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。     

海底岩溶盾构隧道勘察、设计及岩溶处理关键技术研究——以大连地铁5号线火梭区间海底隧道为例

海底岩溶隧道勘察、设计难度大,施工风险高。以大连市地铁5号线海底岩溶大直径盾构隧道为研究对象,首次采用“跨孔CT物探+钻探”的海底隧道岩溶勘察方案,通过有限元计算确定海底岩溶隧道加固范围,通过抗浮计算确定岩溶隧道基底加固标准,提出海底岩溶的海面预处理具体实施方案和盾构针对性设计方案,从而形成一整套海底岩溶盾构隧道勘察、设计及岩溶处理方案。     

贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术

以贵广高铁上寨隧道岩溶工程地质特征及隧道结构加强措施为例,对采用大管棚支护穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段等软弱破碎围岩施工方法和旋喷桩对岩溶发育地段隧道底部进行加固处理的施工技术进行介绍。由于岩溶地质条件的复杂性,施工过程中进行超前地质预报并根据围岩地质条件进行动态设计,可有效降低施工安全风险及隧道结构安全风险;大管棚结合小导管注浆超前支护是穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段的有效手段;且隧道底部较大较深溶洞采用旋喷柱加固效果良好。     

爆破开挖对岩溶地层的破坏机理浅析

在岩溶地区隧道开挖的过程中,爆破振动有可能会造成溶洞的坍塌,溶洞的坍塌又会对隧道的稳定性造成影响。爆破亦会使隧道与临近溶洞之间产生贯通裂隙,从而导致岩溶涌水,影响施工质量和进度。探讨和研究爆破开挖对岩溶地层产生的损伤和破坏机理,并对爆炸应力波在岩溶地层中的传播机理及岩溶地层爆破振动致塌机制进行研究。     

省界隧道岩溶综合治理措施

省界隧道在施工期间遇到大型岩溶充填物,隧道拱顶及左侧全为岩溶充填物。岩溶段长度约30m,埋深约100m,在隧道开挖过程中,时逢降雨,岩溶充填物在地表水的作用下下滑,使初期支护严重超载,致使隧道发生坍塌。文中介绍了隧道的病害情况,并提出了综合治理措施。     

虹梯关隧道岩溶发育规律分析

虹梯关隧道位于山西省长治市平顺县梯后村和崇岩村之间,隧道围岩以碳酸盐岩为主,隧址区岩溶发育,通过对勘察资料的分析,结合区域岩溶发育情况,着重论述隧址区的岩溶发育规律。     

铜锣山隧道区岩溶特征及地下水文分析

南大梁高速公路铜锣山隧道处于岩溶地区,而一般山区岩溶工程地质条件较复杂,勘察难度大。通过加大对隧道岩溶区的调查研究,采用区域地质环境条件分析、岩溶特征分析、岩溶水文地质条件的综合分析法,全面阐述了隧址区的岩溶发育特征和地下水文分布规律。     

湖北某公路隧道大型溶洞成因研究

湖北某高速公路隧道施工中揭露了一大型溶洞,溶洞沿着隧道走向长139 m,横向最大宽度78 m,给隧道变更设计及施工带来很大的困难。通过分析隧道所处的地质构造环境、岩溶水系统、岩溶发育垂直分带、堆积物特征等综合判断该溶洞为一“古溶洞”,不会受到现在洪水位影响。由于洞顶可见钟乳石,部分堆积体已被钙化固结,因此推断该溶洞目前处于稳定状态。     

坝陵河大桥综合勘察技术与成果评价方法的研究综述

坝陵河大桥主跨为1 088 m的钢桁梁悬索桥,该桥选用了重力式锚碇和隧道式锚碇。由于桥梁建在地质相对复杂的岩溶地区,根据工程建设需要,通过对桥梁及岩溶隧道锚的综合勘察技术与成果评价方法的运用研究,取得了推广和运用类似工程建设的工程勘察经验。     

南大梁高速公路华蓥山隧道地质特征分析

位于川东平行岭谷区的南大梁高速公路华蓥山隧道是一座典型的山岭特长岩溶隧道，地形地质条件复杂，隧道建设面临煤层瓦斯、采空区、有害气体、断裂破碎带、石膏及岩溶角砾岩、岩溶与岩溶涌突水等特殊地质问题。在对华蓥山隧道地质条件进行论述的基础上，重点针对煤层瓦斯和岩溶涌突水问题进行对比分析，总结隧道勘察和施工地质问题。     

岩溶天坑垮塌对下穿鸡冠山隧道结构安全影响研究

为深入了解下穿隧道结构安全受岩溶天坑垮塌的影响，以鸡冠山隧道K72+220~+340段工程为背景，结合现场勘察成果及下伏溶腔位置大小推测岩溶天坑侧壁垮塌规模，通过PFC3D数值模拟预测岩溶天坑的垮塌堆积形态。基于模拟结果，选择典型剖面构建岩溶天坑侧壁垮塌前后的二维有限差分模型，分析岩溶天坑垮塌对下穿鸡冠山隧道衬砌结构安全的影响。结果表明： 1）天坑垮塌后将主要堆积于天坑下伏溶腔的顶部，垮塌体量约为16 000 m3，垮塌体的冲击力约为9.0×107 N； 2）岩溶天坑垮塌将造成溶腔顶部最大变形达16 mm，并导致左线左边墙及拱脚部位衬砌结构安全系数可能小于1.7，但整体平均安全系数仍大于控制标准，天坑垮塌对隧道安全影响有限。     

武汉地区沙漏型岩溶塌陷数值分析与模型试验研究

隧道穿越沙漏型岩溶地质时，岩溶处理范围直接影响工程安全和投资。为量化计算岩溶处理范围进行岩溶塌陷角的分析和研究，首先，采用模型试验模拟岩溶塌陷过程,验证饱和砂性土渗流液化塌陷机制，定量研究砂层漏失量和塌陷角大小，测算出塌陷角为35.8°； 然后，通过5种工况下的岩溶塌陷过程模拟分析隧道变形形态，结合隧道变形控制标准确定隧道与溶洞的最小安全距离，反算出塌陷角为33.9°； 最后，对比分析模型试验和数值计算得到的岩溶塌陷角大小，得出沙漏型岩溶塌陷角与砂土内摩擦角近似的结论，塌陷角取值可在内摩擦角的基础上加1~3°。将研究结果应用在武汉地铁6号线沙漏型岩溶治理中，取塌陷角为35°计算岩溶处理范围，按此方案实施后盾构顺利穿越岩溶区。     

玄真观隧道高地应力整治段坍塌原因分析及处理措施

玄真观隧道贯通后，由于高地应力的原因导致隧道局部衬砌开裂变形，变形段衬砌需拆换整治。拆换过程中，对围岩的二次扰动，使隧道周边围岩产生较大的松动圈，地应力反复重新分布，局部应力高度集中，应力积聚值大于围岩极限强度时发生隧道坍塌。坍塌治理中，对坍塌影响段采取了方木垛、工字钢架临时支撑及预初支背后预注浆加固，防止坍塌的继续扩大；对坍塌段采取了机械手喷射混凝土封闭岩面、工字钢架护拱、预留孔道回填混凝土、加强初支及衬砌等技术措施，取得了坍塌处理的预期效果。     

野三关隧道特大溶洞崩塌堆积体处治施工技术

介绍沪蓉西高速公路野三关隧道特大溶洞崩塌堆积体内超前支护、洞身开挖、基底处理的具体施工工艺。施工中采用长管棚跟管钻进、超前预注浆、台阶法开挖、工字钢支撑、基底注浆加固等处理措施,取得了较好的效果。     

铁路路基岩溶病害的探测与处理

结合岩溶地区某运营双线铁路路基的坍塌,有针对性地对塌陷地段路基采用地质雷达进行探测,确定了路基中的岩溶通道和溶洞的位置及特征;采用注浆的方法对该地段路基进行了加固,并以地质雷达进行验证,证明注浆用于岩溶路基的处理效果显著。     

通过隧道塌方冒顶段施工技术

具茨山隧道右线YK37+671处由于突然出现溶洞而发生塌方,在塌方处理过程中再次发生塌方并冒顶,为降低施工影响,保证运营安全,通过运用对塌陷体进行地表注浆加固、不开挖工作室且使用跟管钻的长大管棚及配合使用注浆小导管的超前支护技术、CRD工法开挖技术、塌方段两端加强衬砌后再处理侵限段的技术和地表陷穴处理技术,结合超前地质预报、监控量测技术手段,成功通过塌方冒顶地段,对隧道塌方冒顶工程的预防和处理具有一定的指导意义。     

地质雷达在岩溶陷落柱探测中的应用研究

以某隧道洞底陷落柱为例,通过地质雷达对目标体的探测,分析岩溶陷落柱的雷达波组异常特征,准确地探测出陷落柱的位置、规模和埋深;同时,选取典型的雷达波进行频谱分析,探讨岩溶陷落柱和围岩的雷达波频谱特征。岩溶陷落柱雷达波频谱呈现低频大振幅反射,其主频单一且突出;围岩雷达波呈现弱振幅多峰频谱,主频不突出。岩溶陷落柱和围岩雷达波频谱特征存在的显著差异,可作为识别岩溶陷落柱的重要依据之一。实践结果表明,地质雷达在探测岩溶陷落柱中具有有效性和实用性。     

富水粉细砂层隧道开挖坍塌的加固技术研究及效果分析

针对富水粉细砂层隧道开挖引发典型坍塌问题，采用现场勘查、理论分析、室内试验和数据监测等手段，对桃树坪隧道塌方处地表和双向开挖掌子面提出科学治理方案。通过注浆填充率、P-Q-t曲线及注浆效果分析。结果表明:由于坍塌处地层有一定的吸浆能力，虽注浆量逐渐减少，但其抗压逐渐增大，地层得到挤密性加固。注浆后砂层自稳能力明显增强，在稳定性增强的情况下，塌方后的支护体系比塌方前的支护体系增强很多。管棚的数量相对于原管棚设计根数有所减少，但是单根的强度比原设计的管棚单根强度有所增强，管棚施工间距超出设计间距10 cm，可通过超前密排小导管预注浆补强。     

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。