岩溶隧道富水溶腔帷幕注浆工艺适用性研究

合理的帷幕注浆施工工艺是安全快速通过岩溶隧道富水溶腔最关键的核心技术。主要介绍及研究高压富水溶腔采用帷幕注浆施工方案的施工工艺要点。     

宜万铁路下村坝隧道2号溶腔拱跨结构施工技术

介绍宜万铁路下村坝隧道2号大型溶腔,为了确保隧道施工、结构和营运安全,尽量减少对溶腔坚固岩体的第二次扰动,在隧道边墙外侧完整基岩上布置双侧纵向拱梁基础,拱梁上采用3 m厚型钢、钢筋混凝土拱罩防护,再施作二次衬砌;隧底采用纵向单跨实腹式钢筋混凝土拱桥结构,纵向跨越溶腔的施工技术。在宜万铁路隧道施工罕见的复杂地质结构中,该溶腔在处理方案确定上,充分体现了隧中有桥,桥上有隧,是隧道和桥梁有效结合的特殊案例。     

岩溶区桥基下伏溶腔顶板安全厚度分析

研究目的:以某客运专线岩溶区大桥为例,结合溶腔实际空间分布形态,对桥基荷载作用下溶腔岩体应力特征进行三维有限元分析,确定溶腔顶板的安全厚度.研究结果可为岩溶地区高速铁路、客运专线桥梁基础设计提供参考.研究结论:溶腔顶板厚度为30 m和25 m时,桥基附近岩体安全系数均在1.2以上,溶腔顶板安全系数在1.3以上,溶腔顶板是安全的;溶腔顶板厚度20 m时,溶腔洞周局部岩体安全系数约1.1,溶腔顶板基本是安全的,但岩体强度储备不足.本工程桥基荷载作用下溶腔顶板最小安全厚度约为20 m,对应基础最大埋深为13 m;基础设计埋深为8 m,溶腔顶板是安全的.     

野三关隧道穿越高压富水块石充填大型溶洞施工技术研究

主要论述宜万铁路野三关隧道施工穿越大型高压富水块石充填型溶洞的施工技术方案,根据超前地质预报精确超前探测溶洞的位置形状,通过迂回绕避先行越过溶洞腔体,回头对溶腔采用释能降压措施,解除溶洞出现不可预料的突水突泥石安全风险,然后对溶腔溃口进行封堵,主溶腔处采取加强初期支护措施治理溶洞,隧道衬砌结构紧跟顺利穿越大型溶洞,对隧道通过有复杂充填物大型溶洞施工具有系统指导意义。     

浅谈隧道施工释能降压法对环境的影响

深埋岩溶隧道常遇到富水溶腔,隧道施工安全风险大、处理难,为降低施工风险,有时采用释能降压的施工方法。研究释能降压法对环境可能产生的影响,并实例分析野三关隧道602溶腔释能降压后对环境的影响。研究表明,在岩溶发育的深埋越岭隧道采用释能降压法处理高压富水溶腔可降低施工风险,便于隧道快速通过,但对地表和地下水环境具有一定的影响;建议隧道通过后,对释放的地下水进行封堵,恢复地下水原有的状态,避免对生态、居民的生产生活环境产生破坏性影响。     

龙麟宫隧道溶腔处理施工技术

宜万铁路龙麟宫隧道地质条件复杂,岩溶发育成熟,隧道施工中揭示了大量溶腔,其中有多个工程界罕见的巨型溶腔。总结了龙鳞宫隧道典型溶腔的施工方法及规避相关施工风险的技术措施,为类似工程提供参考。     

预应力锚索在隧道偏压溶腔施工中的应用

通过在隧道施工中采用预应力锚索加临时支撑及配合围岩量测观察初支稳定性的办法,安全通过隧道偏压溶腔,为类似施工提供了一种解决思路。     

宜万铁路大支坪隧道高压富水溶腔处理技术

根据地表降雨量与洞内涌水时间、涌水量、水压的关系,采用作业面钻孔泄水、临界控制爆破揭示溶腔体、高位支洞排水等释能降压措施,提供溶腔处理的安全作业环境。在宜万铁路大支坪隧道的高压富水、充填性岩溶区段施工中,综合采用帷幕注浆预加固地层、释能降压技术,较好地解决了高压富水充填溶腔区段的成洞施工难题,该技术对类似地质条件工程具有借鉴意义。     

岩溶隧道突水突泥影响因素及对策

研究目的:突水突泥是隧道施工过程中常遇的现象,给工程施工造成的危害性极大.马鹿箐隧道是宜万铁路八座一级风险隧道之一,地下暗河、岩溶、高压、富水、溶腔等不良地质广布,施工中多次遭遇特大型突泥突水.本文通过对该隧道突水突泥现象研究,分析各种岩溶隧道突水突泥影响因素,探讨隧道突涌水整治问题.研究结论:通过分析得出:(1)岩溶隧道突涌水与其穿越地层的岩溶空腔(溶腔、溶隙等)的静水储量大小密切相关,与溶腔内的水压高低有关,与地表及地下水系的连通性有关;(2)隧道穿越高压、富水、岩溶地层时,应重视超前地质预测预报工作,特别推荐超前水平钻孔和周边钻孔相结合的方法,探明开挖前方的工程地质、水文地质特征、溶腔的边界情况,提前采取可靠的工程措施,以达到“保证施工安全、确保结构稳定、保障安全运营”的目的.     

释能降压法在高压富水充填岩溶隧道中的应用研究

隧道建设常遇到溶腔、断层、高地应力、有害气体等不良地质。在喀斯特地区,大型高压富水充填溶腔给隧道建设带来极高风险,传统采用的注浆法难以保证施工安全。宜万铁路在实践中提出释能降压法,并在云雾山等四座高压富水充填岩溶隧道中成功应用。以云雾山隧道为例,对释能降压法的概念、内容、适用条件、时机、施工步骤等进行详细论述。     

深埋岩溶隧道水压力的预测与防治

研究目的:为保护洞顶水资源和环境,深埋岩溶隧道“以排为主”的设计原则巳不适应环保要求,开始尝试 “以堵为主”的防排水原则。封堵地下水会使隧道衬砌承受巨大水压灯,“以堵为主”的关键问题是预测和防治隧 道水压力。 研究方法:隧道水压力受地下水水头损失和地下水与衬砌接触面积的双重影响,据此在调整岩溶隧道水头 折减系数的基础上,分析隧道水压力模式。 研究结果:给出了用渗流水量确定隧道水压力的公式,继而讨论了基于水环境平衡的适度排水和围岩注浆 的防治原则,并给出了注浆圈和其内衬砌的水压力的计算公式。 研究结论:引用锦屏二级水电站探洞和渝怀铁路圆梁山隧道的实测资料对上述水压力公式进行检验,其计 算的隧道水压力较符合实际。     

注浆技术在客运专线岩溶地区路基处理中的应用

研究目的:以武广客运专线DIK 1585 777.01～DIK 1586 244.62段岩溶路基注浆加固处理为例,介绍注浆技术在客运专线岩溶地区路基处理中的应用。研究结果:目前该段岩溶路基已经进行了路基填筑,通过沉降观测,发现路基基地沉降量小且保持稳定。施工中应根据岩溶的发育情况、填充情况以及裂隙的大小,选择不同的注浆液和注浆压力。     

浙赣线提速改造工程岩溶塌陷整治原则的探讨

研究目的:探讨高速铁路工程建设中的岩溶地面塌陷整治原则,力求总结出较为经济、合理、稳妥的岩溶整治原则。研究方法:根据浙赣线在提速改造工程施工及运营中发生岩溶塌陷地段的地质、地貌特征背景,分析岩溶塌陷产生原因,综合岩溶勘探资料和施工整治效果,结合其它铁路线岩溶整治经验对岩溶整治原则进行探讨。研究结论:高速铁路岩溶地面塌陷整治范围应扩大至易塌陷区地表黏性土厚度不大于20 m(绝对厚度)的地段,在抽水需求量大、岩溶地面塌陷严重地段,线路宜采用桥梁工程。岩溶整治施工过程必须贯彻"探灌"结合原则,根据实际情况调整整治范围和深度、调整压浆参数和压浆工艺,以达到治理岩溶地面塌陷目的。     

岩溶隧道施工技术

岩溶隧道施工因其工程地质和水文地质的复杂和特殊而异常困难,本文结合新建渝怀铁路圆梁山隧道施工实践,试图探索隧道岩溶及岩溶水的处理途径和高压富水岩溶隧道的施工技术。     

岩溶隧道掌子面突水机制及岩墙安全厚度研究

从断裂力学角度分析高压岩溶水作用下裂隙扩展机理,认为自然营造力作用下水力劈裂多属压剪破坏模式。运用断裂力学和水力学理论分析隧道掌子面突水滞后效应和扩径效应,指出:裂纹扩展跳跃性在宏观上表现为隧道掌子面突水的滞后性;掌子面突水通道最终形成需经过多个阶段,其最终尺寸受岩溶水压力、掌子面岩体质量等因素控制。认为隧道掌子面突水是由于开挖扰动降低了水压劈裂的临界水压力造成的。据此观点,建立基于临界水压力的掌子面岩墙安全厚度计算公式。以宜万线云雾山隧道为例,计算得到岩墙最小安全厚度与施工中普遍采用预留厚度较为一致,说明此方法较为合理,可为类似工程提供参考。     

近接溶洞条件下隧道施工掌子面变形破坏特征数值分析

以宜万铁路齐岳山隧道工程为背景,以危险地段的岩溶地质条件为基础,应用三维有限元分析方法,在隧道掌子面前方的溶洞规模大于、等于和小于隧道掌子面规模的3种情况下,模拟分析不同岩体厚度、不同岩溶水压力时隧道掌子面的变形破坏规律。研究结果表明:当溶洞直径大于或等于隧道直径时,相同岩溶水压力作用下掌子面变形值相近,当溶洞直径小于隧道直径时,掌子面变形量小;掌子面变形量最大值出现在掌子面中心位置;当掌子面与岩溶洞壁之间的距离大于2.0 m时,掌子面变形量增加并不明显;在溶洞内无水压力条件下,掌子面岩体塑性区范围很小,但随着水压力的增大,塑性区的范围逐步增大。     

穿越湘江水下岩溶发育区地铁盾构选型研究与应用

长沙地铁3号线越江隧道穿越湘江岩溶发育区,盾构施工风险高。针对沿线砾岩夹泥质砂岩复合地层、断裂破碎带和复杂岩溶地层等特殊地质条件,考虑水下高水压等因素影响,对地铁盾构选型进行研究。考虑不同施工风险,对盾构各关键部分进行设计与改进;对岩溶地层进行注浆预加固处理,分析泥水盾构对穿越复杂岩溶地层的适应性。采用改进的泥水盾构成功穿越湘江水下岩溶发育区,掘进效果良好,表明泥水盾构选型对穿越湘江水下岩溶发育区隧道的施工环境是合理且适应的。     

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.     

野三关隧道大型高压富水充填溶腔运营期深化处理技术

宜万铁路野三关隧道在建设期间采用"释能降压、注浆加固、超前支护、结构加强、综合治理"的原则安全处理并顺利通过DK124+602大型高压富水充填溶腔.开通运营近10年来,隧道结构总体稳定,但也发生了强降雨期间溶洞内岩溶水不能及时排放、反灌正洞致中断行车的现象.为进一步降低隧道安全风险,加强排放强降雨期间"+602"溶腔内...     

粉细砂层富水岩溶处置方案研究

本文针对溶洞发育规模大、含水量大、水压高且邻近既有隧道,提出"溶洞高位泄水洞+溶洞超前帷幕注浆+大管棚支护"的综合施工方案,并对不同水灰比的水泥净浆进行强度试验,另添加不同比例的水玻璃进行双液浆试验,最终选定水灰比为0.8:1、水泥浆与水玻璃体积比为1:0.5的双液浆作为施工浆液。最后,通过钻芯取样以及孔内成像技术对注浆效果进行验证。研究成果可为类似铁路隧道溶洞处置提供依据。