冻融环境浅埋砂质黄土隧道围岩变形规律研究

研究目的:黄土因其结构性工程性质特殊,其中砂质黄土受冻融作用的影响尤为敏感,浅埋砂质黄土隧道施工过程中在冻融循环作用下发生各类病害屡见不鲜.本文以银西高铁惠安堡黄土隧道洞口段现场监测结果为基础,进行冻融条件下砂质黄土的参数试验,配合数值模拟等方法,得到这种不良地质条件下隧道围岩变形规律及稳定性发展状况. 研究结论:(1...     

大断面深浅埋黄土隧道围岩压力试验研究

研究目的:针对郑州至西安客运专线黄土隧道设计中存在的问题,开展大断面黄土隧道深浅埋分界、深浅埋围岩压力计算研究,提出大断面黄土隧道深浅埋分界高度;确定深浅埋黄土隧道围岩压力计算方法;明确深浅埋黄土隧道二次衬砌厚度的设计原则,指导郑州至西安客运专线黄土隧道的设计与施工,并为类似大断面黄土隧道工程的设计提供技术支持. 研究结论:通过对大断面深浅埋黄土隧道围岩压力的试验研究,提出了郑州至西安客运专线大断面黄土隧道深浅埋分界高度、围岩压力计算方法和二次衬砌厚度的设计原则.郑州至西安客运专线黄土隧道深浅埋分界高度应为40～60 m;浅埋黄土隧道荷载按谢家烋公式计算,深埋黄土隧道荷载按太沙基理论计算;不同埋深黄土隧道二次衬砌宜采用相同厚度.     

世界首座特大断面湿陷性全黄土隧道贯通

4月10日，世界首座特大断面湿陷性全黄土隧道——郑西客运专线秦东隧道顺利贯通。郑西客运专线隧道群穿越黄河南岸黄土台塬区，以黄土隧道为主，其中秦东隧道位于陕西省潼关县境内，为双线湿陷性全黄土隧道，是全线的控制性工程。其最大开挖断面达170m^2，是目前世界上最大断面的黄土隧道。     

黄土地区铁路建设项目对地下水环境的影响研究

在我国西北地区,铁路项目的隧道工程越来越多,其对黄土含水层的地下水环境影响受到关注。为减轻隧道工程对地下水环境的影响,保证当地居民正常的生活用水及生态用水,以穿越黄土地区的铁路项目南惠隧道为例,在现场调查的基础上,介绍该隧道工程线路附近区域的水文地质条件及隧道外环境现状,重点分析该隧道工程的建设对线位附近地表水库、两侧村民饮用水井及对隧道洞顶植被可能产生的影响,并结合工程的具体情况,提出相应的环境保护措施,确保工程对地下水环境的影响降到最低。并对同类隧道工程给出工程环保选线上的一些建议。     

高地应力缓倾软硬互层岩体中隧道底鼓影响因素模拟分析

当隧道穿越以水平构造应力为主导的高地应力区,特别是隧底下伏缓倾软硬互层岩体时,易发生隧道底鼓变形。选用侧压力系数、岩层倾角、围岩厚度、围岩弹性模量、隧道埋深5种影响因素,通过FLAC 3D建立数值计算模型,研究单一影响因素和多因素耦合对隧道底鼓的影响规律。结果表明:在单一影响因素下,隧道底鼓量随侧压力系数和围岩厚度的增大先增大后减小,随围岩倾角和围岩弹性模量增加而减小,随隧道埋深增加而增大;在多因素耦合作用下,各因素对隧道底鼓的影响显著性排序依次为隧道埋深>侧压力系数>硬质岩弹性模量>岩层倾角>硬质岩岩层厚度。     

黄土塬区浅埋大断面隧道掌子面失稳机理研究

研究目的:高速铁路以隧道形式穿越黄土塬区时,受地下水位高、含水量大、围岩分级高、浅埋段距离长等特点的影响,隧道掘进施工中掌子面失稳及坍塌风险高。大断面黄土隧道掌子面稳定分析中,大都集中在浅埋短距离隧道的横向二维问题上,很少提到浅埋长距离隧道的纵向变形和掌子面超前稳定问题。研究结论:(1)针对黄土塬区大断面隧道掘进施工中掌子面失稳及坍塌风险,建立了利用Terzaghi松动土压力理论的三维修正分析模型,推导出了浅埋长距离隧道掘进施工中掌子面稳定性的计算公式;(2)研究了黄土隧道三台阶预留核心土工法施工中掌子面稳定性与黄土含水量之间的关系,提出了黄土塬隧道掌子面施工稳定含水量界限参考值为20%,针对性地提出了安全预防措施;(3)该研究成果可有效指导黄土塬区浅埋慢坡隧道掌子面安全施工,为浅埋长距离隧道的纵向变形和掌子面超前稳定分析和安全控制提供理论依据。     

超前深孔劈裂注浆技术在高含水率黄土高铁隧道中的应用研究

针对宝兰高铁在长段落连续高含水率黄土地层中修建大断面隧道过程中,面临的围岩变形大、掌子面易失稳、支护结构易变形侵限等问题,通过现场调研和室内试验,在揭示沿线高含水率黄土围岩物理力学特性及隧道病害特征的基础上,提出采用高压排水注浆挤出土中水分以改善黄土物理力学性质的"超前深孔劈裂注浆"围岩加固方案及关键设计参数,并在沿线...     

综合地质勘察方法在黄土梁峁区隧道工程中的应用

黄土梁峁区在我国西北分布广泛,由于地表被厚层风积黄土覆盖,给该地区隧道工程的地质勘察工作带来一定难度.以宝鸡一兰州客运专线某隧道工程的勘察工作为例,针对黄土梁峁区的地形地质及隧道工程特点,采用了航片判释、地面地质调查、物探、钻探等综合地质勘察方法,查明了隧道区地层岩性、构造的分布及特征,为工程设计及施工提供了较为准确的地质资料.     

我国铁路隧道通用图结构安全性的计算研究

我国既有铁路隧道大多按标准图或通用图设计,而标准图或通用图又是采用工程类比法设计,因此不能给出明确的结构安全系数。为了给今后的铁路隧道设计优化与既有隧道维护提供技术支撑,采用所建立的复合式衬砌总安全系数设计法,对以往标准图或通用参考图的结构安全系数进行校核,对影响安全性的主要因素进行分析,得出以下主要结论:(1) 2008年以来编制的铁路隧道通用参考图,结构总安全系数均偏高,具有一定的优化空间;而20世纪编制的时速140 km单线电气化铁路隧道标准图在软弱围岩地段的总安全系数偏低;(2)隧道埋深对安全系数的影响较大,地下水发育程度对耐久性影响较大,建议按照不同埋深、不同地下水发育程度进行支护参数优化;(3)隧道断面形状对安全系数影响较大,建议根据围岩压力分布形态采取合理的断面形状。     

浅埋大断面黄土隧道地表裂缝特征及形成机理浅析

地表裂缝是浅埋黄土隧道常见的工程灾害之一,通过现场调研和理论分析,对董志塬区长段落浅埋大断面黄土隧道地表裂缝的特征和形成机理进行初步总结,并提出针对性施工建议。结果表明:黄土隧道地表裂缝沿隧道中线向两侧呈对称分布,地面整体呈"锅底状"下凹形。地表裂缝宽度与隧道埋深呈负相关,裂缝间距与隧道埋深呈正相关。隧道埋深分别在20,50～60 m内时,地表裂缝间距分别为1.5～2.1倍、1.9～3.5倍洞径。地表裂缝发育主要经历"孕育期-急剧变形期-平稳期"三个阶段。降雨当天及降雨后1～3 d内,地表沉降变形量达到稳定变形量的50%以上,降雨量对地表变形及地表裂缝的发展具有一定的"预兆性"和"前瞻性"。黄土隧道地表裂缝主要是由于开挖扰动而形成的潜在滑动楔形体向隧道内部临空面滑动、黄土层内的洞穴裂隙等压缩沉降、洞顶上覆土体自重与支撑体系强度不平衡等因素综合导致的。     

铁路客运专线黄土不良地质隧道施工技术

黄土广泛分布于我国西部地区,其工程性质具有特殊性,随着西部地区大规模铁路建设,遇到的湿陷性黄土工程地质问题也越来越多,这些问题处理不当常会给施工和通车后的安全运营造成影响。结合郑西客运专线大断面铁路黄土隧道施工,介绍了黄土地区修建大跨度铁路隧道的开挖、支护、防排水等施工技术。     

黄土隧道围岩含水率变化及拱架受力特征研究

为了研究黄土隧道围岩含水率和钢拱架应力在施工期间的变化规律,以在建银西高铁董志塬区上阁村隧道为例,采用现场监测方法,对黄土隧道围岩体积含水率变化规律和钢拱架受力特征进行分析研究。结果表明:黄土隧道围岩含水率在时间上呈先增长后平稳的两阶段变化,在空间上表现为拱顶和拱腰位置的含水率总体小于拱脚和仰拱底部的含水率;钢拱架应力在施工期内呈先非线性增大后出现波动最后趋于平稳的三阶段变化规律,在施工期内钢拱架对承受围岩压力、确保大断面黄土隧道围岩稳定性方面发挥着重要作用。建议对大断面黄土隧道在施工期内形成"勤测含水率、重视防排水、加强初支"的管理理念。     

地铁特殊地质黄土隧道施工技术

研究目的:通过对西安地铁黄土隧道施工采取的施工方法和措施及通过F3地裂缝穿越施工竖井出现涌水的处治,总结出一套合理、安全可行的施工处理方法,确保竖井和地铁隧道施工安全,为类似工程积累经验。研究结论:通过采用竖井外施做旋喷桩技术,使地下水和地裂缝涌水绕旋喷桩隔水帷幕外通过,同时采用竖井内注浆加固堵水、井内降水、分部开挖、向下外插花管注浆、竖井底混凝土封底,超前引排地下水及隧道内降水等措施,有效克服了黄土地区富水夹砂地层竖井和隧道施工涌水的难题。     

高原冻土区隧道施工地下水防治探讨

通过对高原冻土区隧道特殊的工程、水文地质及环境条件分析认为，隧道施工对温度场、应力场和地下水流场产生较大的影响。在此基础上，提出采用超前地质预报、连通试验等技术，并结合昆仑山隧道、风火山隧道、达坂山隧道等工程实践，对高原冻土区隧道施工地下水防治措施进行了有益的探讨。     

饱和软黄土隧道围岩注浆加固参数研究

研究目的:饱和软黄土地层隧道围岩具有强度低、承载力差、抗变形能力弱等特性,因此对饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数展开研究具有重要意义.依托西安地铁4号线火车站站暗挖西安火车站工程,进行室内黄土力学性能和现场注浆试验,研究含水率对黄土强度特性的影响,分析黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理,并总结现场隧道围岩注浆加...     

监控量测技术在客运专线大断面黄土隧道中的应用

研究目的:本文结合郑西客运专线大断面黄土隧道一秦东隧道这一工程实例,针对砂质黄土变形特点和大断面黄土隧道不同的施工方法,就如何选择合理的量测项目、量测频率和量测方法进行了阐述,以求掌握大断面黄土隧道的变形规律。研究结果:结合秦东大断面黄土隧道的施工实践,得出了大断面黄土隧道拱顶下沉、水平收敛等项目的变化规律,对黄土隧道施工起到良好的指导意义。