高压富水地层超深埋特长隧道施工技术研究

研究目的:我国修建的锦屏隧道全长17.5 km,具有洞身埋深大(2 375 m),断层、褶皱、可溶岩发育,独头掘进无轨运输距离长(9 800 m),施工工期紧(50个月)等特点.迫切需要解决出现高压涌水及跨岩爆地质灾害、威胁隧道施工安全的问题.研究结果:通过流体力学模拟试验,采取择机封堵、超前帷幕注浆、径向封堵灌浆、摸袋和索囊封堵灌浆等技术,有效封堵了高压大流量地下水;通过离散单元法数值模拟试验,采取超前应力解除、控制爆破及水胀式锚杆、挂网、钢筋拱肋、喷超细沸石粉添加剂混凝土等岩爆预防措施,有效防治了岩爆灾害;通过气体力学模拟试验,研究了大功率射流风机及射流巷道式通风技术,解决了独头掘进超长距离的无轨运输施工通风技术难题,创造了独头掘进9 800 m无轨运输的世界记录;通过综合超前地质预报、岩爆与富水段喷射混凝土、特长隧道快速施工及监测等技术的深入研究,提高了超前地质预报的准确率(85%以上)及施工效果.锦屏隧道的成功修建,总结了一套高压富水地层深埋特长隧道综合施工技术及工艺,推进了我国隧道施工技术的发展.     

特长超深隧道涌水量预测的镜象法

特长隧道的埋深常达到百米甚至千米以上，成为特长超深隧道。本文根据这类隧道在含水层中的埋置深度大、初期涌水以弹性释水为主及围岩渗透系数深度增加而递减等特点，将隧道概化为补给边界附近井，并通过镜象法得出了隧道最大涌水量的计算模型。适当简化后，该模型与现有的部分模型相吻合。     

乌鞘岭特长隧道穿越F7断层隧道变形机理分析及其支护措施的研究

乌鞘岭隧道穿越F7断层时遇到了高应力较弱围岩，针对F7断层的特点及软岩高应力特性，分析出隧道发生大变形的机理，并提供了对该段围岩高应力软岩的判断方法．对不同情况下的隧道提出了几种卸压——支护方式．     

盆因拉隧道高地应力成因及岩爆防治措施研究

盆因拉隧道位于雅鲁藏布江峡谷区,受构造板块影响,地应力分布特殊,隧道的施工遇到较强烈的岩爆影响。本项目通过对隧道通过区的构造应力场进行分析,采集实测地应力数据,通过仿真技术分析预测隧址区的地应力分布特征;采用室内试验对隧道洞身处闪长岩进行矿物组分、结构特征分析;采用单轴压缩、三轴试验测试岩体力学指标,结合地应力数据及岩体力学参数、隧道开挖断面形状分析岩爆灾害发生机理,对隧道岩爆进行预测、评价,并提出采取"水压爆破、应力释放、加强支护"的措施,有效控制了岩爆造成的危害,为类似隧道的施工积累了经验。     

长大复杂岩溶隧道防避地质灾害的调查模式

研究目的:长大复杂岩溶隧道存在高潜势地质灾害,危害极大.为避免安全事故,造成更大损失,拟尽可能充分利用有利时空、有利条件,多途径、系统收集地质信息,以更确切地进行地质评价,提出更切实际的防范措施,避免地质灾害的发生;研究结论:宜万铁路建设实践表明,长大复杂岩溶隧道防避地质灾害的调查模式在满足铁路正常勘察程序要求的同时,应尽力扩大勘察途径、增设勘察阶段,并将勘察系列与地质预报系列连接,创造更多机会获取更多的地质信息,以综合分析研究,有效地进行地质灾害(风险)预测和施工地质超前预报、采取防避灾害的措施,达到规避地质风险目的.     

山尾旗隧道施工中的灾害与防治

山尾旗隧道位于赣龙铁路DK264+407～DK266+821,全长2414m,为上海局属施工企业历史上施工最长的一座隧道,进口228m表层为碎石土,橙黄色,稍湿、松散的V级围岩,中间夹有石灰岩,采用短台阶法施工,出口206m表层为砂粘土,灰黄色、软塑状态的V级围岩,地下水发育,亦是采用短台阶法施工,中间1980m为Ⅲ级围岩,采用光面钻爆全断面施工.     

特长隧道现场监控量测分析研究

为了了解某特长公路隧道建设初期结构的力学行为,在施工过程中对隧道结构进行了多项监控量测研究。通过分析获取的监控量测数据显示:由于该隧道岩性较好,在隧道开挖过程中引起的围岩总体形变较小,支护结构承载均不大,建设之初隧道总体处于较为安全的受力状态。     

乌鞘岭特长隧道芨芨沟深竖井快速施工技术

乌鞘岭特长隧道芨芨沟竖井井筒基岩段采用短段掘砌混合作业方式施工 ,于 2 0 0 3年 6月份创月成井 13 4 6m的纪录。介绍其施工方法、施工装备 ,并探讨在基岩段实现竖井快速施工的有效途径。     

沪蓉西高速公路龙潭特长隧道深大竖井施工技术

沪蓉西高速公路龙潭隧道左、右线长度分别为8 693 m和8 599 m,在距出口端约3 km处分别设3号、4号竖井进行通风.竖井施工有以下特点:综合利用悬吊钢丝绳,减少稳车投入;开挖采用人工钻爆法进行施工,避免投入伞钻,减少设备投资;衬砌混凝土分别采用整体下滑模板进行施工;井口30 m以下井身采用衬砌紧跟开挖面,保证施工安全.     

特长隧道地质超前预报方法研究

特长隧道施工中,根据地质复杂程度采用多种方法结合的综合地质超前预报技术,相互配合、补充印证,综合判断掌子面前方地质情况,对指导施工、避免事故损失具有重大意义。介绍地质超前预报的内容、方法和应用原则。     

水平岩层特长隧道的爆破参数优化与超欠挖控制

为了研究水平岩层隧道中光面爆破的效果,以太古高速S2标的西山特长公路隧道工程(左线)为依托,采用施工现场调查、现场爆破漏斗试验的方法,对水平岩层隧道中超欠挖原因进行分析,从而对爆破的设计参数进行了优化.并应用减小周边眼间距、降低周边眼装药量、采用间隔装药结构、同时加强光面爆破的施工措施,最终使残孔保存率在拱顶处达到50％,边墙达70％;平均线形超挖量小于9 cm,最大线形超挖量为20 cm.现场实际效果证明以上措施有效地控制了光爆超欠挖的不利现象,加快了施工进度,降低了工程造价.     

浙江苍岭隧道岩爆工程地质特征分析与防治措施研究

根据在浙江苍岭隧道施工中发生的岩爆,通过现场地质观测资料,分析了其形成的规模、位置、诱发因素以及地质条件,从地质工程的角度,对岩爆发生地段隧道的岩石组成、地质构造、地应力特征以及地下水情况进行了探讨,发现在苍岭隧道施工中发生岩爆的岩石具有岩体结构面发育适中、弹性模量大、P波波速高、地质构造简单、现代水平构造应力强且主压应力轴σ1大角度相交于隧道中轴线和地下水不发育的特征,并在此基础上,提出了掌子面喷水、布设释放地应力锚杆、减少隧道壁聚能结构等有效的岩爆防治措施。     

乌鞘岭特长隧道通信防灾方案研究

乌鞘岭特长隧道位于兰新线打柴沟与龙沟车站之间的乌鞘岭,全长20050m,为投入运营的国内铁路第一长隧,其安全非常重要。主要介绍了乌鞘岭特长隧道通信防灾方案。     

金台铁路越岭特长隧道设计方案研究

金华至台州铁路的技术标准为单线预留双线,地形和地质条件复杂的越岭段存在隧道方案单双线的比较、工程投资、施工安全、工期控制及防灾救援体系等诸多设计难点。通过对隧道两端的接线条件、会让站的设置、地质条件、单线与双线、施工方法、防灾救援、工期、工程投资及环保等多方面的研究,在确保工期合理、节省投资和运营支出、施工安全可控的前提下,推荐采用18.37 km特长隧道的越岭方案,并采用一次双线分期实施,进口钻爆法+出口1台TBM施工的隧道设计方案。     

石武客运专线石郑段地质灾害特征与工程防治措施

在充分研究石武客运专线石郑段地质环境的基础上,根据地质调绘、地质勘探成果,系统总结了沿线地面沉降、地裂缝、砂土液化、土质地基变形等地质灾害的发育特征及对铁路客运专线的危害,结合客运专线无砟轨道技术标准高、沉降控制严格的技术特点,提出了针对地面沉降、地裂缝、砂土液化、土质地基变形等方面的工程防治措施,为工程建设顺利实施提供了地质保障。     

乌鞘岭隧道穿越F7断层隧道变形机理分析及其支护措施的探讨研究

乌鞘岭隧道穿越F7断层时遇到了高应力软弱围岩,针对F7断层的特点及软岩高应力围岩特性,分析出隧道发生大变形的机理,并提供对该段围岩高应力软岩的判断方法,对不同情况下的隧道提出了几种卸压-支护方式.     

隧道泥石流的成因及防治措施研究

山区道路泥石流、滑坡减灾已成为保障道路工程和交通安全的重要问题。隧道泥石流的发生过程一般可分为孕育、潜伏和发生3个阶段。本文以兰渝铁路为工程背景,通过对勘察时所遇泥石流区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质特征、人类活动与植被条件等泥石流形成条件的研究,分析了其发生条件和一般特征,据此提出预防隧道泥石流的关键是使其不能同时具备3个形成条件,有针对性地提出防治措施及建议。     

青天寺特长隧道防灾通风方案研究

结合青天寺特长隧道防灾救援具有多个进、出口通风的特点,设置紧急救援站,运用网络通风理论,建立隧道复杂通风系统的计算模型;通过对设置送风(排烟)斜井或竖井等方案计算分析,并综合考虑工程投资及运营管理,得出较优方案,并结合3号斜井设置了排烟斜井防灾救援方案。     

特长隧道通风竖井设计与施工技术

通风竖井是长大隧道的重要配套工程,对解决隧道通风和安全运营等问题意义重大。本文介绍了秦岭终南山公路隧道2号通风竖井的支护结构,并采用数值模拟方法分析了围岩和支护结构的稳定性,同时介绍了竖井施工的方案、机械设备、爆破技术及监测方法。通过采用合理的设计和施工方法保证了竖井快速安全施工,可为类似工程提供参考。