行加固处理的施工技术进行介绍。由于岩溶地质条件的复杂性,施工过程中进行超前地质预报并根据围岩地质条件进行动态设计,可有效降低施工安全风险及隧道结构安全风险;大管棚结合小导管注浆超前支护是穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段的有效手段;且隧道底部较大较深溶洞采用旋喷柱加固效果良好。     

隧道开挖超长大管棚超前支护机理及效果分析

为了研究超长大管棚超前加固技术在地铁工程建设中的应用,保证隧道结构的稳定安全,以西安地铁某车站施工为工程背景,介绍了隧道超长大管棚的施工工艺,运用各种现场监测手段以及数值模拟方法进行了研究和分析,验证超前大管棚加固技术在黄土地区的可靠性。结果表明:超长大管棚能够有效地控制隧道的地表沉降,隧道在管棚加固开挖完成后最大沉降为-4.30mm,相比未加固工况减小了71.52%;超长大管棚钢管在隧道开挖面附近受到的弯矩最大,为0.75kN·m。研究证明了超长大管棚支护技术在黄土地区隧道工程中运用的可行性。     

大断面隧道高压富水变质岩地层及构造带灾害处理技术——以旧堡隧道为例

旧堡隧道地处区域性构造交汇部位,地层为古老的太古界变质岩,岩石因受多期地质构造运动作用,断裂构造极为发育。隧道地下水发育且部分地段存在承压水,在施工过程中,针对掌子面突水涌碴、开挖面坍塌,采取架设临时仰拱和临时挡墙措施,加固绕避; 针对初期支护大变形、二次衬砌开裂等情况,采取超前注浆、超前大管棚和双层初期支护等措施,确保隧道衬砌结构安全; 针对隧道地下水发育情况,采用排水型防水板、边墙增设碎石盲沟并增加泄水洞等措施,确保隧道运营安全。     

浅埋铁路隧道下穿高速公路技术分析

以新鼓山隧道下穿福州三环及机场高速公路为例,类比国内下穿高速公路工程实例,分析了下穿高速公路的主要风险。新鼓山浅埋隧道下穿高速公路时采用双侧壁导坑开挖+超前大管棚超前支护的洞内控制措施,再结合地面临时交通组织,得出在浅埋隧道下穿高速地质条件差的情况下,隧道采用合适的开挖工法、超前支护加固措施及地面交通组织等综合措施,可实现浅埋隧道安全下穿高速公路,为同类施工项目提供借鉴。     

湿陷性黄土地区超小净距隧道超前支护研究

为了研究湿陷性黄土地区超小净距隧道超前支护,现依托兰州南绕城高速公路柳泉3#隧道,采用GTS-NX有限元软件对超前管棚、水平旋喷支护及大管棚配合水平旋喷桩三种超前支护方案进行比选分析。计算结果表明,大管棚配合水平旋喷桩超前支护施工影响范围内地表竖向沉降量较小,初支无明显变形开裂、整体稳定性好,能够承受上方土体和交通荷载。该方案在现场工程应用中效果良好,依托工程隧道洞口超小净距段最小净距仅0.64 m,为国内已实施的湿陷性黄土地区最小净距隧道。     

双层小导管超前支护在隧道进洞施工中的应用

以四川省广元至巴中高速公路孟家山隧道工程为例,探索了隧道浅埋洞口段的双层小导管超前支护进洞施工工艺、流程和施工方法;并通过与原设计大管棚超前支护进洞方案的比较,说明了该方法节约工程投资、简化洞口施工工艺和施工方便等优点。     

断层破碎带大管棚超前支护加固效果分析

结合永古(永登—古浪)高速公路乌鞘岭隧道施工,从支护流程、技术要点、设计参数和质量控制方面阐述了断层破碎带大管棚超前支护的施工技术;基于有限元数值分析软件MIDAS/GTS,分别对断层破碎带有无大管棚超前支护两种工况进行数值模拟,结果表明,断层破碎带采用大管棚超前支护后,其加固圈的拱效应、托梁效应及联合支护效应十分明显,可有效控制隧道施工工作面的沉降。     

陡峭地形隧道“晚出洞”施工探讨

山区高速公路隧道进出洞口大部分位于地质条件复杂、地理位置险峻地带,施工过程中为确保安全,设计安全风险系数较高,设计一般为双向掘进,洞内出洞,施工过程一般比较谨慎保守。通过隧道超前地质预报分析,结合现场实际情况,依靠超前小导管对围岩进行超前支护,将施工方案由双向掘进洞内出洞优化为单向出洞。该文以文马高速公路土司城隧道出洞施工为依托,采用超前小导管代替大管棚超前支护,对独头掘进隧道"晚出洞"技术进行了分析与探讨。     

梁山隧道深埋富水陡倾软弱带突水涌泥机制分析及旋喷技术

梁山隧道是厦深铁路福建段的控制工程之一,施工中遇到深埋富水陡倾软弱带,多次导致突水涌泥及洞顶塌陷情况。通过研究突水涌泥及洞顶塌陷的灾害特征,分析得到突水涌泥机制,即:在这种多因素复杂地质条件下,隧道开挖导致形成极高的渗透压力差,并产生新的地下临空通道,在地下水渗透压力作用和自身重力作用下,全风化物质涌入隧道,形成突水涌泥;而软弱构造带塌陷的主要原因为地下水位的急剧下降。通过调研、理论分析及试验等方法,确定采用长距离水平旋喷桩通过软弱带,并提出其布置形式、施工工艺及检验标准。工程实践证明,采用长距离水平旋喷桩作为预加固手段是可行且有效的。     

遵毕高速尖山岩溶隧道坍塌数值模拟与施工控制

以遵义至毕节高速公路段尖山Ⅰ号隧道Zk1745＋061岩溶坍塌为工程实例开展了深入的研究;通过超前地质预报、超前水平钻孔、地质测绘手段,首先查明溶洞发育规模及空间形态分布;数值模拟了岩溶隧道坍塌的机理,认识了隧道顶板溶洞块、碎石土的塌陷破坏,以及引起地面出现塌坑的过程;为确保隧道施工及运营安全,采用大管棚辅以小导管超前支护、洞内加强支护结构、三台阶七部法施工措施;隧道强支护处治措施后,隧道安全、顺利地穿越了岩溶发育区段,处治过程中未出现二次坍塌等事故。成功处理了该岩溶坍塌问题,为类似隧道溶洞块石土填充坍塌的处治提供了借鉴。     

超前大管棚施工工艺及参数优化研究

超前大管棚支护是隧道穿越软弱破碎围岩的一种有效处理措施,通过对超前大管棚施工工艺及参数等方面的优化研究,提出无工作室大管棚施工技术及施工工艺,既保证了施工安全,加快了施工进度,又节约了施工成本。通过实践应用证实优化后的施工方法具有明显的经济效益和社会效益,值得在类似工程中借鉴和推广。     

龙潭特长公路隧道突水涌泥坍塌治理措施探讨

突水涌泥导致的坍塌治理是当前公路隧道建设中十分棘手的课题,治理措施既要考虑当前施工的稳定,更要考虑运营过程中复合式衬砌安全.龙潭特长公路隧道为在建的湖北宜昌至恩施高速公路上的控制性工程,左洞长度为8 693 m,隧道土建施工分为两个合同段双头掘进.出口施工至距洞口2 042 m处发生突水涌泥,导致已初期支护地段发生坍塌和变形.通过采用多种方式治理,施工顺利通过该段,为同类工程问题的处理积累了经验.     

白果湾隧道下穿达成铁路施工技术

白果湾隧道下穿既有达成线和达成二线,全隧浅埋,洞身最大埋深34 m,最小埋深2.5 m(隧道开挖拱顶距既有铁路路基水沟底高差),施工过程中为了确保施工安全及既有铁路运营安全,采用D便梁加固既有线路、洞内超前大管棚支护、微台阶法加临时仰拱施工、控制爆破开挖、衬砌紧跟的施工方案,既确保了既有铁路运营安全又保证了下穿段隧道施工安全,对同类工程施工具有一定的参考价值。     

第三系高压富水砂泥岩地层隧道技术研究——以牡绥铁路双丰隧道为例

牡绥铁路双丰隧道洞身穿越长段落、大埋深、富水的第三系砂泥岩地层。为解决隧道降水、超前加固、结构设计及施工方法等技术难题,控制隧道变形,防止涌水、涌泥及坍塌等工程风险,通过现场试验和数据分析,建立了"立体探查、泄水降压、超前加固、支护紧跟、全面监测"的技术路线;确定了地表、洞内超前、洞内径向全方位立体探查与泄水降压的方法,形成了隧道开挖轮廓内外差异化的超前预加固工艺;提出了微台阶开挖、支护紧跟的施工方法;通过监测成果,对隧道结构安全性进行评价。结果表明:第三系高压富水砂泥岩隧道采用全方位立体泄水降压方法及开挖轮廓内外差异化超前预加固工艺,并采用微台阶法开挖、支护紧跟的施工方法,可有效控制隧道变形,确保隧道施工安全。     

公路隧道断层破碎带涌水突泥综合处治技术

结合岭脚隧道涌水突泥实例,分析了该隧道涌水突泥的原因,阐述了该隧道涌水突泥综合处治技术及相关的防排水措施,采用管棚结合径向注浆的预支护与预加固施工技术措施。对典型断面开挖过程的监控结果表明:开挖后拱顶下沉值稳定在13cm左右,周边收敛值稳定在50mm左右,说明采用管棚结合径向注浆的预支护和预加固措施能够很好的控制围岩塑性区并且能够保障初期支护的安全。     

砂卵石地层隧道洞内短管棚支护开挖技术应用研究

砂卵石地层自稳能力极差,采用常规管棚施做时开挖工作腔室难度大,造成隧道开挖、支护困难,因而砂卵石地层隧道施工的重点和难点集中在超前支护方法与钻孔工艺。以青海海东循-隆高速公路穿越公伯峡砂卵石地层隧道为工程背景,针对松散砂卵石隧道在开挖过程中极易坍塌和漏砂的技术难题,在常规的管棚支护加固基础上,创新提出砂卵石地层条件下洞内密排短管棚超前支护施工技术,经现场应用支护开挖效果显著,保证了隧道的顺利贯通。本文重点阐述了砂卵石地层隧道洞内短管棚支护开挖技术的施工工艺及关键技术,对后续类似隧道的施工具有重要借鉴意义。     

浅埋大跨连拱隧道下穿既有建筑物施工沉降控制

根据工程类比法,采用CRD法优化厦门机场下穿34号楼隧道工程施工步骤。借助数值分析方法,分析既有建筑的沉降规律;根据现场实测及数值模拟结果,提出超前注浆、地面硬化及补偿抬升注浆、洞内全断面帷幕注浆、大管棚超前支护等多种施工辅助措施控制沉降,结果表明施工过程既有建筑结构沉降得到有效控制,最终沉降量小于40mm。