隧道岩溶超前探测及溶洞处理技术研究

云桂铁路云南段项目位于可岩溶地区,在隧道施工过程中出现了不同位置、不同大小和不同填充物的溶洞,充填物的突出会产生重大安全事故,施工时应先采用超前地质预报技术探明溶洞形态,再根据溶洞的位置、大小以及填充物形态采取针对性的施工措施。介绍该项目各种类型的溶洞处理技术,为其他类似隧道工程提供参考和借鉴。     

隧道底部溶洞的处理及溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究

张花高速公路隧道围岩以白云岩、粘土为主,岩溶发育,无充填物溶洞很多,主要分布在隧道底部,这给隧道的施工带来了困难.着重探讨了隧道底部溶洞的处理,且分析了底部溶洞对隧道围岩稳定性的影响.     

圆梁山隧道粉细砂充填型溶洞钻孔注浆快速施工技术

圆梁山隧道是渝怀线最长的铁路隧道,全长11068m,是典型的岩溶隧道。隧道施工过程中共揭露了5个大型充填型溶洞,其中施工难度最大的2#溶洞为高压富水深埋粉细砂充填型溶洞。以该溶洞钻孔注浆施工为例进行了工效分析,并从注浆参数、注浆材料、机械配套和劳动力组织等几个方面对圆梁山隧道粉细砂充填型溶洞的钻孔注浆快速施工技术进行了探讨。     

武汉地区一级阶地岩溶处理措施探讨及工程实践

为了解决地铁穿越武汉一级阶地沙漏型岩溶地质的岩溶治理问题,以地铁6号线红建路站及两端区间岩溶勘察、设计、施工处理为基础,总结溶洞大小、竖向分布规律、充填和发育规律等特点,分析沙漏型岩溶地质塌陷机制和风险。根据武汉地区浅层岩溶特点,总结岩面以下15 m岩层帷幕注浆阻隔后再溶洞充填注浆的处理思路。地铁车站采用岩层帷幕注浆、溶洞充填注浆、地下连续墙牛腿、土层抽条旋喷加固等岩溶处理方法。区间隧道考虑岩溶塌陷角、地面施工条件等采用岩层帷幕注浆、溶洞充填注浆、砂层隔离桩等处理方法。在6号线岩溶注浆施工中探索并使用了新的岩溶注浆跟管成孔工艺、浆液流量监测工艺等新技术,适合武汉一级阶地的岩溶注浆浆液配比和终浆标准,验证了沙漏型岩溶处理思路和处理措施的合理性。     

利万高速公路湖北段岩溶路基处治方案设计

根据利万(利川—万州)高速公路湖北段工程地质状况及岩溶位置对路基稳定性的影响程度,提出了岩溶路基处治方案,针对溶洞的类型、埋藏深度、溶洞顶板厚度、规模大小、发育部位、地下水情况、充填物性质及路基填挖高度等,分别采用开挖回填、强夯、冲击碾压、注浆、盖板跨越、岩溶水治理等措施进行治理。     

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。     

某铁路运营隧道溶洞强化治理设计及施工

借助某运营铁路隧道溶洞的强化治理设计及施工,重点阐述减震动爆破技术在近接运营正洞的高位引水支洞施工中的应用,强调高位引水系统布设及下向深孔注浆充填加固是运营隧道溶洞强化治理的关键,说明运营隧道在遭遇到较大的岩溶水害时,通过修建具有较大坡度的高位引(泄)水支洞及利用大直径钻孔连接正洞溶腔,以排泄正洞二次衬砌外周边的高压岩溶水及充填物,来达到降低岩溶水对正洞衬砌结构的高压作用,从而恢复溶洞段运营正洞衬砌结构体系工作环境,确保运营隧道衬砌结构安全。     

垂直循环带溶洞对隧道施工危害性评价体系研究

处于岩溶垂直循环带的隧道施工遭遇溶洞时面临很高的突涌泥与塌方风险.为判别溶洞对隧道施工的危害性,从而为溶洞处治施工决策提供依据,采用定量与定性相结合的方法建立了溶洞对隧道施工危害的评价体系.首先,依据溶洞充填物涌出、地表塌陷、洞内坍塌等3种灾害类型划分溶洞对隧道施工的危害等级;其次,选取溶洞与隧道相对位置、溶洞规模、溶...     

岩溶尺寸及位置对隧道基底加载沉降的影响研究

建立了岩溶隧道概化模型,运用FLAC3D有限差分软件对隧道基底在加载过程中,不同尺寸及位置的全充填性溶洞的影响进行了数值研究。结果表明:溶洞尺寸和位置的影响存在界限值,岩溶顶板安全厚度为0.4倍隧道直径,岩溶上边界影响范围为1倍隧道直径,岩溶下边界影响范围为3倍隧道直径,岩溶左右边界影响范围为2倍隧道直径;当岩溶超过上述影响范围时,隧道设计、施工可不考虑溶洞影响。     

桐子林隧道大型溶洞、暗河处理技术

介绍了遂渝线桐子林隧道施工中揭示的大型岩溶暗河、溶洞的各种情况,为防治岩溶水对隧道工程的影响所采取的整治方案以及充填溶洞段的隧道施工技术.     

武汉地区岩溶发育特征及地铁工程中岩溶处理

以武汉地铁岩溶专项勘察资料和地铁工程中岩溶处理案例为依据,采用综合统计方法分析岩溶发育特征和规律,总结地铁车站、区间隧道穿越岩溶区时的处理方法。研究表明武汉地区岩溶为浅层岩溶,主要在岩面以下0~15 m范围发育,表现为溶洞、溶沟、溶槽,钻孔遇洞率约50%,线岩溶率约6%,溶洞埋置越深填充率越低。岩溶区主要分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3种地质结构类型并对应高、中、低3种岩溶塌陷风险区。根据岩溶地质结构类型分类总结武汉地铁建设中采取的注浆填充、岩层注浆帷幕、土层隔离、旋喷加固及围护结构入岩等处理措施。     

齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

为解决复杂岩溶隧道溶洞处治难题,以利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道为依托,调研隧道施工过程中揭露的26处溶洞,分析溶洞的发育规模、充填特性、含水特性、发育位置与地质成因,采用数值模拟的方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,通过案例分析探讨隧道不同位置溶洞处治技术。结果表明： 1）隧道揭露中型溶洞最多,大型溶洞次之,小型和特大型溶洞最少,揭露溶洞多为无充填或部分充填的干溶洞,发育位置主要集中于掌子面; 2）隧址区气候和水文地质条件利于岩溶发育,但由于隧道高程较高,地下水位接近或低于隧道设计标高,未揭露含水溶洞; 3）溶洞与隧道交接部位隧道围岩位移量最大,需加强支护; 4）形成隧道不同位置、不同规模溶洞的处治技术与原则并应用到工程实际中,后期运营结果证明溶洞处治效果良好。 溶洞处治应建立规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术及针对性处治方案。     

隧道深埋大型充填型溶洞施工技术

以新大巴山隧道溶洞处理为例,根据溶洞的发育特点,简要介绍岩溶的处理方案及桩基加固的施工工艺,从大管棚超前支护,小导管径向注浆,钢管桩及旋喷桩处理等几个方面对大型充填型溶洞处理技术进行探讨,希望能给类似工程处理提供参考。     

隧底溶洞处理后衬砌的受力分析

隧道底部溶洞处理时,存在填充物弹性模量大于围岩弹性模量现象,影响衬砌受力状态,可能导致裂缝的产生。针对这一问题,以温克尔弹性地基梁理论为基础,对溶洞处理后衬砌的内力和位移进行计算,并结合数值模拟结果进行对比分析。主要研究结论如下： 1）溶洞填充物对衬砌起支撑作用,引起溶洞与围岩交界处附近出现较大剪力和弯矩; 2）溶洞段衬砌拉应力增大较快,应加强此段衬砌结构的配筋,加设抗弯和抗剪钢筋,提高结构抗拉及抗剪能力,达到抑制裂缝产生的目的; 3）确保溶洞填充物尽量与围岩弹性模量相近,交界处介质的弹性模量连续递变,以改善溶洞段衬砌的不利受力状态。     

大管棚超前支护技术在南山隧道岩溶处理施工中的应用

阐述超前大管棚支护设计与施工在南山隧道岩溶处理过程中的应用,重点介绍大管棚支护的施工工艺、安全措施及效果评定等。工程实践表明,以大管棚为超前预支护的方法在充填型岩溶处理中是有效的,其成功经验对后续工程有指导作用。     

强降雨条件下岩溶地质环境因素对隧道安全性的影响序列研究

为探究岩溶地质环境因素对隧道工程安全性的影响序列问题,采用室内模型试验方法,考虑岩溶隧道的溶洞布置形态、节理面倾角、溶洞直径、溶洞与隧道间距等地质环境因素,以湘粤岩溶地区典型公路隧道为依托进行试验研究。主要结论如下： 1）隧道衬砌表面孔隙水压力主要受到节理面倾角和溶洞布置形态的影响,且节理面倾角的作用要强于溶洞布置形态,竖向正交布置溶洞截面孔隙水压力变化区间约为斜向布置截面的10倍,而衬砌0°测点位置孔隙水压力变化区间约为180°测点位置的10倍; 2）衬砌表面土压力的影响序列为溶洞布置形态、节理面倾角、溶洞直径、溶洞与隧道间距; 3）节理面倾角和溶洞直径的增大均导致土压力的减小,溶洞距离和倾角之间符合l<-0.4θ+30时,衬砌顶部有明显的受压增大趋势。研究结果对岩溶区隧道灾害的研究具有一定的参考意义。     

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。     

宜万铁路高坪1#隧道岩溶发育特征分析与治理

宜万铁路高坪1#隧道穿越T21j灰岩，处于岩溶垂直循环带内，隧道最大埋深104m。隧道岩溶极其发育，施工中共揭示大小溶洞51个。通过对所揭示的溶洞进行数理分析，探讨了垂直循环带内岩溶发育特征。根据岩溶发育特征和工程结构特点，提出了岩溶规模划分标准，制定了相应的治理措施，并对岩溶治理进行评价。     

顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析

岩溶地区地质条件复杂,在隧道修建中存在溶洞突涌水安全隐患,而顶部溶洞带来的灾害性更加明显,溶洞水压是其重要影响因素。针对隧道顶部溶洞,建立数值模型,将溶洞水压作为工况因素,分析围岩中的孔隙水压力变化规律,揭示隧道开挖过程中突涌水通道的分布情况。基于数值模型中单元孔隙水压力突变最大值判断方法,溶洞与掌子面围岩达到塑性状态后,监测两者之间的单元孔隙水压力随开挖步变化速率,找出每一行单元中的最大值,从而确定不同溶洞水压下的突水通道及安全厚度。研究表明,随着顶部溶洞水压增大,突水通道距离溶洞底部由近及远,而安全厚度也随之增大。