小管棚注浆法在软弱地层隧道施工中的应用

小管棚注浆法是软弱地层隧道开挖中通常采用的一种超前支护技术,且多用于拱顶的预支护。小管棚注浆法将管棚的骨架作用和小导管注浆的固结封堵作用结合起来,提高了软弱围岩的强度和变形模量,抑制了软弱地层开挖时的局部坍塌变形,改善了掌子面和围岩所处的二次应力场和位移场。小管棚注浆法是软弱地层中开挖隧道行之有效的预支护措施。     

塌方影响下凤岭隧道贯通施工技术及数值模拟研究

隧道即将贯通时遭遇塌方,会使贯通面临塌方可靠处理和贯通安全施工双重困难。为保障隧道贯通施工安全,避免塌方,依托江西省昌宁高速公路凤岭隧道在塌方影响下的贯通施工,通过分析研究隧道贯通施工处理过程中的重点和难点,提出综合物理探测、塌方段管棚注浆支护、贯通面合理确定、贯通段管棚注浆支护以及洞身短开挖强支护等系统化的技术方法,并采用三维数值模拟方法对施工过程中围岩、初期支护的应力和位移进行分析,验证施工处理技术的可行性。现场监测结果和处理效果证明,该系统化施工技术体系在塌方影响下的隧道贯通施工是安全有效的。     

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。     

洋碰隧道右线出口突水突泥段的施工技术

洋碰隧道位于京珠高速公路粤境北段，所处山体地质复杂，穿越20多条断层破碎带，在施工过程中，右线出口F12、F16、F17断层破碎带交汇处出现较大规模的突水突泥，使掌子面处的初期支护遭到破坏，100余m长的已施工段被涌出的泥沙堵塞，对此，采用了注浆加固坍塌体，长管棚超前支护，CRD工法开挖等施工措施，顺利地通过塌方段。     

通过隧道塌方冒顶段施工技术

具茨山隧道右线YK37+671处由于突然出现溶洞而发生塌方,在塌方处理过程中再次发生塌方并冒顶,为降低施工影响,保证运营安全,通过运用对塌陷体进行地表注浆加固、不开挖工作室且使用跟管钻的长大管棚及配合使用注浆小导管的超前支护技术、CRD工法开挖技术、塌方段两端加强衬砌后再处理侵限段的技术和地表陷穴处理技术,结合超前地质预报、监控量测技术手段,成功通过塌方冒顶地段,对隧道塌方冒顶工程的预防和处理具有一定的指导意义。     

富水软弱围岩隧道塌方机理及治理技术研究

隧道施工穿越富水软弱围岩时常发生塌方地质灾害,给工程建设带来困难。该文依托江西省昌宁高速公路莲花山隧道塌方实例,运用多物理场耦合模拟软件对典型断面进行流固耦合数值计算,定量分析了富水软弱围岩隧道塌方过程中围岩和支护结构的应力、位移以及渗流场响应特征,研究了塌方发生机理。基于稳固处治原则,采取了包含塌体稳固、塌方影响段加固、塌方情况物理探测、管棚支护参数设计、塌方段洞内管棚注浆支护、短开挖强支护的综合治理技术措施。围岩变形监测结果表明:塌方处治效果较好。     

某公路隧道塌方原因分析及处治方案研究

以某高速公路隧道塌方案例为依托,对该隧道塌方原因进行分析,并通过数值模拟手段分析软弱围岩隧道台阶法施工中台阶长度及下台阶开挖支护时机对隧道围岩稳定性的影响,分析结果表明:软弱围岩隧道台阶法施工中应采用短台阶法施工,下台阶开挖时应立即施作支护,以抑制洞周围岩变形及塑性区的发展,避免围岩失稳、崩塌。并结合工程情况,提出采用多循环管棚注浆方案通过塌方段,为类似工程提供参考。     

砂卵石地层隧道塌方机理及处治技术研究

松散砂卵石地层自稳能力极差,隧道开挖过程中塌方频发,亟待明确塌方的发生机理并提出有效的处治技术。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,基于砂卵石地层隧道塌方的影响因素及地层失稳模式的分析研究,明确了砂卵石隧道塌方产生机理,提出洞内塌方综合处治技术,并结合现场监控量测数据对处治效果进行评价。研究表明,塌方的产生是多因素共同作用的结果,地质因素为主要因素,设计因素、施工因素在某种程度上促成了塌方的产生;砂卵石地层塌方机理属松散介质垮落型,失稳模式为重力坍塌破坏;结合现场监控量测数据,"密排短管棚、三台阶预留核心土+锁脚锚管、注浆回填、洞内临时支撑"防塌方综合处治技术应用效果显著。研究成果可为类似工程的设计和施工提供科学的理论依据,具有重要的参考价值。     

管棚法在隧道塌方处理中的应用

结合青岭塌方的情况，简述管棚法处理隧道塌方的实施过程，包括：塌方体加固，长管棚支护，注浆管棚，做扇形支撑，二次衬砌等。     

联络通道坍塌后地层加固方案探讨

广州地铁某盾构区间联络通道在开挖过程中发生塌方,为尽快把塌方后回填的松散地层及开挖轮廓线外一定范围内的地层进行加固止水,先后选择了地面深孔袖阀管注浆、地面三重管高压旋喷桩、洞内WSS工法注浆3种地层加固方案,并采取了左线盾构隧道两端封堵及向隧道内灌水的措施,最终使加固后的地层强度和渗透系数达到了设计要求,为联络通道开挖提供了条件。     

浅埋偏压桥隧相接隧道出洞施工技术

受隧道洞口地质、地形条件的限制,山岭隧道选择出洞施工的情况逐渐增多,相应的技术要求也越来越高。安康至岚皋高速公路长春隧道出口端位于浅埋偏压山体以及桥隧相接处,且一侧下方紧邻S207省道,故在选择出洞施工时,通过修筑挡墙、搭设防护棚和实施交通管制等措施确保S207省道行车安全,采用小导洞出洞,经由它将机械、人员送出洞外,进行边仰坡开挖及防护施工;洞外管棚施作完成后,由内向外采取环形预留核心土法贯通,保障了隧道出洞施工的安全。     

“盖挖+自进式管棚”进洞法在崩坡积体中的应用

新疆G575线东天山特长公路隧道出口穿越较大超浅埋崩坡积体。为保证隧道在超浅层崩坡积体中安全、快速通过,控制隧道变形、坍塌、滑移等风险,采用“盖挖+自进式管棚”进洞法施工方式,在发挥盖挖法形成的初期支护钢架 “拱”保护作用下,确保“拱下”洞内自进式管棚施工的安全; 并采用超前自进式管棚注浆预加固松散崩坡积体围岩的施工方式,实现暗洞中安全快速地掘进,确保施工工期。通过对不同进洞方案比选研究与现场实践,并对隧道施工过程中的拱顶地表沉降、洞内拱顶下沉、洞内水平收敛进行监测,回归分析量测数据后充分证明： “盖挖+自进式管棚”进洞法施工对崩坡积体的整体稳定性没有产生影响,采用“盖挖+自进式管棚”法,在崩坡积体中既可确保安全进洞,还可缩短工期。     

软土地层中盾构施工参数对地表沉降的影响研究

为了解决软土地层中盾构隧道施工参数对地表沉降的影响问题,通过对杭州某地铁区间盾构施工进行监测,分析软土地层地表沉降的一般规律,结合该区间盾构隧道施工,采用ABAQUS有限元软件分析了注浆压力、浆液弹性模量、土舱压力等因素对地表沉降的影响。研究表明:土舱压力对地表沉降影响最大,注浆压力次之,浆液弹性模量的影响最小。地表沉降由土体塌陷沉降和土体固结沉降2部分组成,在盾构试掘进阶段对施工参数进行调整和优化,能较好地控制地表沉降。     

蒙华铁路风积沙地层隧道围岩稳定性及预加固效果试验研究

为了解风积沙地层隧道失稳变形特征和预加固控制效果,以蒙华铁路风积沙地层段为依托,通过室内物理力学试验得到风积沙的基本性质和参数,并利用数值模拟对隧道最大主应力和塑性区变化规律展开分析,然后建立模型试验对不同预加固方式在风积沙地层隧道中的效果进行研究。研究结果表明： 1）风积沙抗剪切能力在含水率为7%~14%时可达到极值,此时更利于隧道围岩的稳定性; 2）隧道失稳具有突发性,主要会经历“掌子面局部破坏—拱顶持续塌方—大体积失稳”3个基本过程; 3）未采用预加固措施的情况下,开挖面前方监测断面拱顶围岩内部位移值及变形速度最大,采用水平旋喷桩与钢管组合加固后可分别降低81.1%和98.3%; 4）水平旋喷桩与钢管的组合对于开挖面前方拱顶的围岩应力控制效果最好,水平旋喷桩的加固控制范围小于水平旋喷桩与钢管的组合。     

土压平衡盾构不满舱施工遇到的问题及对策

中国土压平衡盾构采用不满舱施工非常普遍,因此施工过程中经常出现一些问题。通过对开挖面压力平衡状态的分析,结合工程实例对开挖面的整体稳定、渣土排出异常、开挖面部分坍塌、壁后注浆窜浆等现象进行讨论,解释其发生的主要原理。提出渣土泥浆化的概念、判断标准,明确其与喷涌的差异,并讨论不满舱施工时窜浆发生过程,给出判断窜浆发生的主要条件,明确发生局部渗透破坏的条件。研究结果表明:即使风化岩等高渗性地层开挖面整体稳定性计算满足不满舱施工的强度要求,也会出现局部渗透破坏甚至开挖面坍塌;不满舱施工开挖面局部渗透破坏等引起的超挖量大、窜浆引起盾尾充填效果差均导致地表沉降过大。基于上述问题产生的原理提出相应措施以维持土舱内压力与地层中土水压力的平衡,研究结果能够为土压平衡盾构施工提供一定技术支撑。     

格库铁路依吞布拉克1号隧道风积沙段超前预加固方案比选研究

高原高寒地区风积沙地层隧道具有失稳快、易坍塌、初期支护变形速率高,且受区域气候影响,施工进度慢、有效施工时间短等特点,为解决风积沙隧道开挖时漏沙、洞顶坍塌及支护完成后的变形控制问题,保证安全快速施工,依托格库铁路依吞布拉克1号隧道风积沙段工程,根据水文、地质及周边环境选择隧道内水平旋喷桩、地表竖直旋喷桩及地表注浆3种超前加固方案,从安全性、经济性、施工工期及技术难度等方面进行比选论证,确定采用地表竖直旋喷桩并有效实施。现场实施和监测结果表明： 在施工条件允许的前提下,地表竖直旋喷桩超前加固能有效防止漏沙及洞顶坍塌,保证隧道工作面的稳定,且能实现超前加固与开挖平行作业,达到安全、经济和快速施工的目的。     

下穿既有高速公路下隧道施工双层管棚对土层加固作用有限元数值分析

利用ABAQUS有限元软件建立2个隧道3D模型,模拟隧道上台阶开挖全过程。第一个模型中,采用SC8R三维连续体壳单元模拟隧道初衬,采用B31三维梁单元模拟双层超前管棚。第二个模型中保持其它条件和参数不变仅将第一个模型中管棚材料参数更改为粉质粘土材料参数进行计算,通过计算结果分析出：双层管棚在隧道开挖过程中能够有效减小土层沉降、初衬弯矩和土体的塑性变形,对土层的加固作用效果显著。     

大断面箱涵推进微扰动施工技术应用

为解决大断面、浅覆土工况下箱涵推进微扰动施工问题,以上海市田林路下穿中环线地道工程为依托,预先施工62根口字型 钢管幕,箱涵推进使用断面为19.84 m×6.42 m的土压平衡封闭式掘进机。 介绍大断面箱涵推进的管幕顶进质量控制、开挖面稳定 技术、同步推进系统、特种泥浆施工技术以及微扰动施工效果。 工程实践表明: 1)封闭式土压平衡箱涵掘进机与上部钢管幕一起 成为保证中环线路面沉降的“双保险”; 2)掘进机开挖面前方约15 m范围(约为箱体高度2.5倍范围)内土体受到影响,上部钢管 幕承载量约为26.5%; 3)建立同步注浆(A浆)与补充注浆(B浆)2个独立的注浆系统,注浆充盈系数选为4倍建筑空隙,能够使路 面出现微隆状态; 4)箱涵推进期间中环线最大沉降±1 cm,使得大断面箱涵推进达到微扰动状态。     

塌方段原位扩建四车道公路隧道“回填-台阶法”施工力学及安全分析

为了深入探究塌方段原位扩建四车道公路隧道施工力学及安全性的问题,以福州市马尾隧道原位扩建工程为背景,在准确确定塌方体空间范围及工程特性的基础上,针对性提出“回填-台阶法”施工技术,并对塌方段原位扩建四车道公路隧道“回填-台阶法”动态施工力学及安全性进行分析。研究结果表明：①运用理论分析、数值计算、多道瞬态瑞雷面波探测技术相结合的方法可准确地获得既有隧道塌方体的空间范围和尺度;②兼顾施工技术与工期双重目标,提出了塌方段原位扩建四车道公路隧道施工方案,即塌方冒顶区通过地表注浆与洞内中空玻璃纤维锚杆进行加固,扩建开挖采用“回填-台阶法”,实现快速施工;③“回填-台阶法”施工时,隧道上半断面（1^#部）的开挖是整个施工过程的关键,结构内力增长迅速;受隧道上方塌方体和既有隧道影响,最大正弯矩出现在左拱肩处;地表最大沉降量出现在隧道中线右侧3 m处,主要由上台阶开挖引起;围岩变形主要发生在3^#开挖前,4^#开挖时围岩变形基本收敛。马尾隧道施工过程中,地表沉降、围岩及支护体系变形、支护结构受力等监测结果均满足施工安全要求,验证了施工方案的可靠性和安全性,该研究成果可进一步丰富超大扁平断面隧道的修建技术,并为今后类似的工程提供一定的借鉴。     

富水砂层合理注浆终压室内试验

在富水砂层注浆加固工程中,浆脉对砂层的挤密作用对加固后的工作面稳定性和稳定时长具有控制性作用,注浆终压是形成挤密作用的关键参数,合理的注浆终压能够使注浆效果达到最佳,同时减少注浆量和地表抬升变形。选取青岛地区含黏性土砂层作为典型地层,采用一维排水固结压缩模拟浆脉挤密砂层过程,设计了一套测定渗透系数和稳定时长的试验装置,研究了渗透系数和稳定时长随固结压力的变化规律;并基于普氏自然平衡拱理论,验证了不同固结压力条件下砂层的稳定性。研究结果表明：当固结压力超过800 kPa时,固结压力的增加对砂层渗透系数及稳定时长的影响变得不显著;对于青岛地区标准单洞地铁隧道断面,当固结压力超过700 kPa时,可保证被挤密砂层的抗剪强度满足开挖自稳要求,因此,综合确定800 kPa为青岛地区该类富水砂层的合理注浆终压。研究成果应用于青岛地铁13号线灵-黄区间暗挖隧道富水砂层加固治理工程中,验证了理论成果的正确性,对浅埋暗挖隧道富水砂层灾害控制理论研究和工程实践具有一定指导意义。