上伏溶洞下深埋隧道塌落破坏的上限分析

为了预测上伏溶洞下深埋岩溶隧道塌落范围及上伏溶洞与隧道的临界高度,构建上伏溶洞下深埋岩溶隧道的横、纵断面上的塌落机制,结合非线性Hoek-Brown强度准则和极限分析上限法,并考虑孔隙水压力的作用下对上伏溶洞下深埋隧道的塌落范围进行研究,将孔隙水压力当作外力进行做功且根据虚功率方程和变分法原理推导出上伏溶洞下深埋隧道的塌落范围理论公式以及上伏溶洞与隧道的临界高度计算公式,利用数值计算软件MATLAB对公式进行求解和绘制隧道的塌落形状。将所提方法和既有研究、有限元数值模拟进行对比,所提方法和既有研究的计算结果误差为-4.32%~7.63%,和有限元数值模拟的计算结果误差为4.31%~6.73%,误差均在一定的精度范围内,充分验证了所提方法的合理性。分析不同参数对上伏溶洞下深埋隧道塌落范围的影响规律。研究结果表明：不同参数对上伏溶洞的深埋岩溶隧道塌落范围影响显著,孔隙水压力系数增大将导致深埋隧道的塌落面增大,上伏溶洞与隧道的高度H越大深埋隧道的塌落越不容易塌穿至溶洞,为深埋隧道提供适当的支护力可有效地抑制塌落风险。因此,上伏溶洞对深埋隧道的稳定性影响显著,该方法可为上伏溶洞下深埋隧道的塌落范围预测及上伏溶洞与隧道的临界高度的确定提供理论依据。     

基于扁拱突变理论的路基下伏溶洞顶板稳定性分析

根据路基下伏溶洞受荷体系的力学特性,将结构体系简化为两端固定铰支的扁拱模型;基于突变理论推导得到扁拱的能量势函数和分叉集方程,从而建立了路基下伏溶洞顶板突变模型平衡曲面;根据溶洞顶板突变失稳的条件,提出了确定路基下伏溶洞顶板的极限承载力及最小安全厚度的方法;并对溶洞顶板厚度h、溶洞顶板跨径l、溶洞顶板失高f、岩层的弹性模量E、溶洞顶板上覆荷载q五个影响因素进行参数分析,可得如下结论:溶洞顶板的极限承载力随着溶洞顶板厚度的增加,溶洞顶板失高的增加、岩层弹性模量的增加而增加,随着溶洞顶板跨径、溶洞顶板上覆荷载的增加而减小.     

杨林隧道岩溶涌水成因分析及处治设计方案研究

结合杨林隧道右幅K19+903部位在典型富水岩溶发育、断层等复杂地质条件下发生涌水事件,针对隧道岩溶地区季节交替带的涌水特征,依据隧道勘察报告及实地踏勘分析涌水成因,采取超前地质预报地质雷达与实际开挖导洞相结合的方法对岩溶发育及地下水分布进行基本探明;在满足以上前提条件下,综合项目施工现场情况及施工实践经验确定处治方案,提出"洞内处理、近堵远排、分级泄压"一种新的动态处治设计思路,详细阐述了对该部位溶洞处理采取的主要处治设计措施。     

穿越湘江水下岩溶发育区地铁盾构选型研究与应用

长沙地铁3号线越江隧道穿越湘江岩溶发育区,盾构施工风险高。针对沿线砾岩夹泥质砂岩复合地层、断裂破碎带和复杂岩溶地层等特殊地质条件,考虑水下高水压等因素影响,对地铁盾构选型进行研究。考虑不同施工风险,对盾构各关键部分进行设计与改进;对岩溶地层进行注浆预加固处理,分析泥水盾构对穿越复杂岩溶地层的适应性。采用改进的泥水盾构成功穿越湘江水下岩溶发育区,掘进效果良好,表明泥水盾构选型对穿越湘江水下岩溶发育区隧道的施工环境是合理且适应的。     

水文观测系统在山区复杂岩溶隧道中的应用

水文观测系统的应用是指通过在复杂岩溶隧道建立水文观测系统,收集降雨量、涌水量、水压、深孔水位变化等数据,并对这些数据进行综合分析,以判断隧道施工过程中地质灾害（突水、突泥等）发生的可能性,据此可及时作出预警,确保施工安全。同时,这些监测数据也可作为结构设计的重要参考因素。此文结合宜万铁路的施工经验,对复杂岩溶隧道条件下建立水文观测系统的全过程作了详细介绍。     

注浆法加固岩溶地区铁路路基基底施工技术

岩溶是在水对地表及地下可溶性岩石的化学溶解和机械破坏剥蚀过程中所产生的一种不良地质现象,它对铁路路基具有极其严重的危害作用,也对铁路行车安全构成隐患。通过介绍武广客运专线铁路岩溶地区路基基底注浆加固施工情况,为类似工程提供了可借鉴的实践经验。     

岩溶区地铁隧道相似模拟试验研究

采用室内相似模型试验方法对广州地铁沿线岩溶地质进行了试验模拟,研究不同位置、不同大小的溶洞和土洞对隧道衬砌结构特定点应变和衬砌结构稳定性及隧道周围土压力三者产生的影响.研究结果表明:衬砌结构正下方的岩洞会减小衬砌周围的土压力,也会减小衬砌结构上各特定点的应变;衬砌结构右侧的土洞会大大减小衬砌结构的强度.     

串珠状岩溶地基钻孔桩施工技术

针对串珠状岩溶地基桩基施工过程中易出现漏浆、塌孔等以及当前常用方法难以适用的现状,依托实际工程,从串珠状岩溶地基的地质形态出发,研究提出了钢护筒分层全程跟进施工方法,并进行了工程应用。实践表明:该法能有效避免桩基施工过程中的诸类常见事故,较好地解决了串珠状岩溶地基成桩困难的难题,与传统方法相比,具有显著的经济效益。     

岩溶隧道综合超前地质预报技术应用

岩溶水文地质条件复杂多变,单一预报方法难以全面预报岩溶地质信息,导致施工中突水突泥事故频发。本文提出了一套以TSP作为长期预报关键技术初判,地质雷达和红外探水作为短期预报关键技术准确预报,同时结合地质素描综合判断法和水平地质钻探辅助验证的综合超前地质预报技术方案。应用结果表明,此岩溶隧道综合超前地质预报技术能准确预报前方一定范围内岩溶发育特征和位置,能有效保证岩溶隧道施工安全,可为类似岩溶隧道工程建设提供借鉴。     

岩溶风险隧道监理工作控制要点分析

可溶岩地区隧道施工存在突泥突水、围岩变形、塌方、沉陷等诸多风险因素。通过贵广铁路岩溶风险隧道施工现场监理工作实践,介绍了在可溶岩地区铁路隧道施工监理工作中,应重点注意的综合超前地质预报、风险评估、专项施工方案及专项应急救援预案等关键事项;对岩溶风险隧道开挖、初期支护、施工防排水、衬砌、围岩监控量测等各工序的监理工作控制要点进行了详细阐述;同时介绍了在实施现场监理的过程中,为了保证岩溶风险隧道施工安全及质量,监理单位应该采取的监控手段、监理工作方法及措施。