宜万铁路云雾山隧道溶洞施工技术

宜万铁路是铁路岩溶隧道施工的宝库,云雾山隧道是宜万铁路的八大风险隧道之一,施工中采用多方位立体式的岩溶溶洞探测手段,在探明溶洞的基础上,严格遵循"以疏为主,堵排结合,因地制宜,综合治理"的原则,选择合理科学的溶洞处理方法,根据岩溶溶洞的发育规模及特征,采用预先处理施工技术或者溶腔揭示后的施工处理技术,降低和排除岩溶隧道溶洞的施工风险,确保了施工安全和工期。云雾山隧道采用了多种岩溶溶洞的处理技术,可为同类隧道的施工提供借鉴。     

高速铁路岩溶隧道大型溶洞综合勘察及处理技术研究

岩溶隧道的大型溶洞勘察及处理方法是高速铁路设计施工的难点,张吉怀铁路兰花隧道施工中揭示了大型溶洞,为确保铁路安全,需详细查明溶洞工程地质特性及水文地质特性,并确定合理的溶洞处理方法.通过地质调查、钻探及物探等综合勘察技术,详细查明了溶洞群的规模、相互关系及隧底岩溶发育情况.综合勘察结果表明:Ⅰ号溶洞底部至暗河间分布充填...     

重载铁路隧底隐伏溶洞稳定性影响及处治技术研究

蒙华重载铁路是我国在南方穿越岩溶地区修建的第一条重载铁路。岩溶隧道施工期间未揭露的隧道底部隐伏溶洞,不仅影响隧道施工安全,同时存在后期运营期间在重载列车振动荷载作用下失稳塌落的风险,为了保证隧道施工和运营期间的安全,分析隧道底板以下潜在的隐伏溶洞对隧道稳定性影响;采用数值分析方法,考虑隧道施工阶段和后期运营阶段不同的受力工况,分别对隧道与底部隐伏溶洞之间的安全距离进行分析,得到不同洞径的隐伏溶洞与隧道之间安全距离的关联规律;综合理论计算结果,结合施工过程中对隐伏溶洞的预报和识别,采用钢管桩注浆工艺对需要处理的隧道底部隐伏溶洞进行钢管桩注浆加固处理,并形成套管跟进成孔及破碎岩体泥浆护壁工艺。     

岩溶地区转角塘隧道地下水和岩溶治理技术

地下水和岩溶是岩溶地区隧道的两大安全隐患,能否有效防治水患和治理岩溶,直接影响施工安全和运营安全。通过岩溶地区转角塘隧道施工实例,介绍了该隧道不同状况裂隙水的治理方案和不同情况溶洞的处理措施。     

高速铁路上郭关隧道施工遭遇大型溶洞的处理方案研究

高速铁路上郭关隧道在施工中遭遇了大型溶洞,溶洞由6个形态各异的溶洞大厅组成,有必要研究既安全又经济的溶洞处理方案。首先根据溶洞大厅的大小与位置,设计现浇套拱衬砌支顶、埋设钢筋混凝土管涵与施作护墙支挡3种处理方案;然后数值模拟不处理溶洞、处理溶洞、处理溶洞并考虑水渗流影响等情况,对比多种工况下的隧道受力变形,分析溶洞处理效果,并提出施工建议;最后将溶洞处理方案应用于工程实践。结果表明:隧道变形在安全范围内,隧道顺利通过岩溶区,证明采取的溶洞处理方案切实可行。     

浅谈贵州喀斯特溶岩区隧道溶洞处理施工技术

溶洞为岩溶洞穴,是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象。岩溶对隧道的影响主要表现为结构物部分及全部悬空,大大降低隧道使用的可靠度;溶洞填充物外涌,给施工造成困难和安全隐患;季节性的岩溶洞穴涌水,给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素。因此,制定合理、科学、有效的溶洞处理方案对隧道顺利穿越岩溶发育地段极为重要。根据贵阳枢纽白龙线Ⅰ标胡家坡隧道DI2K24+932溶洞处理方案的具体实施情况,总结贵州喀斯特地貌区溶蚀发育地区溶洞的处理方法,以期对溶洞处理的设计与施工有一定借鉴意义。     

隧道穿越大型充填型溶洞的工程地质勘察技术研究

总结宜万铁路马鹿箐隧道PDK255＋978大型充填型溶洞的综合勘察经验,介绍隧道穿越大越大型充填型溶洞时各种勘察方法的综合应用,查清充填溶洞的工程地质及水文地质条件,以便确定充填溶洞的处理方案。通过EH-4确定岩溶异常的发育范围及空间形态,深孔钻探验证岩溶异常的形式及溶洞内充水、充泥情况,并确定溶洞内充水、充泥数量以及水压力大小,通过地下水化学分析确定突水来源及地下水补给来源,通过水文观测确定了地下水的补给量,为宜万铁路马鹿箐隧道PDK255＋978大型充填溶洞的处理提出了分级泄水的处理方案。     

高速铁路隧道岩溶灾害及防治关键技术研究

为总结高速铁路隧道岩溶灾害及其防治关键技术,结合沪昆高铁、重庆枢纽及成贵高铁的典型实例,分别从综合超前地质预报、深埋隧道高水压富水区综合防控、强岩溶化洞段围岩成套加固和隧底大(巨)型溶洞跨越4个方面对目前高速铁路隧道岩溶中涌水突泥、强岩溶化洞段围岩失稳及隧底大(巨)型溶洞三类灾害的致灾机理及防治技术进行总结和分析。结果表明:(1)综合超前地质预报是预防岩溶隧道涌水突泥灾害发生的有效手段;(2)对高速铁路岩溶隧道高压富水区,可采用超前帷幕注浆、径向注浆堵水的综合防控技术;(3)强岩溶化洞段可采用圬工回填、钢管群桩、微型桩、旋喷桩等围岩加固技术;(4)对岩溶隧道底大(巨)型溶洞,可采用空心柱混凝土回填、桥梁跨越、桩基框架结构、桩筏结构等综合处理技术。     

干溪沟隧道岩溶整治分析

研究目的:灰岩地段岩溶发育复杂多变,对隧道施工和结构影响较大,结合对渝怀线干溪沟隧道施工中多处溶洞的处理,对岩溶处理进行总结、反思。研究方法:在详细查明溶洞发育规模、范围及溶洞充填物岩性组合特征后,对基础处理方案进行比选。研究结果:对干溪沟隧道揭示的各个岩溶溶洞采取有效的处理措施进行治理,并取得良好的效果。研究结论:岩溶发育复杂多变,整治时需因地制宜,对症下药;施工中遇到充填溶洞时,在未探明基础充填深度的情况下,应适当扩大开挖净空,为探测、结构处理提供空间及自由度预留条件;地下工程穿越地下水水平循环带且其排泄基准面下切较深(区段多见深切沟谷)时,充填溶洞处理则可不考虑地下水的影响,空溶洞则按干岩溶管道处理,但仍应预留排水通道,以防止雨季时地下水堵塞,水位上升至线路标高后形成水害;动静结合的框架式结构基础应考虑列车通过时的冲击荷载等不确定因素影响,适当增加安全储备。     

隧道小型溶洞处理方法探讨

以乌池坝隧道的溶洞处理方案为例,介绍了溶洞内隧道施工的一般性原则和岩溶地段隧道施工技术。     

宜万铁路下村坝隧道大型半充填溶洞处理技术

宜万铁路下村坝隧道施工中揭示大型半充填型溶洞——"+615"溶洞,溶洞处理难度大,技术要求高,为确保施工及运营期隧道安全,在查清溶洞发育地质特征的基础上,研究安全可靠、经济适用的综合处理方案。根据溶洞发育规模、工程及水文地质条件综合考虑隧道工程修建技术特点,经理论计算、工程类比,对"+615"大型半充填溶洞提出了"拱部回填砂浆稳定危岩、隧底桩基承台结构跨越溶洞、洞身加强型复合式衬砌结构"相结合的综合处理技术。结果表明,工程实践效果较好,隧道结构安全可靠。     

遂渝铁路荆竹岭隧道复杂地质段设计

研究目的：消除荆竹岭隧道发生岩溶突水引起施工灾害事故发生可能,避免过可溶岩段地下水大量漏失破坏水环境引起地表塌陷,解决隧道过巨大溶洞群、地下暗河、岩溶突泥段及石膏层膨胀腐蚀性对隧道结构强度、稳定、耐久性的影响问题。 研究方法：本着治水、环保、安全、运营救援相结合的理念,系统设置辅助坑道、特殊地质段加强超前地质预报、富水地段帷幕注浆堵水与岩溶暗河疏导排水相结合,并运用ANASYS程序数值仿真计算。 研究结果：完成隧道跨越“溶洞、暗河、突泥段”设计、石膏地层段支护结构设计、抗水压衬砌设计。 研究结论：本隧富水段、岩溶暗河段的防排水设计理念及复杂地质段设计措施,确保了隧道结构的施工、运营安全,可很好地指导今后类似复杂地质段工程设计。     

顶部隐伏充水溶洞隧道施工阶段围岩稳定性分析

结合某岩溶隧道施工过程,利用有限差分软件对顶部存在水压充填溶洞的某隧道围岩稳定性进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明：围岩塑性区主要集中在隧道拱顶、仰拱底、拱腰和溶洞顶部处,溶洞顶部与隧道底部的塑性区有相互连通的趋势。随着隧道接近并通过充水溶洞,拱顶和墙脚两处围岩最大主应力先减小后增大,拱肩处一直增大,拱腰和仰拱底处先增大后减小,主应力最大值位于拱肩区域,其值约为3.0 MPa。     

牛角坪隧道左线溶洞处理施工

毛川高速公路牛角坪隧道左线施工过程中遇到溶洞,结合这一工况,研究了处理方案并予以实施：采用片石砼、隧道洞碴回填隧道底部溶洞空腔;钢筋砼板配合边墙纵梁、梁间横梁跨越溶洞;钢拱架、挂网喷射砼形成隧道衬砌轮廓;泵送砼回填边墙、拱部腔体完成溶洞施工处理。采用该方式处理溶洞,取得了较好的效果,可供相关工程借鉴。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

城际铁路隧道下穿机场滑行道方案探讨

珠三角城际铁路新塘经白云机场至广州北工程花机间隧道下穿广州白云国际机场T3、T4及特种车滑行道。针对穿越工程地层上软下硬、岩溶发育的特点,在不停航的情况下,对盾构法及矿山法穿越方案进行探讨。设计通过超前预注浆加固、高压水平旋喷桩超前支护、长管棚超前支护等措施保证穿越工程的安全。经数值分析,各项指标满足机场方面要求,明确采用矿山法下穿滑行道的可行性,同时建议对先行隧道施工过程中的最大沉降控制值按最终控制标准的80%~90%进行控制。岩溶按"开挖前探明、开挖中发现"进行分类处理。     

岩溶隧道安全设计、施工与管理

研究目的：渝怀线圆梁山隧道、宜万线马鹿箐隧道发生了重大工程灾害，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此，如何有效地解决岩溶隧道的施工安全，已受到铁道部各级领导高度重视。本文主要介绍了岩溶隧道的安全设计、施工与管理的各环节，以期对今后岩溶隧道的安全修建提供借鉴。 研究方法：结合以往隧道施工中的经验与教训，对岩溶隧道风险等级进行划分，并对岩溶隧道的安全要素进行剖析，研究各安全要素的主要内容。 研究结论：为规避岩溶隧道风险，设计、施工和管理各环节都应进行风险辨识，制定相应的风险对策：设计阶段，应对岩溶隧道进行风险等级划分，并依此进行相应的必要设计；施工阶段，应加强安全培训，将施工原则、施工方法、风险辨识、逃生系统有效地贯穿于施工过程中；对复杂的岩溶隧道应进行超前预测预报专项化管理，对岩溶的治理应进行程序化、制度化和专项费用管理。     

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.     

高压动水粉细砂层充填型溶洞注浆材料研究

研究目的:圆梁山隧道2#溶洞为高压动水粉细砂层充填型溶洞,该类溶洞在国内外工程施工中尚未遇 到,无成功的经验可以借鉴。本文通过大量的理论及实践,以研究该类型溶洞的注浆材料,从而解决该溶洞的注 浆施工。 研究方法:在2#溶洞下导坑施工中,采用普通水泥-水玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆注浆,十分艰 难地通过了溶洞。随后,平导又遇到溶洞后,采用双液浆未达到良好的注浆效果,调整注浆材料,引入普通水泥 单液浆和超细水泥单液浆,形成组合式沣浆材料。组合式注浆材料提高了平导的注浆效果,但在地表降雨后,注 浆固结体仍被高压水“击穿”,造成注浆失效。经过认真总结注浆的经验与教训,又引入TGRM浆和HSC浆,形 成6种注浆材料配套体系及选择模式。 研究结果:6种注浆材料配套体系较好地解决了随后圆梁山隧道2#高压动水粉细砂层充填型溶洞平导与 正洞的注浆难题。 研究结论:采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆、超细水泥-水玻璃双液浆、 TGRM浆、HSC浆6种注浆材料组合体系,采取合理的工艺模式,能较好地加固高压动水粉细砂层充填型溶洞, 确保工程的安全顺利施工。