高原高寒地区隧道内渗漏水整治与环境保护

研究目的:隧道渗漏水病害已成为国内外面临的难题,近年来,国内广大隧道工程技术人员在施工实践中已经充分体验到了隧道渗漏水给工程本身和周围环境造成的极大危害性.鉴于此,本文从环境保护的角度出发,探讨高原高寒地区隧道内的渗漏水整治问题.研究结论:从高原高寒地区隧道的特殊水文地质环境条件出发,结合环境保护,提出"渗漏水治理与环境保护相结合;地表截排降相结合;洞内以堵为主,排堵结合;彻底根治,不留后患"的治理原则,采用洞内化学注浆等治理措施,选择适合高原高寒地区隧道渗漏整治注浆的特殊工艺,辅以钻孔取样和无损检测等多种检测方式,能够很好地治理隧道内渗漏水的问题.     

高原高寒高速铁路特长隧道防冻胀害施工技术探讨

高原高寒高速铁路隧道防冻胀害施工技术一直是隧道工程界研究的课题,结合兰新铁路大坂山隧道施工实例,就高寒地区隧道冻胀害产生的机理及预防措施进行了探讨,尤其侧重于防水、泄水、保温措施及施工工艺要求几个方面。     

高海拔高寒隧道施工技术

大坂山公路隧道地处青藏高原东北部，祁连山脉东段南支脉，全和工1530m，洞口路面海拔高度为3792．88m，是国内目前海拔最高的隧道。为了解决好高海拔高寒地区隧道施工问题，施工、设计、科研单位共同组织了科研攻关小组，通过研究、实践、总结、改进、提高，获得了在高海拔高寒地区修建隧道的基本经验和一些施工关键技术。该工程的成功建设，为我国西部大开发，修建商海拔高寒地区公路、铁路隧道提供了宝贵的经验和施工技术。     

高寒铁路隧道喷射混凝土施工技术

高寒地区隧道喷射混凝土施工存在喷射混凝土初期强度增加缓慢、回弹率高等问题。结合大板山隧道喷射混凝土施工实际,经试验研究,确定了喷射混凝土最佳配合比,并对该隧道喷射混凝土施工技术进行介绍。     

混凝土耐久性是高寒地区隧道的生命

以国内外混凝土结构腐蚀破坏事例,介绍高寒地区隧道混凝土病害的特征及乌鞘岭隧道混凝土结构设计与施工措施,提高混凝土耐久性。     

8号斜井及正洞施工通风设计

根据乌鞘岭隧道8号斜井开工2年来的具体施工情况,介绍高寒地区长斜井的施工通风设计与实际通风效果。     

变质软岩隧道施工中地下水渗漏处治措施

由于变质软岩具有遇水软化、崩解的特征,在隧道施工过程中易出现地下水渗漏、涌水等,给隧道施工安全带来巨大隐患。以十堰至房县高速公路武当群片岩隧道中典型地下水渗漏区段为主要研究对象,从灾害段地下水渗漏特征、围岩的水理性、地下水的物理力学作用等方面阐述了变质软岩隧道施工中地下水渗漏的影响,并提出了有针对性的地下水控制措施。实践证明,该措施对软岩隧道地下水渗漏具有较好的控制作用,可为类似软岩隧道富水段安全施工提供参考。     

泥水盾构隧道渗漏机理及施工控制措施研究

对泥水盾构隧道的渗漏原因、机理进行分析,并提出相应的施工控制措施。从洞口止水、管片防水、盾尾防渗漏和注浆防水4个方面分析泥水盾构隧道的渗漏原因并总结相应的施工控制措施,所得结论对于我国的越江、跨海隧道防水堵漏施工具有一定借鉴意义。     

高海拔长大铁路隧道施工通风方案优化

为解决高海拔地区修筑长大铁路隧道时,低气压、高寒缺氧环境条件下隧道通风技术难题,以兰新铁路第二双线甘青段祁连山隧道为例,结合原通风设计方案,基于洞内多位置与多组点大气压力、温度、相对湿度以及各组风机运行时各测点风速等参数测试数据,通过理论方法计算隧道施工过程实际需风量,从而对既有施工通风方案进行优化。经现场验证,采用优化后的高海拔隧道施工通风方案,提高了施工人员和机械设备工作效率,技术可行、经济性好。研究成果可为高海拔寒区隧道施工通风系统设计提供参考。     

高海拔大断面隧道衬砌混凝土质量控制

兰新铁路客运专线祁连山、大梁隧道设计为大断面双线隧道,两座隧道均处在平均海拔为3 500~4 345 m的祁连山高原,高寒缺氧,气候恶劣,特别是祁连山地区集高原、高寒、冻融等特殊气候条件于一体,沿线合格混凝土原材料匮乏,给隧道衬砌混凝土质量控制带来极大难度。本文针对现场施工实际,对高海拔大断面双线隧道衬砌混凝土防寒措施、原材料质量、混凝土配合比设计与优化、混凝土拌和、混凝土浇筑、脱模、养护及现场管理等质量控制技术进行了分析总结,具有一定参考价值。     

长大隧道浅埋暗挖穿越富水区域注浆技术

注浆堵水是解决富水区浅埋段隧道渗水的有效措施。以成昆线广通至昆明段扩能改造工程秀宁隧道2#斜井富水区浅埋段为依托,系统介绍了采用洞内径向注浆与地表注浆综合处理技术,有效解决了隧道渗水的难题,从而确保了隧道的施工安全和工程质量。     

隧道变形监测及灰色模型预测分析

在哈尔滨地铁施工过程中现场监测基础上,结合现场施工状况,对隧道收敛、拱顶下沉做了深入分析,并利用灰色理论对风险源进行了预测,得出以下结论：双向扩挖比单边扩挖造成的隧道收敛和拱顶下沉变化值增长接近1倍;渗水影响围岩的稳定性,裂缝的出现会加速渗水,造成围岩稳定性的进一步恶化,隧道一旦出现渗水现象要及时排水,并铺设防水材料;对于收敛和拱顶变化较大的地方要及时架设钢支撑;灰色模型能快速准确的反应隧道拱顶下沉趋势,为后续施工提供借鉴。     

软弱富水地层大直径盾构始发端头联合加固方法及应用

盾构在高水头粉土粉砂及淤泥地层始发时易出现各种安全事故,工程上常采用地表注浆、地层冻结 等方法预先对始发端地层进行加固处理。结合杭州望江路盾构隧道地层特点,提出一种三轴搅拌桩、高压 旋喷桩及局部垂直冻结相结合的联合加固方法,并系统介绍该方法加固参数的确定和加固效果评价。现场 检测表明,各项条件均满足设计要求,盾构顺利始发,以期为类似工程提供借鉴。     

地铁联络横通道水平冻结施工的热固耦合分析

基于考虑相变的热固耦合理论,采用GEO-SLOPE软件模拟地铁联络横通道水平冻结和开挖施工过程,分析地层温度场和位移场的变化规律。结果表明:隧道冻结帷幕交圈的时间约为26d,但需积极冻结到40d,冻结帷幕平均厚度达到120cm,再经过36d的维护冻结期才可实施开挖;在维护冻结期采用比积极冻结期略高的盐水温度,防止了冻土范围继续扩大,避免了隧道开挖过程中遭遇强度较高的冻土;在进行具体的冻结设计时,应结合地层和隧道轮廓线的特点,设定冻结盐水温度、冻结时间、冻结管间距和冻结管数量等参数;对比分析不同冻结帷幕保护下隧道开挖的地层位移场,结果证明冻结对抑制地层变形具有良好的效果,但需要足够的冻结时间方可将地表变形限制在可接受的范围内。     

确保铁路隧道不渗不漏的施工技术研究

通过在渝怀铁路第 11标段隧道防水施工中的实践与技术探讨 ,提出为实现隧道不渗不漏的一些建议。     

节理岩体中隧道开挖后渗流场重分布影响因素研究

在富水地区的节理岩体中开挖隧道会打破原有的渗流平衡,形成新的渗流场,造成突水等灾害。考虑流固耦合作用,运用离散元理论,建立垂直交叉节理岩体模型,以洞周测点的流量为指标,从地应力、水位高度和节理法向刚度等方面进行隧道开挖后节理岩体渗流场重分布的影响因素研究,并从开挖前后节理隙宽和水压力变化分析影响产生的原因,结论可为进一步研究围岩稳定性和突水灾害等提供参考。     

裂隙岩体注浆技术在长春地铁中的应用

地铁隧道建设中地下岩体裂隙形成的涌水通道致使地下水渗入隧道洞室,危害地铁运营安全。结合长春地铁2号线解放大路站—平阳街站区间隧道渗水情况,采用先深后浅,最后重点部位强化注浆方式综合治理围岩裂隙涌水获得了良好的治理效果,有效地根治了地铁隧道初期支护背后围岩裂隙涌水的问题,以期该技术为地铁隧道初支背后注浆提供借鉴。     

基于流固耦合理论下穿库区隧道围岩稳定性分析

以某下穿库区铁路隧道为依托工程,对比分析有无渗流场作用和不同水深条件下,隧道结构应力变化规律以及围岩变形、塑性区和渗流场的变化特性,同时还考虑隧道加固圈厚度和渗透系数对围岩稳定性的影响。研究结果表明:地下水渗流场对围岩变形影响较大,不仅能引起大范围的库底沉降,而且能增大隧道拱顶和拱腰的位移,并且能够减小仰拱的隆起量以及加剧围岩塑性区的范围;隧道的开挖能够对地下水孔隙水压力的分布形成明显的扰动,并且在两拱脚处渗流速度最大,最大塑性区位于横向临时支撑处;注浆加固圈能够改善围岩的受力,隧道最优注浆圈厚度在5m,并且当渗透系数小于围岩渗透系数的1/50时注浆圈加固效果不再明显。     

基于流固耦合的水底隧道全断面注浆力学分析

全断面帷幕注浆加固围岩是水底隧道穿越断层破碎带、海底风化槽等高渗透性岩体常采用的辅助工法。帷幕注浆的主要目的是加固围岩,改善围岩的物理力学性质,降低围岩渗透系数。本文在对注浆加固机理及注浆参数选取研究的基础上,采用三维有限差分FLAC3D数值模拟手段,基于流固耦合的力学模型研究注浆加固圈厚度及渗透系数对围岩稳定性、渗流规律、支护结构受力的影响。研究结果表明:水底隧道洞室开挖对初始渗流场的改变程度及范围与注浆圈渗透系数有直接关系,通过有效注浆不但起到限排堵水的作用,还起到降低地下水渗透体积力、约束位移的作用。     

富水地层盾构掘进下近接桩-土力学响应分析

基于富水地层透水性强、土层强度低等特性,运用盾构技术进行隧道施工造成的土层变形、临近桩体扰动等负面现象尤为突显。为探明渗流影响下由盾构掘进引起的孔压变化、桩-土响应规律,以某盾构隧道工程为依托,采用有限元数值分析方法,阐明盾构隧道在流-固耦合作用下的孔压分布、桩-土内力及位移发展形式。研究结果表明:(1)与未考虑地下水作用相比,渗流场影响下的桩体与地表土层沉降明显加剧,其沉降最大增幅分别达32.18%、31.95%;(2)盾构隧道下穿建筑桩基施工,对桩体内力值影响较大,桩体下部轴力沿埋深增长并产生负摩阻力,较大程度地抑制桩体性能发挥;(3)隧道防水失效下,周边围岩内部孔隙水压力于1倍隧道直径范围内呈现剧烈衰减,并沿水平向出现明显孔压降压带。