微上台阶开挖法在甘姆奇克隧道岩爆段的应用

为了研究一种既能保证隧道岩爆段施工进度,又能降低围岩能量释放剧烈程度的应力释放方法,结合乌兹别克斯坦安琶铁路甘姆奇克隧道岩爆大部分出现在拱顶-拱腰段的特征,制定了微上台阶开挖法的应力释放方案。通过数值模拟计算和现场应用效果分析,该方案能够实现拱顶和拱腰处围岩应力的释放和转移,使围岩应力集中区提前得以消散,有效地降低了围岩发生岩爆的程度。同时,通过该方案的初步现场施工实践,证明： 相对于其他应力释放措施（如应力释放孔、超前导洞等）,微上台阶法在形成首次微台阶后基本不改变原有施工方案和工序,无额外工期,能够实现连续作业,可为类似工程岩爆防治提供理论依据和有益借鉴。     

岩爆形成机制与判据研究

根据岩爆实例调研，详细描述了岩爆破坏的几何形态特征，并通过岩爆岩石断口扫描电镜分析和岩爆岩石力学测试等研究，总结出岩爆形成的力学机制主要有压致拉裂、压致剪切拉裂、弯曲鼓折(溃屈)等三种基本类型。现场测试结果则表明，岩爆发生时，其判据σ0／Rb至少应大于0．3。     

闽西南某隧道高地应力特征及隧道岩爆预测研究

为了更方便地进行闽西南某隧道的岩爆预测与预防工作,首先,阐述了Heok-Brown岩体强度估算理论和基于修正的Sheorey模型的工程区地应力场预测方法。在此基础上结合隧道工程地质调查资料和地应力实测结果,分析了隧道围岩强度,预测了隧道工程区沿线的地应力大小,评价了工程区的地应力状态,结果表明该隧道大部分处于高地应力区。同时,利用强度应力比法对高应力作用下围岩中可能发生的岩爆进行了预测,并且与已发生的岩爆情况进行对比,表明该预测与实际情况一致性较好,证明了本文所采用方法的可靠性。     

甘姆奇克隧道施工通风测试研究

为检测隧道通风系统的通风效果,掌握通风设备的基本情况,为后期通风系统优化和调整提供正确的设计参数,对甘姆奇克铁路隧道进口工区进行通风系统测试及隧道内作业环境检测。检测及测试结果表明甘姆奇克隧道进口工区系统维护较好,通风效果良好。     

苍岭特长公路隧道岩爆预测研究

文章从工程区的工程地质状况入手,结合前期的岩爆研究资料,阐述本阶段隧道开挖过程中岩爆预测所采用的方法,据上述方法对苍岭隧道的岩爆状况进行了更加深入的分析和预测,并在施工中加以验证。     

二郎山公路隧道岩爆及岩爆烈度分级

以川藏公路二郎山隧道工程实践为典型实例，对高地应力条件下岩爆的形成机制及岩爆烈度分级进行了讨论，并提出了各级岩爆的防治措施。     

都汶公路福堂坝隧道岩爆及其防治

福堂坝隧道中段通过完整花岗岩,施工开挖中发生不同程度的岩爆,采用临空面洒水和网喷混凝土封闭措施进行治理,取得了较好效果。在总结隧道岩爆表现特征的基础上,分析了岩爆形成发生的机理。     

鸿图嶂特长公路隧道岩爆预测与防治对策研究

从鸿图嶂隧道工程地质状况和应力场分布特征入手,采用数值模拟手段,通过对隧道开挖后的围岩应力场特征分析,结合岩爆发生判据,对鸿图嶂特长公路隧道全长范围内可能发生的岩爆状况进行了预测,并给出了相应的防治措施.     

基于弹性应变能的深埋硬岩隧道岩爆研究

隧道掘进引起的应力调整会导致围岩的弹性应变能分布发生改变,其中弹性应变能大幅跃升区域的围岩发生岩爆的可能性极高。依托米仓山特长隧道,采用三维数值模拟手段,基于弹性应变能理论研究了隧道掘进过程中弹性应变能的变化规律。研究结果表明： 在高地应力条件下隧道掘进会导致明显的卸荷作用,引起围岩应力的重分布,从而导致掌子面附近区域弹性应变能剧烈改变,其中掌子面及其前方7 m范围内围岩的弹性应变能呈现下降趋势,掌子面后方围岩弹性应变能呈现增加趋势; 拱顶部位弹性应变能增加幅度为3.56倍、边墙部位弹性应变能增加幅度为3.73倍、基底部位弹性应变能增加幅度为4.66倍,存在发生岩爆的可能。     

蒙华铁路九岭山隧道施工期岩爆预测研究

为保障九岭山隧道施工安全,准确预测掌子面前方未开挖段的岩爆发生状况,采用理论与实测相结合研究手段,对隧道的岩爆发生状况进行了预测。通过岩爆预测并结合已开挖段的岩爆发生情况,得出卢森、王元汉、王兰生判据的结论更适合九岭山隧道的实际情况。基于应力解除法的二次应力测试和基于应力判据法的岩爆预测准确性也得到了验证,得出九岭山隧道未开挖段DK1689+140~+450为中等岩爆区域。     

雪峰山公路隧道岩爆问题的分析预测研究

雪峰山隧道为上海~瑞丽国道主干线湖南省邵阳~怀化高速公路上最大的控制性工程,全长约7 km,最大埋深约850 m,为典型的长大越岭公路隧道,曾一度担心岩爆问题突出,目前已全线贯通。本次研究通过现场洞壁应力测试、MTS岩石力学特性实验、隧道内地质观测分析并结合课题组以往总结的经验判据(σθ/Rb)对其岩爆问题从岩石材料本身的内在力学机制和外部条件两方面进行综合分析预测得出:围岩岩石材料本身虽具备发生岩爆的内部条件,但最终发生岩爆还是取决于外部应力状况和外部条件,这与实际相符,并为今后类似工程提供了一套研究方法和借鉴作用。     

基于洞壁实测信息的FA-PP岩爆预测模型应用研究

为了给岩爆隧道提供更加符合现场实际规律的岩爆预测结果,针对岩爆预测评价中应力判据界限值的多样性以及单一判据预测结果准确性低的特点,提出采用投影寻踪（PP）与萤火虫算法相结合的方法进行岩爆预测评价,解决了岩爆预测中采用多种应力判据时多项指标的模糊性和不兼容性等问题。此方法根据岩爆等级划分标准,构建了以实测数据、现场岩爆信息为基础的能够根据各项指标判定岩爆等级的投影指标函数,选取σ_θ/R_c,σ_t,σ₁三个岩爆评价中常用的指标,并采用萤火虫算法（FA）优化投影指标函数,寻求投影指标函数的最佳投影方向并求得最佳投影值,保证了此方法的精确性。研究结果表明：采用萤火虫投影寻踪算法（FA-PP）进行岩爆等级预测可避免传统预测方法中由于主观原因造成的误差,判定精度高,也免去了利用多项判定指标与现场实际情况进行对比而选择一个相对接近实际情况判据的繁杂过程;此方法可利用目标隧道的已知岩爆发生信息掌握其岩爆发生特点及对3个评价指标的敏感度,构建出符合目标隧道岩爆发生规律的FA-PP岩爆预测模型;以拉林铁路桑珠岭隧道为研究对象,将此方法应用到岩爆预测中,得到的预测结果与现场实测结果较为符合,验证了该方法的可靠性。     

宝塔山隧道勘察设计阶段岩爆风险分析与控制措施

以宝塔山隧道为工程背景,利用侯发亮埋深判据进行岩爆风险初步分析,得到岩爆可能发生的区段,利用陶振宇判据对岩爆可能发生区段进行深入风险分析,得到相应的岩爆等级。针对不同岩爆等级采取不同控制措施,建立一种公路隧道勘察设计阶段岩爆风险分析与控制体系,供同类工程参考。     

岩爆隧道柔性支护快速施工技术

为探究适合硬岩隧道岩爆段的快速施工技术,通过对硬岩隧道整体自稳性及岩爆特点的分析,提出以柔性支护为基础、以岩爆预测、松动圈测试和柔性网试验为保证措施的一种快速施工技术。依托米仓山隧道岩爆段的施工,利用陶振宇判据和Turchaninov判据对不同埋深下岩爆强度进行预测,合理划分米仓山隧道岩爆强度区段,并结合松动圈测试、柔性网试验,对锚杆和钢丝绳网的参数进行研究与验证。实践表明： 1)采用陶振宇判据和Turchaninov判据可以较准确地进行岩爆预测及强度区域划分; 2)利用松动圈测试结果能大致判断隧道开挖后围岩破裂区域的深度; 3)相比传统支护技术,采用喷射混凝土+涨壳式预应力锚杆+柔性防护网的快速支护技术,每循环施工可节省用时约4 h,整个岩爆区段施工速度可提高30%~40%。     

深埋坑道复杂围岩组合试件岩爆倾向性试验研究

岩爆防治是深埋地下工程界面临的重要难题之一。重庆地区某深埋坑道工程是由砂岩、粉砂岩、泥岩构成的层状地层,施工中始终存在岩爆危害。为降低岩爆威胁,从岩爆倾向性室内评判着手,进行了复杂围岩组合试件力学性质和动态破坏特性试验研究,同时研究了浸水对深部岩体岩爆倾向性的影响,最终获得了岩爆倾向室内定量评价结果,为最大限度地降低岩爆威胁提供了试验依据。     

深埋TBM隧洞岩性界面区围岩破坏特征与支护技术研究

为保证深埋TBM隧洞岩性界面区域的安全、高效施工,综合应用现场调查、微震监测等手段开展顺隧洞轴向岩性界面区域的围岩破坏特征、微震活动特征研究,并在此基础上开展岩性界面区域破坏围岩支护技术研究。研究结果表明： 1）由于岩性界面区域应力集中,开挖卸荷后围岩更容易破坏,且隧洞围岩南硬北软的特征导致不同类型的破坏以蚀变带为界分布在隧洞两侧,破坏分布具有明显的区域性; 2）岩爆、结构型塌方破坏与微震活动具有良好的空间相关性; 3）当岩爆等级较低时,以结构型塌方为主体进行支护,随着岩爆等级升高,支护及防控的主体逐渐过渡为岩爆。     

方解石的形成机制及其在岩溶隧道地质预报中的应用研究

为提高岩溶隧道中地质预报的准确性,通过对方解石与岩溶、断层及地下水的产出特征变化研究以及其含量变化统计,通过现场的统计分析及追踪调查表明,在隧道施工中可以根据方解石的含量变化及产出特点再结合物探方法来推测隧道掌子面前方的地质情况。主要结论如下:1)根据方解石的产出特征规律结合物探方法能识别出前方即将出现的地质异常体;2)地质预报工作需要地质方法和物探方法相结合,才能取得准确判释;3)在地质学上,通过对微观现象的统计整理,再对其进行分析研究,可以对宏观构造现象的判断起到帮助作用。     

软弱黄土隧道基础加固机理分析

基于隧道的基础加固理论尚不成熟,隧道基础加固设计存在很大困难的现状,通过对软弱黄土隧道基础加固的机理进行分析,明确了隧道基础加固对施工中控制变形和防止塌方的作用,可为类似隧道工程的设计和施工提供参考     

微震监测技术在某深埋铁路隧道施工管理中的应用

为防范高应力深埋隧道开挖过程出现的岩体失稳风险,促进隧道安全、高效施工,利用微震监测技术对某深埋铁路隧道施工 过程中的围岩破裂情况进行监测,用不同的微震活动性表征隧道潜在的不同的高应力灾害风险大小; 利用监测区域内的微震活动 动态演化过程所表征的隧道高应力灾害风险大小变化情况,合理选择施工工序、施工时机、施工方式等,取得了较好的效果。 研究 结果表明: 利用微震监测方法获取的围岩微震活动规律可指导深埋隧道施工过程管理,有助于降低施工过程中的安全风险,确保 人员、设备的安全,可为我国“一带一路”建设过程中重大深埋隧道工程的施工提供参考。