高压富水区山岭隧道施工注浆堵水技术研究

为了保障高压富水区山岭隧道施工安全,现场经常采用注浆堵水措施,而目前隧道注浆堵水时地下水渗水量和支护结构外水压力变化特性尚有待于进一步研究。依托南大梁高速公路华蓥山隧道工程,基于复合式衬砌山岭隧道"堵水限排"的防排水理念,采用理论分析和数值模拟方法,分析了高压富水区复合式衬砌山岭隧道围岩注浆堵水时地下水渗流场特征,推导了高压富水区山岭隧道采取注浆堵水时隧道渗水量和支护结构外水压力的计算公式,得到了隧道渗水量及支护结构外水压力与注浆圈厚度、围岩和注浆圈渗透系数之比及围岩和初期支护渗透系数之比间的关系。研究结果表明:高压富水区山岭隧道注浆堵水时,隧道渗水量和支护结构外水压力的主要控制因素为:注浆圈厚度、注浆圈及初期支护的渗透系数;隧道渗水量和支护结构外水压力随着注浆圈厚度的增加及其渗透系数的减小而降低,综合考虑注浆堵水效果及施工成本,建议注浆圈厚度为6～8 m、围岩与注浆圈渗透系数之比为100～200时较优;高压富水区山岭隧道防排水系统设计,需要考虑注浆圈和初期支护堵水作用以及横纵向排水管排水效果,即综合防排水设计才可以减小排水量,有效降低支护结构外水压力。研究所得隧道注浆堵水的相关参数成功应用于实际工程,为高压富水区隧道工程注浆堵水设计与施工提供了一定的参考。     

超浅埋下穿高速公路暗挖隧道变形控制施工技术研究

深圳求水山隧道下穿机荷高速公路收费站,地面车流量大,隧道超浅埋并穿越回填土富水地层,结构松软,施工沉降难以控制,施工不当会引起隧道变形坍塌和路面沉陷,危及地面行车安全。为找出控制沉降的关键步序,运用FLAC3D软件对施工过程进行沉降分析,先确定超浅埋隧道在下穿富水软土地层条件下产生变形的原因,再对隧道施工各工序的时间和步距数据进行调研与分析。提出优化后隧道施工工法(双侧壁导坑微台阶工法)及拱脚加固、掌子面封闭、地下水处治、开挖及支护工序卡控、监控量测等控制变形技术措施,成功解决变形沉降难题,将拱顶下沉控制在45.6 mm左右,地面沉降控制在184 mm左右,化解了工程安全风险,确保了隧道施工和地面行车安全。     

隧道工程高水头地下水的处治探讨

高水头地下水长久以来一直威胁着隧道工程的建设施工,对生态环境也有影响。处在高水头富水层中的隧道工程应将处理地下水作为首要任务,建设隧道工程时,地下水的处理应保证不对当地生态环境进行破坏,并且优化工程衬砌构成。同时应该适度控制地下水排量以及适度减小地下水对工程主体的压力。对通天河隧道进口富水段处治方案的研究,利用数学分析方法对渗流理论进行数据推导,获得水压力折减系数数学表达式,提出在地下水水头大的工程里不适于使用全封堵型衬砌建议。     

富水软弱围岩隧道塌方机理及治理技术研究

隧道施工穿越富水软弱围岩时常发生塌方地质灾害,给工程建设带来困难。该文依托江西省昌宁高速公路莲花山隧道塌方实例,运用多物理场耦合模拟软件对典型断面进行流固耦合数值计算,定量分析了富水软弱围岩隧道塌方过程中围岩和支护结构的应力、位移以及渗流场响应特征,研究了塌方发生机理。基于稳固处治原则,采取了包含塌体稳固、塌方影响段加固、塌方情况物理探测、管棚支护参数设计、塌方段洞内管棚注浆支护、短开挖强支护的综合治理技术措施。围岩变形监测结果表明:塌方处治效果较好。     

高水压富水隧道地下水控制技术探讨

高水压富水隧道施工中地下水的作用容易引发涌水突泥和坍塌,造成施工安全事故和破坏周围环境,甚至给运营带来安全隐患。文章通过理论公式、工程案例及规范规定等方面的分析,主要探讨了2方面的内容:1)通过分析地下水的渗流规律,从地层加固和止水、限排降压、抗水压衬砌等方面介绍了隧道涌水量和水压力;2)隧道排水量分级、水中泥砂含量及粒径控制问题,提出了一些控制参数和标准。并以中天山隧道为例,介绍了高水压富水区的地下水控制,促进高水压富水隧道的设计和施工水平的进一步提高,并供类似工程参考。     

公路隧道大范围坍塌分析及快速处治方案

在煤系地层隧道施工开挖中,受废弃采煤巷道的影响,隧道初期支护大范围地开裂并产生坍塌,且严重影响隧道贯通.通过地质勘探、数值模拟分析以及综合各方面因素,探明坍塌原因为隧道处存在采空区以及采煤扰动异常带,在地下水作用下引起突发性塌方.经研究提出快喷混凝土、勤排水、强支护的快速处治方案,并顺利完成隧道贯通.该方案为以后类似工程的处理提供了很好的经验.     

隧道不良地质段施工灾害控制技术研究

隧道不良地质段多为软弱围岩,且伴随有浅埋、偏压、富水等影响因素,导致其极易发生隧道初期支护变形、塌方、突水、涌泥等施工灾害,严重威胁施工机械及人员安全。依托山西某公路隧道工程,深入分析其施工过程中地质灾害的基本特性,有针对性地提出施工地质灾害处治技术,并利用现场监测手段对处治效果进行全面评价。研究结果可为类似工程提供技术支持。     

基于隧道断层破碎带的初期支护净空侵限处治

为解决某隧道洞口段初期支护侵限的问题,采用现场监控量测、数值模拟等方法,在隧道初期支护侵限过程及隧道宏观表征分析的基础上,对隧道断层破碎带初期支护侵限机理展开分析,提出处治方案,并对处治方案效果进行评价。本工程F9断层破碎带围岩较差,地下水作用下拱顶荷载增大、拱脚麻岩承载能力降低是初期支护侵限的客观原因,拱脚悬空时间过长是主观原因;采用"全径向注浆加固+换拱"的处治方案避免了初期支护再次发生侵限,隧道最终顺利通过洞口断层破碎带。     

渗流作用下的偏压软岩隧道围岩稳定性分析

偏压隧道施工过程中围岩应力及支护受力情况复杂,当存在渗流作用时,围岩稳定性更难以保证。G316江西段改建工程某隧道围岩节理裂隙发育、岩体完整性差,同时存在地下水、偏压等不利于隧道围岩稳定性的因素。以该工程为依托,通过建立数值模型,分析了偏压软岩隧道围岩的稳定性。结果表明:隧道的拱顶沉降、周边收敛随着地表坡度的增加,出现先减小后增大的趋势,偏压下初衬的安全系数已不能满足规范要求,孔隙水压力最终都大致形成一个以隧道开挖区域为中心的类似于渗水漏斗的分布形状。针对现场初衬施工后出现较大变形和大量渗漏水情况,提出了相关处治措施,通过现场监控量测,证实了处治措施的合理性。     

富水黄土隧道地下水处治技术研究

为解决富水黄土隧道在施工过程中出现的各种病害,基于穿越富水黄土地层的乔原隧道工程,通过理论计算和分析,得出了衬砌水压力与围岩渗透系数之间的关系,在此基础上提出了利用二重管无收缩双液注浆法和防股流涌水型防排水结构形式结合的处治方法,在现场得以应用并取得了良好的效果。研究结果表明,利用"荷载-结构物模型"把渗透力的作用问题等效为孔隙水压力表面力的作用问题,从而可通过建立关于水压力的等式,得出水压力的折减系数;通过控制注浆圈渗透系数,可将衬砌水压力控制在合理的范围内;采用二重管无收缩双液注浆法和防股流涌水型防排水结构形式,既可减小地下水排泄量、保护地下水环境,又避免了过大水压力对隧道衬砌结构的危害。     

穿越赣江盾构法输水隧道的设计

为了探讨盾构法输水隧道的设计难点,以南昌市城北水厂盾构法输水隧道工程为背景,对隧道的受力分析与设计进行详细论述。主要研究内容与结论如下： 1）在考虑隧道抗浮及地层特点的基础上,对隧道的平面线形、纵断面、管片及接收井的设计方案进行研究; 2）盾构法输水隧道与公路、铁路等其他用途盾构隧道的最大区别在于内水压的存在,其设计难点在于合理内水压力的确定; 3）在设计过程中,需要考虑隧道所受的外部最高、最低地下水位,隧道运营阶段的平常内水压力与异常内水压力等因素进行多工况组合,得到隧道的内力包络图后进行配筋,才能得到安全经济的设计结果; 4）穿越赣江盾构法输水隧道的实施可增加国内为数不多的在岩层中单衬砌盾构法输水隧道的工程案例,可为小断面输水隧道的建设提供新的建设途径。     

论隧道工程的环境问题及其对策

在分析隧道及地下工程的环保优势及其对环境的破坏作用(水土流失、地表沉陷、爆破振动、"三废"危害等)的基础上,着重提出减少隧道工程对环境的不利影响的对策:1)从长计议,合理加大工程投入,适当提高设计与施工标准;2)设计、施工要查明水环境,保护水资源,重视地质预探预报工作;3)正确认识"长隧短打";4)较大幅度地提高隧道及地下工程施工机械和专业化水平;5)做到"达标排放",强调工程材料无公害;6)防灾、救援设施和管理制度必须完备。希望有关方面进一步重视隧道及地下工程的环境问题,力争做到积极开发、合理利用、精心构筑、科学运管。     

地铁特长海底隧道消防给水系统设计研究

目前国内地铁特长海底隧道消防系统的设置尚无明确标准可依,为了深入研究地铁特长海底隧道消防系统的设计标准,结合青岛、厦门等地的地铁特长海底隧道消防系统设计,分析了地铁特长海底隧道的火灾原因及特点,提出了特长隧道内消火栓、轻水泡沫及自动喷水灭火系统等典型方案设计建议,并对地铁特长海底隧道消防给水系统设计中的一些关键技术问题从方案比选等方面加以论述,其中包括一些关于地铁特长海底隧道消防给水系统设计方面的思考和体会。推荐消火栓系统+联络通道内设置高压细水雾系统,指出管材及管道结构安全是设计中应重点关注的问题。     

当金山特长隧道设计方案研究

在高原、高寒地区修建单线单洞特长隧道,面临隧道勘察选线、施工方法选择、长距离通风、深竖井施工、生态脆弱区环境保护以及低氧环境下施工等一系列世界性技术难题。结合敦煌至格尔木铁路当金山特长隧道的设计全过程,对特长隧道的勘察设计进行全方位介绍。针对当金山特长隧道"三高(高海拔、高地应力、高地震烈度)"、"两低(气温低、气压低)"的地域特点,以及"三长(单面坡长、独头通风距离长、反坡排水距离长)"、"两多(断层破碎带多、不良地质多)"、"两大(埋深大、水量大)"等工程特点,对"钻爆法、TBM法、钻爆法+TBM法"3种施工方案进行系统的经济技术比选,最终确定大型机械配套的钻爆法施工方案。最后对单线铁路特长隧道的设计与施工提出了一些建议:1)特长隧道选线时重视物探技术;2)处理好勘察与设计的关系;3)高海拔特长隧道应加大机械化施工;4)特长隧道应充分发挥平行导坑的作用;5)重视环境设计。     

上软下硬复合地层地铁盾构隧道设计及施工探析

在上软下硬复合地层,地铁盾构隧道设计、盾构选型及施工均存在不少困难和问题。对这些困难和问题进行详细地介绍和分析,结合国内大量工程的实施情况和经验,从设计、盾构选型及配置、施工措施等方面,提出处理方案及措施:1)设计方案合理绕避上软下硬地层,有针对性措施及对应概算;2)盾构选型和刀盘配置需适应硬岩掘进和软弱层保压;3)给出全面可行的施工技术措施和应急预案。     

预防富水铁路隧道道床翻浆冒泥病害的设计施工措施探讨

针对富水铁路隧道内道床翻浆冒泥病害,以现行铁路隧道通用图为基础,结合富水隧道地下水水量大且具承压性的特点,对通用图中洞内防排水设施功能分析后提出改进方向,形成以降水压、消隐患、排渗水的富水隧道洞内防排水设计方案总体思路;并提出了富水隧道洞内增设降水井,调整双线隧道侧沟位置并加深,优化中心水沟井壁设计,道床板下增设渗水盲管等具体防排水改进措施。针对隧底存在虚碴层问题,提出采用水平光面爆破开挖,增加人工清底工序,按隐蔽工程验收及无损探测检查等具体施工质量控制措施。该设计施工预防措施经工程验证是有效、可行的。     

隧道涌突水的原因和预测预报方法

复杂地质条件下的隧道涌突水是常见的施工灾害之一,严重威胁着现场施工安全及进度。为了能更准确地预测预防涌突水的发生,减少危害,从常规地质方法角度进行研究,从地下水补给、流通、存储和水压等几方面进行系统分析,解析涌突水的原因以及可能性;对几个隧道涌突水事件发生的原因进行探索,并结合理论分析和实践经验,提出一些勘察、预报时容易忽视的地方,以引起注意。     

南水北调西线超长隧洞施工环境卫生标准研究

南水北调西线工程地处青藏高原,输水线路长达320 km,超长隧洞修建时的施工通风问题尤为突出,现阶段没有高原隧洞施工环境的卫生标准。高原低压、缺氧环境下采用平原地区的隧洞环境卫生标准,势必对施工作业人员的健康产生极大影响,针对高原气候特点,结合国内外隧洞卫生标准,提出了高原条件下隧洞施工环境主要卫生标准,为南水北调西线工程施工提供借鉴。     

青岛胶州湾海底隧道总体设计与施工

海底隧道修建在我国处于起步阶段,没有规范和成熟的经验可以借鉴。为了科学、安全、经济地建设青岛胶州湾隧道,为我国海底隧道建设积累经验和规范的编制奠定基础,从工程调研类比分析、理论计算分析、室内试验、现场试验、工程实践等方面对胶州湾海底隧道进行系统的科学研究,对跨海通道的型式（轮渡、环湾高速公路、大桥、隧道）进行比较分析,得出以下结论： 1）总结出海底隧道全〖HJ2.5mm〗天候、经济运行的优点; 2）得出三车道海底隧道最小岩石覆盖层厚度25 m、线净间距一倍洞径和最大纵坡4%等总体设计关键参数; 3）得出采用复合式衬砌、多心圆椭圆型的合理断面和支护参数; 4）采用“以堵为主、限量排放”的防排水方案,限排标准为04 m3/(d•m),保证了结构安全和最小排水量; 5）采用控制爆破保护围岩、多重防腐锚杆、C35湿喷高性能混凝土、C50耐久性混凝土等系统耐久性设计,预测使用寿命超过120年; 6）采用超前钻3～5个钻孔进行超前探水结合地质素描、物探等手段的综合超前地质预报,查明了工程地质和地下水情况; 7）采用凿岩台车、湿喷混凝土机械手等大型机械全断面或台阶法的快速安全施工方法以及综合的防塌方涌水技术措施等,保证了施工安全。     

整体式连拱隧道渗漏水影响因素研究

连拱隧道由于其在整体线形等方面的优势,在工程中已得到广泛应用,但在已建整体式连拱隧道中均存在不同程度的渗漏水现象,故探究整体式连拱隧道渗漏水影响因素可为其渗漏水治理及创新发展等方面提供依据.以某整体式连拱隧道渗漏水病害为例,通过实地调查隧道渗漏水现状,具体分析隧道渗漏水原因,并结合层次分析法分析各影响因素的主次关系.结...