盾构隧道穿越高强度强富水灰岩上浮段工程风险分析及应对措施

针对盾构穿越土岩交界面、高强度富水灰岩段及灰岩岩溶区所存在的风险进行分析,合理做好盾构选型,通过工程类比法并结合工程实际提出相应处理措施。采取全土压掘进模式、合理的掘进参数及渣土改良等手段控制土岩交界面上方管线及地表变形;穿越高强度强富水灰岩段,为防止掘进过程中产生"喷涌"现象,采取盾构半敞开式掘进模式、洞内补偿注浆封堵后方来水、地表注射聚氨酯和渣土改良等措施;针对高强度硬岩,通过合理选用刀具、控制盾构掘进参数减少刀具的磨损和破坏。穿越石灰岩岩溶区,针对溶洞的大小、与隧道相对位置关系和充填类型采取地面袖阀管注浆预处理,并结合管片预留孔进行注浆处理,通过采取上述综合技术措施,保证了盾构机在高强度富水灰岩上浮段的顺利掘进。     

应用人造水平隔水层实现邻近高铁基坑封闭降水的研究

以距京沪高铁仅70 m、距沪宁城际仅40 m的苏州市轨道交通某站基坑工程为例,结合一维固结沉降理论,通过数值模拟,对比分析悬挂式和封闭式止水帷幕抽降承压水对基坑周边环境的不同影响。提出对于超厚含水层中的基坑,单纯采用悬挂式止水帷幕,难以有效保护周边重要建筑。而采用全方位高压旋喷注浆(MJS)工法进行一定范围承压含水层的加固改造,可实现基坑人造水平封底的目标,进而有效保护周边环境。     

马尔代夫珊瑚礁岩土工程特性研究

马尔代夫地处印度洋热带海洋环境,适合生物沉积的珊瑚礁形成。珊瑚礁是一种具有特殊工程性质的岩土类型。结合马尔代夫马累岛上的工程实例,综合运用现场钻探、室内试验、跨孔CT测试、现场试桩等方法,分析珊瑚礁礁灰岩的基本物理和力学性质。测试结果表明:礁灰岩的饱和密度介于1.81~2.61 g/cm~3,明显小于一般灰岩;具有孔洞发育、结构疏松、高孔隙率等特殊的工程性质;礁灰岩属于极软岩-软岩范畴,抗压强度和软化系数均远低于一般的石灰岩,平均天然纵波波速为2 863 m/s;礁灰岩的破坏形式一般为拉张破坏,天然状态下,多沿礁灰岩最脆弱的生长线部位发生;礁灰岩具有较强的结构性,钻探取芯过程易对礁灰岩地层造成扰动,使其力学性质严重降低。     

开行大轴重列车既有线隧道基底病害的井点降水整治方案研究

为整治某开行大轴重列车既有线隧道基底下沉及翻浆冒泥病害,采用钻探与物探相结合的检测手段进行隧道病害区段检测。检测结果表明,隧道病害区段底板混凝土为素混凝土且较薄(25cm左右),基岩与混凝土间存在厚度约5cm的软弱夹层,病害区段基底含水量较大,导致底板混凝土破损严重。在掌握隧道基底现状的基础上,确定对其采用"井点降水+注浆"复合式整治措施。通过理论计算、降水效果的数值分析和施工可行性分析并兼顾工程造价确定的具体方案为:单侧降水,井点系统布置于重车线外侧,在100m病害区内按间距2m布设50根井点管;注浆在重车线轨枕头两侧实施,注浆管直径为60mm,长度2m,间距1m,注浆压力0.3MPa。"井点降水+注浆"整治措施实施后,该区段基底水位始终保持在基底下1.5m左右,再无基底下沉及翻浆冒泥病害发生,说明采用该方案是有效的。     

山区铁路隧道超长定向钻探关键技术研究

研究目的:山区铁路地形地质条件极为复杂多变,工程地质问题突出且隐蔽性强,加之交通不便,人迹罕至,陡倾岩层分布范围广,生态环境脆弱,环境保护要求高,钻探是最直接、最准确、最有效的隧道工程勘察方法,传统的铁路隧道竖向钻探实施困难,导致隧道长大段落勘探资料空白,严重制约勘察设计工作,亟待开展铁路隧道超长定向钻探技术,特别是超千米水平孔绳索取心定向钻探关键技术研究。研究结论:(1)超长水平孔绳索取心定向钻探是一种不提升钻杆柱而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法,是复杂艰险山区长大深埋铁路隧道勘察的关键技术;(2)通过开展定向钻探方法与技术、装备及器具、绿色工程材料研究,构建了铁路隧道超长水平孔绳索取心定向钻探技术体系;(3)建立了铁路隧道超长水平孔绳索取心定向钻探方法及流程,创造了中国铁路勘察史上最长水平孔钻探纪录1 888.88 m;(4)本文研究的超长水平孔绳索取心定向钻探技术在新时代“西部大开发”、“交通强国”战略、“一带一路”建设中具有广阔的应用前景。     

铁路刚构斜拉桥主墩大型基础深切灰岩顺层山坡治理技术

以黔张常铁路长湾澧水大桥2号墩大型基础深切灰岩顺层山坡的加固为依托,通过分析灰岩中软弱夹层的形成、层位及边坡稳定性,确定边坡的治理措施。对灰岩节理发育情况和滑面进行地质调查,结合钻孔判定软弱夹层的层位;再结合边坡稳定性检算,分析边坡的稳定性。研究结果:层面充填泥土的浅层灰岩处于临界状态,遇扰动可能滑动;基坑开挖后,按深层层面抗剪强度检算的边坡稳定系数不能满足要求。优化设计与施工组织,采取降低临空面高度、减少施工因素影响、加固边坡等综合治理措施。     

地铁穿越砂卵石富水地段支护施工技术

结合北京地铁穿越砂卵石富水地段的施工,对隧道的支护以及在砂卵石中管棚施工的钻机钻进施工技术进行了探讨和介绍。通过在拱墙部位施作30 m超前长管棚注浆并辅以单排超前小导管补注浆进行超前支护,形成棚架作用;采用三台阶预留核心土人工开挖,及时施作初期支护,并设置临时仰拱、横撑和竖撑加强支护;跟进径向注浆和隧道底板注浆,扩大固结范围和封堵初支渗水;二次衬砌紧跟,完成隧道施工。确保了在复杂地质条件下的隧道开挖安全。     

箱涵顶进中的轻型井点降水施工

铁路桥涵顶进中的排水与降水是直接影响工程质量和行车安全的重要问题。当桥涵底板处于地下水位以下时,施工时因含水层被切断,以及地下水头的压力,使地下水从两侧坑壁流出,或从基底上涌,致使路基土壤泡水而变软,特别是粒径细小的砂质土填筑的路基,当地下水位较高时,因地下水自下而上的渗流,土颗粒将随渗流的水一起流动,形成     

富水砂卵层基坑封闭降水与回灌工程关键技术

根据济南泉域富水砂卵石地层特点,通过文献调查、理论分析、现场实测,并借助数值模拟计算,分析并优化基坑下卧弱隔水层注浆加固方案,得到注浆加固质量控制技术要点,提出端头井土体加固与封闭止水帷幕下辅助降水的关键技术,研发基坑降水回灌一体化系统及配套装备,攻克传统回灌技术存在的抽灌分离、回灌效率低、运维成本高等施工难题,阐述回灌水质处理、自动加压回灌及水位联动回灌等关键技术创新点,改良回灌井过滤器设置及止水段施工技术,形成富水砂卵层基坑封闭降水与回灌工程关键技术,对推广基坑降水与回灌工程的绿色化、信息化、智能化有一定指导作用。     

上软下硬地层区段新建地铁线路盾构法下穿既有地铁运营线路关键施工技术

近年来,新建地铁线路盾构法下穿既有地铁运营线路的情况越来越多.针对广州地区常见的上软下硬地层,以广州地铁22号线盾构法下穿既有3号线工程为例分析关键施工技术.将水平定向钻施工、超前预支护、预加固等传统方法与盾构法施工相结合,形成了地面水平定向钻孔注浆、盾构机超前注浆孔注浆、洞内深孔跟踪注浆等加固方法,并结合工程经验和理论计算设定了最优施工参数和自动化监测方案.工程实践表明,所采用的加固方法严格控制了既有线路变形和位移,确保了既有线路的运营安全,也降低了新建线路施工安全风险.     

盾构机超前钻探与溶洞处理

针对地铁盾构隧道施工中遇到的溶洞、空穴等地质灾害,提出了当无法从地面进行注浆加固处理时,如何利用盾构机配置的超前钻探系统在洞内进行溶洞钻探及注浆加固。本文结合工程实例,介绍了洞内溶洞处理施工流程,同时对洞内溶洞钻探、注浆加固施工的注意事项提出建议。     

观音山隧道软弱围岩超前预注浆施工技术

结合工程地质概况,通过对地质雷达和超前水平钻探结果的分析,提出采用超前预注浆的加固方案,并从止浆墙的施作、超前预注浆的加固范围、注浆工艺过程等方面阐述了其施工技术,最后对注浆效果进行了检查评估,达到堵水和加强围岩稳定的目的,为今后类似工程的施工提供参考。     

综合测井技术在太行山隧道勘察中的应用

研究目的:根据石太客运专线27.87 km长的太行山隧道洞身岩性以石灰岩、白云岩为主夹薄层角砾状泥灰岩、石膏岩及其次生的膏溶角砾岩,通过地区全部处于地下水的补给区,隧道区内断裂构造较发育,地下水较丰富的情况,在地质勘察阶段查明洞身岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。研究方法:布置23个地质钻探孔,选择声波波速、视电阻率、自然电位、井温、井斜五个测试参数,同时以井中全景式彩色电视检测为补充,开展综合测井工作,采用概率统计方法对测试参数进行统计分析。研究结果:不同的岩性具有不同的概率曲线特征,灰岩、断层角砾岩、膏溶角砾岩离散度大,岩石破碎可能性大,对施工影响大。而鲕状灰岩、花岗片麻岩离散度小,岩石发生破碎的几率小。井中电视观测是对地下水出水情况进行判断最直接的方式。研究结论:采用上述方法可以准确判断岩层风化破碎程度、含水层及补给关系。     

宜万铁路别岩槽隧道F1高压富水断层施工技术

研究目的：别岩槽隧道为宜万铁路8座Ⅰ级风险之一，隧道DK404＋101～＋550段发育F1断层，断层位于可溶岩与非可溶岩接触带，断裂带由可溶的灰岩、白云质灰岩钙质胶结而成，现场实测断层带水压力为0．6～1．8MPa,超前探孔单孔涌水量为10～160m^3／h。针对F1高压富水断层，论述采取超前钻探，根据探孔水压力和单孔涌水量如何确定注浆参数和超前支护方案，解决F1断层的施工难题。研究结论：针对F1高压富水断层，采取“超前预报、帷幕注浆、管棚支护、结构加强”的施工方案是可行的。对于主断层，注浆帷幕厚度应为隧道开挖轮廓线外8m，对于断层影响带，当水压力大于1．5MPa、单孔涌水量大于40m^3／h时，帷幕厚度应加强到隧道开挖轮廓线外8m，反之，可优化帷幕厚度。通过优化方案、合理配置机械设备、加强组织管理，实现了F1断层帷幕注浆平均生产能力为1个循环／32d，完成“钻探-注浆-开挖”进度指标为22m/月，可为类似工程的施工提供借鉴作用。     

抽水地面沉降中含水层渗流变形耦合模型研究

研究目的:上海和常州的地面沉降观测数据表明在深层抽水时含水层会发生较大的压缩变形,从而导致含水层渗透性的变化,但在现有模型中含水层变形通常被忽略.针对这一问题,本文提出可以考虑抽水过程中含水层渗透性随水位降深发展的实时变化的渗流-变形耦合模型.研究结论:(1)砂性土中孔隙比与渗透系数在半对数坐标中的线性关系;(2)上海...     

富水隧洞双护盾TBM超前钻探技术优化研究

为解决现有超前地质预报技术探水精度不高及双护盾TBM机载超前钻机在施工中适用性不足的问题,依托晋中引黄输水隧洞,分析了TBM尾盾处机载超前钻机存在的问题,优化超前钻机方案,将超前钻探作业位置前置到刀盘前方掌子面处,并提出了TBM定向超前钻探技术,通过确定超前钻探目标区域、掌子面稳定性评估及地层预处理和定向超前钻探,实现了隧洞前方地层进行全覆盖、多角度的超前钻探,提高了地下水探测精度,有效降低了掌子面突涌水风险,对类似工程提供了借鉴。     

盾构隧道穿越泉域强富水灰岩地质掘进控制技术

以济南轨道交通1号线盾构隧道穿越泉域强富水灰岩地质为工程背景,分析盾构掘进效率的影响因素,提出强富水灰岩地质刀盘、刀具选型与掘进参数控制技术。研究结果表明：影响盾构掘进的主要因素为灰岩强度高达122 MPa、裂隙水量大、盾构开挖面涌水突泥、螺旋机喷涌以及出渣与外运困难;根据刀具磨损规律,将滚刀优化为一体式滚刀,刃宽减小为19 mm,刀具中心采用楔形镶齿滚刀且刀盘增加耐磨格栅,以提升掘进效率;制定盾构穿越富水灰岩地质关键掘进参数控制范围,同步注浆量应控制在5.0～5.8 m³/环,在岩溶水丰富区域应控制注浆材料的胶凝时间。     

铁路路基岩溶注浆整治工程质量综合检测技术探讨

介绍物探为主、钻探为辅的综合检测手段对铁路路基岩溶注浆整治工程质量进行检测的流程,论述了资料采集要点和资料解释依据及原则;以某铁路客运专线一标段为例,说明岩溶注浆整治工程的质量检测效果。     

城市电缆隧道施工中地下水的综合治理

城市地下电缆隧道施工环境复杂,对防水的要求很高,文章结合长沙市芙蓉路电缆隧道工程施工中,竖井及斜井穿越富含水层施工技术,重点说明了突水和涌水的治理,以及注浆止水技术和防水材料的综合使用,为类似工程提供参考.     

小断面水下隧道矿山法施工技术

探讨小断面水下隧道矿山法施工的技术特点、工艺原理、施工操作要点。该技术的施工原则为“超前探、注浆堵、弱爆破、短进尺、强支护、重排水”,操作要点包括超前钻探、帷幕注浆堵水、开挖支护等,并介绍城陵矶长江穿越隧道工程钻爆法施工的工程实例。