路基施工中岩溶土洞塌陷的原因分析与防治

岩溶土洞塌陷是岩溶区路基施工的主要地质灾害之一。以铜仁市松桃至玉屏城际快速道路岩溶土洞塌陷为例,介绍了岩溶土洞形成的条件和塌陷的原因,分析了路基施工对土洞塌陷的影响,提出了路基施工中土洞塌陷的防治与治理措施,可供其他路基工程建设参考。     

抽水引起岩溶区路基塌陷的机理分析及其控制

土洞的形成与扩展是产生覆盖型岩溶地面塌陷的前提,为了研究人工抽水引起的岩溶区路基塌陷的机理,用解析法分析了土洞扩展的条件,提出了剥落力的概念,认为土洞的向上扩展是剥落力大于土体抗拉强度的结果。剥落力σb是时间和空间的函数,土洞周边不同的点,受抽水引起的剥落力是不同的。土洞一旦开始向外围扩展,由于剥落力越来越大,所以土洞呈现发展趋势。当抽水使地下水位下降时,剥落力σb增大。因此,岩溶区抽水时必须控制水位降深、流量,从而最大限度地避免路基土洞和岩溶塌陷的产生。     

桂阳公路岩溶土洞发育区路基稳定性监测预报研究

针对传统的地面监测方法无法较好地监测岩溶土洞塌陷的问题,运用BOTDR光纤传感技术,通过室内试验及实体工程修筑,对桂(林)-阳(朔)路典型岩溶土洞路基段实施了监测,对岩溶路基土洞塌陷实时监测预报技术进行了探索。建立了中国第一个岩溶路基土洞(塌陷)监测站。     

复合地基区岩溶土洞的稳定性分析与加固技术

土洞塌陷和变形是威胁覆盖型岩溶区建筑物安全和正常使用的典型地质灾害,高速铁路因沉降标准高,对覆盖土层多采用了CFG桩、旋喷桩、搅拌桩等复合地基加固,对土洞的形成及发展起到了相当大的抑制作用。文中研究分析了复合地基加固条件下的土洞稳定性,以及土洞塌陷至路基基底时对垫层网结构的变形与拉力变化情况。提出了根据岩溶地基土洞塌陷的可能性进行分区,结合理论计算成果,合理确定岩溶地基加固措施的有关建议。     

塌陷区水平加筋处治方法及其变形特性研究

土洞塌陷是一种常见的地质灾害,在土洞上方铺设水平加筋体能有效防止、减轻和预报这种灾害。该技术在国内外有较广泛应用且有一定研究,然而在水平加筋处治二维分析方法的适用性、水平加筋体受力变形及覆盖层表面变形机理方面的研究很少。该文首先采用方形土洞进行室内模型试验,得到了塌陷土洞覆盖层高度与加筋体、覆盖层表面沉降的关系。然后,在对室内模型试验进行三维数值模型验证的基础上,采用数值方法研究了将土洞和加筋体简化成平面问题进行分析的可行性,结果表明:利用水平加筋体处治近似方形土洞时不宜简化为平面问题进行分析。在影响加筋体及覆盖层表面变形的各因素中,塌陷土洞尺寸、加筋体模量是主要影响因素,而覆盖层高度为次要影响因素。     

溶(土)洞与公路间安全距离计算

溶(土)洞坍塌形成塌陷漏斗,漏斗半径是决定溶(土)洞与公路间安全距离的关键。根据溶(土)洞坍塌时岩石的扩散角和覆盖层的稳定(休止)角,建立起安全距离计算式,并用实例予以演算。     

回填土压实度对岩溶地面再次塌陷的影响研究

针对岩溶土洞回填后再次塌陷的问题,分析了土洞形成的机理及条件,并推导了土洞形成的起始条件中地下水位降幅的表达式。进行了红黏土三轴试验,得出三轴试验结果与压实度的关系;根据地面塌陷临界地下水位降幅表达式与三轴试验结果,得到地下水位降幅与回填土压实度的关系,并据此确定了土洞塌陷处回填后,避免再次出现塌陷回填土的最小压实度。     

云湛高速公路路基岩溶土洞成因分析及处治措施

高速公路建设不可避免要穿越岩溶地区,路基岩溶病害问题一直也是工程界关注的重点和亟需解决的难点。以在建云湛高速公路的路基岩溶土洞病害为例,结合地质钻探、高密度电法物探、现场调查和理论分析等方法,通过对典型土洞的分析,总结了本地区岩溶土洞形成机理,对路基岩溶土洞病害处治的设计和施工提出建议,可供粤西南地区线性工程建设借鉴参考。     

公路路基中溶洞及土洞顶板安全厚度和距离的确定

根据溶洞或土洞周围岩土体垂直方向应力和水平方向应力采用不同的计算公式,来求取溶洞或土洞距路基的安全距离。     

岩溶区土洞基础稳定性解析研究

本研究旨在给出非均布、非对称基础荷载作用下圆形、椭圆形土洞稳定性评价方法。首先,根据岩溶区土洞基础承载特性,考虑条形基础埋深、土洞形状和地下水情况,建立了8种不同条件下的简化计算模型。其次,基于Boussinesq解、Mindlin解分别对作用于地层表面、地层内部的非均布基础荷载进行积分,求得条形基础荷载引起的地层应力。再次,基于复变函数法,通过映射函数将圆形、椭圆形土洞转换为复平面内的单位圆,采用保角变换、柯西积分等方法分别求得考虑地下水或不考虑地下水的圆形、椭圆形土洞在自重影响下的应力场。然后,将土洞在条形基础引起的应力场和在自重影响下的应力场进行叠加,便可求得基础荷载作用下含土洞地层中的应力场。基于此,便可进一步求得含空洞地层中任意一点最大、最小主应力。在Mohr-Coulomb屈服准则的基础上,选取离基础较近的土洞周围的关键点,并对这些关键点进行稳定性验算,从而对基础荷载作用下土洞整体的稳定性进行评价。最后,采用工程算例验证了本研究方法的可行性与正确性,以期为岩溶区土洞基础初步设计提供参考。值得注意的是,本研究应力场的计算是基于弹性理论,并没有考虑土体由于塑性特征引起的变形,该部分对应力场的计算有一定影响,在今后的研究中还需进一步探讨。     

岩溶地质特征下的溶洞地基处治研究

为研究贵州某机场在岩溶地质特征下的溶洞地基处治,通过对岩溶环境开展调研,依据工程勘察报告及机场岩溶发育特征,结合工程实际设计施工及检测成果,研究溶洞地基处理适应性处治技术。主要用强夯法处理岩溶洼地、漏斗、塌陷、落水洞,以及充填类型的洞体等溶洞地基;用清爆强夯法处理隐伏溶洞;用地面搅拌高压灌注C15号混凝土处理未充填或半充填类型的洞体。实验结果表明:强夯处理的溶洞的固体体积率大于78%的设计要求,波速测试无明显空洞;清爆强夯处治溶洞固体体积率均大于83%;C15低标号混凝土处理的溶洞混凝土取芯率不小于80%,并无明显掉钻,重型动力触探N63.5均大于5击,波速测试无明显空洞。     

遵毕高速尖山岩溶隧道坍塌数值模拟与施工控制

以遵义至毕节高速公路段尖山Ⅰ号隧道Zk1745＋061岩溶坍塌为工程实例开展了深入的研究;通过超前地质预报、超前水平钻孔、地质测绘手段,首先查明溶洞发育规模及空间形态分布;数值模拟了岩溶隧道坍塌的机理,认识了隧道顶板溶洞块、碎石土的塌陷破坏,以及引起地面出现塌坑的过程;为确保隧道施工及运营安全,采用大管棚辅以小导管超前支护、洞内加强支护结构、三台阶七部法施工措施;隧道强支护处治措施后,隧道安全、顺利地穿越了岩溶发育区段,处治过程中未出现二次坍塌等事故。成功处理了该岩溶坍塌问题,为类似隧道溶洞块石土填充坍塌的处治提供了借鉴。     

四川阿坝红原机场主要工程地质问题分析

根据四川阿坝红原机场岩土工程勘察工作,介绍了场区地形地貌、地层岩性、岩土性状及水文地质条件。着重探讨几个主要工程地质问题及其相应处理措施,所得结果为机场建设提供了技术依据。     

大直径水底盾构隧道不良地质段及疑似溶洞探测技术的应用

为探明江中盾构段存在的岩溶、裂隙发育带、岩层不整合面等不良地质情况,通过对4种物探方法的场地适应性试验,最终采用水域高密度电阻率法、高频大地电磁法及地震反射波法对过江隧道掘进区域内的不良地质体的赋存情况进行探查。通过对3种物探方法比对分析,基本查明了测区内岩土层的分布情况,查清了裂隙密集带、局部岩体节理裂隙发育区及溶洞可能发育区等不良地质体的分布位置,达到了预期目的。     

成贵铁路某隧道溶洞工程地质勘察

以成贵铁路某隧道工程D4K463+497充填溶洞地质勘察为例,通过补充地质调查测绘和钻探查清溶洞的工程地质条件以及现场水文观测,结合施工图勘察结果综合分析溶洞的水文地质条件,为确定溶洞的工程处理方案提供依据,同时提出了工程处理建议方案。     

山区高速公路隧道穿越特大型溶洞施工技术

为解决隧道穿越特大溶洞施工中存在的技术难点,保证隧道工程的实体质量,以白须公隧道为研究对象,通过对溶洞岩体地质状况实施勘测,对岩体的岩层走向和节理分布情况实地调查,根据溶洞的实际状况和收集的数据确定溶洞的处理方案。提出溶洞底部采用桩基处理,在基础上构建承台及支撑墙,溶洞底与隧道结合处采用横向联系梁连接,对溶洞靠隧道一侧的侧壁及顶部围岩采用清理和喷锚加固等处理措施,有效解决了隧道穿越特大溶洞技术难题。     

西南某机场高填方地基变形与稳定性数值模拟

西南某机场地处喀斯特区域的中心,地质条件复杂,泥岩夹层的炭质泥岩广泛分布。机场填方量大,填方高度一般在30 m以上,最大的填方高度超过100 m,填方填料含大量炭质泥岩,具有块石含量大、级配差、结构复杂、力学特征差异性大等特点。通过数值模拟方法对机场高填方地基变形与稳定性进行了模拟分析,结果表明:高填方坡脚最大水平位移0.8 m,填方体稳定性好,道槽区最大沉降1.0 m,底部地基沉降0.6 m;土面区最大沉降3.0 m,底部地基沉降1.6 m。     

海中洲隧道扩建中原隧道塌方的处理技术

目前国内尚无相应的基于改建或扩建既有老隧道的设计规范和规程作为设计方案之依据,在改扩建过程中如何制定合理、可靠的设计方案和施工方案,以海中洲城市隧道扩建过程为例,通过对原塌方区情况调查分析、研究,提出地表注浆锚杆加固、塌腔处理、塌腔回填等综合整治措施。总结出以下结论:1)对于老隧道改扩建工程,首先应熟悉老隧道情况,其次通过多种手段做详细的地质勘察,为系统性设计方案提供充分的依据;2)对于波及地表的土质浅埋隧道塌方处理,应综合考虑各种因素及相互关系,采用全面系统的整治方案;3)"稳固既有坍塌面,快速处理封闭成环"是防止原塌方规模进一步扩大的关键,对塌腔壁采用喷、网、锚、撑综合加固是行之有效的方法。     

串珠状溶洞的形态和演化机理及工程处理方法分析

我国西南地区,岩溶发育,溶洞错综复杂,往往是以溶洞群的形态出现。因此,在串珠状溶洞基本定义的基础上,先对串珠状溶洞形态进行归类分析,并对其发育与形成的地质因素进行归纳总结,揭示其特殊的演变规律,再针对不同形态的串珠状溶洞提出了相应的工程处理方法。     

浅谈隧道岩溶洞坍塌处理措施

岩溶地区公路隧道施工过程经常因隧址区岩溶洞等地质问题引起坍塌。为了寻求更有效的处理措施,该文通过上寨隧道岩溶洞及裂隙处理,分析介绍隧道岩溶洞、裂隙的一些处理方案,为类似施工提供参考。