第三系富水粉细砂VI级围岩隧道浅埋下穿水库施工技术

兰渝铁路胡麻岭隧道5#斜井正洞段落遇到第三系富水粉细砂地层浅埋下穿水库施工,因而隧道塌方、变形、突水涌泥风险高。施工中采用地表旋喷桩固结隧道洞身围岩,辅以综合降水、双液浆局部加固、CRD交叉中隔壁法开挖等措施,并配以严密的内外监测技术,安全顺利通过此段落。     

真空轻型井点降水在深埋隧道未成岩富水粉细砂层施工中的应用

真空轻型井点降水在基坑和浅埋隧道施工中应用较多,但很少在深埋隧道中应用,对其降水效果也难以判断。依托兰渝铁路桃树坪隧道洞内降水工程,通过降水管如何设计与施工对真空轻型井点在洞内降水进行了研究。实践证明轻型井点降水在深埋隧道能够达到无水施工的效果,保证了隧道开挖过程中的砂层自稳,并对后续施工提出了改进建议。对类似工程具有参考意义。     

深埋隧道内超前深孔降水模型试验

针对弱胶结富水粉细砂岩极易突水涌砂导致的隧道掌子面坍塌和初期支护开裂变形, 研究了深埋隧道内超前深孔降水方法, 建立了模拟隧道内超前降水的实体模型, 分析了3种降水管和3种抽水泵功率下各时刻模型的水位面变化, 采用三轴试验分析了粉细砂岩在高含水率下的破坏状态。研究结果表明: 降水试验模型切向断面上同一标高测点处中间水头低, 两侧水头逐渐升高, 呈抛物线形式, 反映了超前深孔降水规律; 粉细砂岩在高、低含水率下均呈塑性破坏, 破坏时的轴向应变小于5%;降水过程中地层含水率从20%下降到11%时, 粉细砂岩强度、黏聚力和内摩擦角达到最优稳定状态, 实现了开挖面无水状态; 隧道内超前降水参数应采用管径为65 mm的真空降水管和抽水功率为7.5 kW的真空泵, 且降水管应布置在超前掌子面20 m的隧道两侧边墙处; 在富水粉细砂岩深埋隧道内超前深孔预先降水并辅以注浆加固, 能够实现开挖期间粉细砂岩稳定, 为隧道顺利施工奠定了基础, 也避免了大埋深隧道从地表进行深井降水的困难。      

高速铁路隧道穿越富水全风化花岗岩地层施工方法研究

以长昆客运专线铁路大断面双线隧道穿越全风化花岗岩浅埋段落为背景,对分别采用三台阶七步法、三台阶临时仰拱法和双侧壁导坑法施工时围岩和支护结构的受力变形情况进行分析,综合计算结果和施工因素,确定了三台阶临时仰拱法为最优施工方法。在此基础上,根据现场实际施工情况,对现场施工效果和监测数据进行对比分析。研究表明,赋存于围岩中的基岩裂隙水和孔隙潜水等地下水是影响全风化花岗岩地层隧道施工安全的主要因素,对地层围岩进行注浆加固效果有限,采取地表井点降水或洞内降水措施可以有效阻止地下水通过裂隙进入隧道周边,并能提高围岩稳定性。     

哈达铺隧道软塑状Ⅵ级围岩浅埋段施工技术

破碎松散的软弱围岩地段,地表沉降及水平收敛值难以控制,台阶开挖难度大、是施工作业的难点.兰渝铁路哈达铺隧道出口端穿越铁匠沟底浅埋段,地质条件复杂.通过对施工过程中逐段揭示的地层地质研究,对比分析了洞内水平旋喷桩、超前管棚+帷幕注浆、地表旋喷桩等施工工艺的实际效果及适用性,最终选择地表竖直旋喷桩方案并伴以掌子面超前加固及封闭,实现了对软塑淤泥质Ⅵ级围岩浅埋隧道的初期支护变形及地表沉降的有效控制.     

粉细砂含水地层隧道施工技术

粉细砂地层砂层松散,无粘聚力,自稳能力很差,在该地层中开挖隧道极易发生涌水、涌砂、塌方等工程灾害,因此含水粉细砂地层的施工,是岩土工程界的一大难题。结合工程实际介绍未成岩地层中隧道施工技术,并按照“先降水、管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、紧衬砌”的施工原则,着重介绍粉细沙岩含水地层斜井和交岔口段进行降水及开挖的施工技术。     

近水库铁路隧道穿越F4断层施工与监测分析

以近水库穿越F4断层的汤山铁路隧道为背景,阐述了断层的工程地质及水文地质特征,提出了富水断层条件下超前地质预报、加固圈3 m超前预注浆、洞身长管棚及三台阶四步开挖方法相结合的隧道施工方案;因隧道近水库,二次衬砌施工中加强防水措施;对隧道穿越断层破碎带过程中隧道洞内变形和地表沉降进行了详细监测与分析,验证了隧道穿越F4断层施工控制方案的合理性。研究结果表明:断层破碎带影响范围内,该施工方案较好的控制了隧道变形,后期变形不明显;断层破碎带影响范围外,因未采用该施工方案,受断层破碎带围岩质量、进口斜井双重施工等因素的影响,隧道短期变形和长期变形均较大,在远离贯通断面80 m左右范围内,应加强监测,适当时辅以相应的施工控制措施。     

第三系泥质弱胶结富水粉细砂岩隧道主要技术措施研究

为解决兰渝铁路、宁夏王洼铁路在建设过程中所遇到的第三系泥质弱胶结富水粉细砂岩所带来的系列工程问题,结合桃树坪、胡麻岭、程儿山等隧道建设中的工程难点和科研攻关,系统阐述了第三系泥质弱胶结富水粉细砂岩的围岩特性,介绍了适应该围岩的主要辅助技术措施和工程方案,提出了针对该地层的设计措施和施工关键技术。确定采用以"重降水、密导管、强支护、辅注浆、快挖快支快封闭"为主的工程原则,必要时洞内水平旋喷加固,摸索出一整套此类地层条件下隧道的施工方法,并成功的应用于工程实践中,解决了一个世界罕遇的工程难题。     

青岛上软下硬复合地层隧道开挖变形规律研究

如何控制隧道变形和地表沉降是隧道安全施工的重要问题。青岛地铁四号线静沙区间位于上软下硬的复合地层,以此隧道开挖工程为背景,总结岩土体变形的因素,通过有限元模拟软件建立隧道开挖的三维数值模型,对隧道洞身处于不同的地层开挖造成的围岩变形和地表沉降进行分析,结果表明,隧道穿越的土层类型由较坚硬岩变为全坚硬岩时,围岩稳定性逐渐变好,隧道开挖对土层的扰动减小,致使地表沉降逐渐减小并趋于稳定。     

管棚支护体系与施工工法配合效果研究

依托某高速公路隧道工程,采用有限差分软件FLAC3D,以软弱破碎段围岩为研究对象,对各施工工法下(有无超前管棚预支护体系)围岩变形进行分析。研究结果表明:无论采用何种施工工法,超前管棚预支护体系均可有效抑制开挖过程中围岩破坏范围的发展。隧道拱顶沉降均始于掌子面前方一定范围,随着开挖的推进而增大,当掌子面通过目标断面2~3倍洞径后,地表沉降达到峰值并逐渐趋于稳定。在3种施工工法中,对围岩的控制效果,环形开挖留核心土法最好,单侧壁导坑法次之,三台阶临时仰拱最弱。     

偏压浅埋隧道洞口施工技术探讨

偏压浅埋隧道由于施工工序的复杂性和围岩应力分布不均匀性,施工技术难度较大。为保证施工工期和施工安全,采用进洞口围岩预加固、台阶法预留核心土开挖、洞内围岩超前加固等技术,实现了安全进洞,节约了项目开支。     

浅埋偏压隧道口的软弱围岩综合加固处治研究

以夹坑隧道浅埋偏压段隧道洞口施工为例,依据隧道地质条件,综合利用砂浆锚杆加小导管注浆加固边仰坡、反压护道处治偏压技术、地表注浆、大管棚超前预加固围岩、预留核心土多台阶开挖技术、隧道拱部加固采用超前小导管注浆、径向小导管注浆及临时施做仰拱支护等综合治理加固和超前支护技术措施,并且通过施工监控围岩和地表变形数据,动态反馈施工加固的效果。     

富水粉细砂地层土压盾构安全接收技术

太原地铁2-1号线联络线盾构隧道穿越富水粉细砂地层,由于地层稳定性差、地下水位浅及隧道上方地层中存在电力排管,因而接收施工风险突出。为保证盾构能够顺利安全接收,通过对端头井地层加固、在封门处安装翻板+橡胶帘布的组合密封装置、安装固定接收钢托架、根据降水井中水位确定端头井中的灌水液面高度、调整盾构机出洞掘进参数,实现了盾构机水下安全接收。盾构接收过程中地表沉降监测结果证明了水下接收方案的有效性,为今后类似工程提供借鉴经验。     

浅埋偏压软弱围岩隧道口治理

以某隧道为例,采用砂浆锚杆配合小导管注浆加固边仰坡、偏压处反压回填、地表注浆配合管棚成型、台阶法预留核心土开挖、洞内拱部超前小导管注浆、径向小导管注浆及临时仰拱支护等多项综合进洞施工技术,且在施工中加强监测,保证施工安全、加快工程进度、提高劳动效率并确保该隧道运营阶段的安全。及早施作初期支护和二次衬砌控制围岩变形,保护和发挥围岩自承载能力,确保洞口坡体稳定。     

老龙山隧道不良地质段施工控制技术研究

为深入研究公路隧道穿越不良地质段时的施工控制技术,结合老龙山隧道的工程实例,在全面总结分析其工程概况的基础上,提出了采用管棚、超前小导管注浆、台阶分部开挖法等施工控制技术,并利用支护状况现场观察、地表沉降、拱顶下沉、周边收敛监测等手段对其施工控制效果进行全面评价。研究结果表明采用上述施工控制措施后,隧道围岩及支护结构变形得到有效控制,研究成果可为类似工程提供借鉴意义。     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

浅埋软弱围岩隧道大变形施工控制技术研究

针对浅埋软弱围岩隧道初期支护大变形问题,结合昌宁高速川风凹隧道工程实际,分析了隧道大变形发生的原因机理,提出了包含地质情况探测、地表塌陷注浆回填、继续变形控制、洞内管棚注浆加固、三台阶临时仰拱法开挖和强支护的系统施工治理技术。     

城市浅埋暗挖隧道施工沉降控制技术

襄渝铁路十堰四号隧道多处为浅埋暗挖段,在地质因素、地下水和施工因素的影响下易发生过大沉降导致地面建筑物和隧道失隐。为最大限度减少对围岩的扰动,施工中采取地表水截流、沟内铺设防水板,洞内地下水引排,洞内开挖采用控制光爆、加强超前与初期支护等措施,有效地控制了地表沉降。     

昔格达地层隧道围岩的失稳特征及变形控制工法

昔格达地层是一种分布于我国西南地区的河湖相沉积半成岩,具有水稳性差,遇水易泥化、崩解等特点,在隧道开挖中易出现坍塌、围岩大变形等灾害,对隧道安全施工产生不利影响. 基于此,依托攀西地区昔格达地层桐梓林、垭口以及盐边隧道工程,现场取样并进行围岩室内物理力学试验,同时建立不同含水率深浅埋昔格达地层隧道有限元模型,探究不同含水率下昔格达地层隧道围岩的失稳特征,并提出针对昔格达地层隧道施工变形控制工法. 研究结果表明:昔格达地层对水较为敏感,其中浅灰色页岩夹砂岩的物理力学性质受含水率影响最大;当围岩含水率在0～20%之间时,昔格达地层隧道围岩变形呈现递增,但变形较小,自稳性较好,当含水率在20%～25%时,隧道围岩变形增大明显,失稳潜力巨大;在大埋深、高含水率的条件下,隧道仰拱隆起累计变形和掌子面挤出累计变形急剧增大,在拱顶部位,掌子面挤出变形主要发生在上中台阶交界处;针对昔格达地层隧道围岩失稳变形特征,提出在无水和有水状态下的昔格达地层页岩夹砂岩、砂岩夹页岩隧道围岩施工工法.      

基于ADINA的隧道开挖变形分析

采用大型非线性有限元分析软件AD INA对隧道开挖变形进行数值模拟,建立二维有限元分析模型;采用AD INA自带的单元生死功能动态模拟开挖支护过程,对比全断面开挖法与上下台阶法开挖两种施工方法,分析两种方法对隧道围岩变形的影响,结论是两种方法产生的变形均向洞内收缩,拱顶Z向位移变化较为接近,两邦Y向位移是全断面法大于上下台阶法;此外,对锚杆的位移变化进行了分析,进一步说明两种施工方法对洞周围岩变形的影响,此时锚杆均受拉,起悬吊作用。