青岛胶州湾海底隧道断层破碎带安全快速施工技术

海底隧道对我国来说是一个比较新的工程领域,对应的施工技术比较缺乏,特别是海域段安全快速通过断层破碎带的施工技术基本为空白,可借鉴的施工经验比较少。青岛胶州湾海底隧道建设者在吸取国内外先进技术的基础上依靠自主力量,突破了一个又一个技术难题,特别是在海域段过断层破碎带的施工难题上积极探索和实践,并已取得成功,积累了较为实用的综合施工经验,可为同类工程施工提供借鉴。     

隧道穿越断层破碎带施工方案及力学效应研究

以2022年北京冬季奥林匹克运动会重大交通保障项目延(庆)-崇(礼)高速公路第06标段玉渡山隧道为工程背景,采用FLAC 3D程序研究了隧道穿越F115断层破碎带CD法施工方案,分析拱顶沉降、水平收敛与塑性区范围,依据分析结果并结合现场监测数据,给出了锚-网-喷-钢拱架联合支护方案。研究结果表明:(1)施作支护方案后,隧道穿越断层破碎带段累积拱顶沉降为16.2mm,累积水平收敛量为22.3mm,而现场监测得到的累积拱顶沉降与累积水平收敛分别为19.3mm和26.5mm,二者较为吻合,故在后续隧道穿越断层破碎带CD法施工过程中以数值计算的方式预估隧道累积拱顶沉降、累积水平收敛等相关参数;(2)若数值计算结果显示隧道最大累积拱顶沉降量、最大累积水平收敛量较大、塑性区较为发育时,则隧道存在较大塌方风险;(3)在施作支护方案后,穿越断层破碎带段隧道的累积拱顶沉降量由51.5mm减小至19.3mm,累积水平收敛量由62.7mm减小至26.5mm,有了明显降低,且应力集中得以改善,塑性区范围亦大幅减小,隧道得以顺利穿越断层破碎带。     

公路隧道穿越断层破碎带仿真分析

山岭隧道开挖经常遇到断层破碎带,开挖支护施工难度大,容易出现事故,是隧道施工的薄弱环节。文中结合史家山2号隧道,根据其地质特征,运用FLAC3D软件建立数值模型,对比了有无断层破碎带和不同工法下的穿越断层破碎带的工况,提出了断层破碎带的影响程度和适合的施工方案。     

隧道断层破碎带对隧道施工稳定性的影响研究

采用数值分析方法,研究了隧道断层破碎带对施工期间拱顶位移、边墙主应力以及喷射混凝土内力的影响.分析结果认为,隧道开挖时,对断层带的拱顶下沉位移影响较大,但存在一定的影响范围.隧道拱顶和边墙发生塌方破坏的可能性最大,需要加强对断层带隧道施工过程的围岩变形监测,确保施工安全.     

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。     

隧道斜穿不同倾角断层破碎带围岩变形特征分析

针对穿越断层破碎带过程中出现的围岩大变形问题,依托水阳高速胜利隧道斜穿不同倾角断层破碎带实际工程,通过现场实测与数值模拟方法,研究了隧道在穿越不同倾角断层破碎带过程中的围岩变形规律。结果表明:在揭露不同倾角断层破碎带时出现围岩最大的沉降速率,可达16mm/d,在不同倾角断层破碎带中间出现围岩最大沉降,可达365.5mm,是围岩正常段累计沉降值的7倍以上;在斜穿倾角60°～80°断层破碎带过程中,靠近断层破碎带一侧拱肩累计沉降值是另一侧拱肩累计沉降值的2～4倍,且靠近断层破碎带一侧围岩受施工的扰动更大。隧道在穿越不同倾角断层破碎带过程中,随着断层倾角越接近90°,左右拱肩的差异沉降逐渐减小,断层破碎带的影响范围逐渐减小,但断层破碎带内沉降值增大。研究结果可为类似工程提供借鉴。     

太行山隧道进口断层破碎围岩段施工技术

主要介绍太行山隧道进口断层破碎围岩段及影响地段保持和控制工程地质体稳定的措施和施工手段,"四新"技术在该围岩段的应用,以及通过监控量测来调整和修正围岩开挖支护参数,优化施工方案。     

乌鞘岭隧道F4断层涌水塌方段施工技术探讨

针对甘肃省永古高速公路乌鞘岭特长隧道F4断层破碎带施工期间突发涌水、坍塌情况,基于现场情况及涌水量观测,采取了支护加强、径向注浆加固、塌方体注浆、优化开挖方案等综合工程处治对策,现场观察及监测表明上述措施实施后,涌水及变形等均得到了有效控制,取得了较好的效果,确保了隧道的施工安全与结构安全。本文成果对穿越断层涌水破碎带地层隧道的修建具有一定的指导作用和参考价值。     

西山隧道建设期塌方风险评估及整治方法

针对隧道施工过程中的塌方问题,结合西山隧道在建设期进行的塌方风险评估,提出相关风险控制方法。结果表明:在断层破碎带附近以及围岩特性突变位置,施工工法的转化应尽量保守;对于比较破碎的围岩段,应优化施工方案;加强超前地质预报,及时根据超前预报结果和出现的异常情况变更设计,并制定塌方紧急预案;加强对已施工衬砌的质量检测工作,确保施工质量,防止出现渗漏水现象;对洞内结构进行收敛变形和应力监测,控制可能出现的有害变形,及时采取措施进行控制。     

一种探测隧道含水断层破碎带的新技术——瑞利波探测技术

通过实例分析,介绍瑞利波超前探测施工隧道含水断层破碎带的优点,为在隧道施工过程中,超前预报含水断层破碎带展示了一种简便、高效的新技术。     

某大断面隧道穿越F_1断层坍塌处治技术

为解决大断面黄土片麻岩隧道穿越断层带坍塌后围岩破碎、无法自稳、处治困难等一系列问题,确保安全快速通过坍塌段,以厥湾隧道坍塌处治工程实例为依托,在隧道坍塌原因分析的基础上,对如何有效处治隧道断层带坍塌进行详细论述与总结,并给出了隧道坍塌段掘进施工的关键技术措施。工程实践证明,隧道处治效果良好,三台阶七步开挖法在穿越断层带施工合理可行,为类似隧道工程施工提供了借鉴。     

六盘山隧道软弱围岩上半断面复合衬砌法施工

公路隧道施工中，经常遇到石质破碎、断层多、涌水大等不良地质情况，也常常成为控制施工工期，影响工程质量和施工安全的关键。因此，根据地质条件，正确地选择施工方法和支护结构就成为施工中的一个重要问题，必须慎重对待。六盘山隧道在软弱破碎围岩结构段施工中。采用“上半断面二次复合衬砌”的施工方法，避免隧道塌方，取得成功。     

莲花山1号特长隧道ZK190+640-ZK190+625段破碎带突泥处理施工技术

隧道通过高压富水断层破碎带时极易发生突水、突泥等地质灾害。莲花山1号隧道同时穿越F13和F14两个断裂带,在隧道左洞开挖至ZK190+637处发生了两次突水、突泥地质灾害。为快速恢复正常施工,通过采用直径76mm自进式钢花管超前支护工艺,并结合正洞上台阶注浆加固,克服了在断层破碎带水压高、水量大、传统超前注浆小导管支护难以成孔的困难,顺利对该段进行了注浆堵水和加固处理。实践证明,所采取方法有效合理,不仅保证了施工安全和质量,而且施工过程简单便捷,操作性强、作业空间小、费用少、加固效果好,实现了在高压富水断层泥带的安全快速施工,对类似工程具有一定的参考价值。     

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。     

隧道断层破碎带突泥处治技术

本文依托雁门关铁路隧道开挖项目为背景,北同蒲取直线雁门关隧道施工中穿越19条断层破碎带,断层带裂隙水发育,易发生突泥、突水事故,给隧道安全施工和洞室稳定性控制带来极大困难。隧道实际施工过程中多次处理断层破碎带突泥,尤其是经过三次较大规模的突泥处理后,通过现场工程实践、不断摸索及总结,形成了大断面隧道断层破碎带突泥处理的施工工艺和关键技术。对类似工程有着较高的借鉴价值。     

海底隧道过断层破碎带施工风险分析与应对措施

为了避免胶州湾隧道在穿越多条断层破碎带施工时,发生坍塌、冒顶、突水、突泥等事故,结合青岛胶州湾海底隧道工程设计和施工,通过采用风险分析和评价的方法对过断层破碎带施工风险进行分析,并提出风险的应对措施,风险评估结果可为以后类似工程提供参考。     

毛坝1号隧道涌突水处理设计与施工

毛坝1号隧道由于地处复杂的构造带上，断层破碎带多，隧道出口端发生的长大涌水段属不可预见的地质灾害，对一般涌水段采取超前和径向小导管注浆处理，涌水塌方段采取A进式锚杆和超前导管注浆通过；施工实践证明本隧道涌水设计和施工处理方案是成功的。     

断层破碎带对公路边坡工程的影响分析

通过研究断层破碎带的物理力学特征,分析某高速公路断层破碎带边坡的设计变更、施工过程变形开裂及治理,得出失稳边坡的特征和断层破碎带对边坡稳定性的影响,指出在高速公路前期进行工程选线时,对于区域断层一定要避让,且可选用抗滑桩对该类边坡进行处治。     

地铁暗挖隧道断层破碎带突水涌砂原因分析及处治技术

青岛黄岛区某地铁区间隧道穿越断层破碎带时发生突水涌砂地质灾害,为保证隧道施工安全及后续顺利开挖,对富水断层破碎带突水涌砂原因及力学形成过程进行分析。富水断层破碎带稳定性差,未进行有效加固,在开挖卸荷和爆破扰动双重作用下,岩体防突水层厚度超过临界状态,进而导致掌子面发生突水涌砂。考虑到地铁暗挖隧道施工空间狭小、材料运输不便等特点,采用以地表模袋注浆为主、洞内堵水注浆为辅的综合处治措施。结果表明:注浆加固后的掌子面湿润无流动水,浆脉清晰可见,渗漏水量小于1.5 L/(min·m),渗流通道得到有效封堵,保证隧道顺利通过突水涌砂段。     

跨断层带隧道结构力学与地震动响应特性研究

通过分析现场实测应力数据,首先对雅康高速跨断层破碎带的紫石隧道进行了支护结构的力学特性研究,然后进一步通过三维数值仿真分析,对紫石隧道进行了地震动力响应研究。研究内容包括地层位移响应、衬砌结构与围岩的加速度响应及二衬结构的内力分布特征等。研究结果表明:穿越断层破碎带隧道二衬需要分担50%～60%围岩压力;内力最大的截面为拱顶和拱脚处;隧道衬砌内力前30d快速增长,30d后增速降低,90～100d后趋于稳定,二衬弯矩在截面上呈"云状"分布;地震作用下,隧道断层破碎带段围岩位移和加速度的动力响应均比普通围岩更为明显;断层破碎带与普通围岩接触面存在较大的位移错动量,且该处加速度响应不同步,容易引起错动破坏;隧道各段衬砌横断面上的内力分布特征基本相同,但断层破碎带段有更大的内力极值,内力极值位于断面共轭45°方向;隧道抗震设防既应考虑断层破碎带段,也应考虑其与普通围岩的过渡段等。