高压动水粉细砂层充填型溶洞注浆材料研究

研究目的:圆梁山隧道2#溶洞为高压动水粉细砂层充填型溶洞,该类溶洞在国内外工程施工中尚未遇 到,无成功的经验可以借鉴。本文通过大量的理论及实践,以研究该类型溶洞的注浆材料,从而解决该溶洞的注 浆施工。 研究方法:在2#溶洞下导坑施工中,采用普通水泥-水玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆注浆,十分艰 难地通过了溶洞。随后,平导又遇到溶洞后,采用双液浆未达到良好的注浆效果,调整注浆材料,引入普通水泥 单液浆和超细水泥单液浆,形成组合式沣浆材料。组合式注浆材料提高了平导的注浆效果,但在地表降雨后,注 浆固结体仍被高压水“击穿”,造成注浆失效。经过认真总结注浆的经验与教训,又引入TGRM浆和HSC浆,形 成6种注浆材料配套体系及选择模式。 研究结果:6种注浆材料配套体系较好地解决了随后圆梁山隧道2#高压动水粉细砂层充填型溶洞平导与 正洞的注浆难题。 研究结论:采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆、超细水泥-水玻璃双液浆、 TGRM浆、HSC浆6种注浆材料组合体系,采取合理的工艺模式,能较好地加固高压动水粉细砂层充填型溶洞, 确保工程的安全顺利施工。     

兰新第二双线祁连山隧道施工关键技术

祁连山隧道为高铁大断面长隧道,地处高原,围岩富水软弱破碎,地质条件多变,施工采用"正洞+2座斜井+局部贯通平导"方案,进出口及平导辅助正洞多个作业面平行作业,施工组织管理难度大、安全风险高。施工过程中综合应用了超前地质预报、软弱围岩变形量测及施工安全预警、碎屑流地层注浆加固开挖、反坡施工排水等技术,安全、保质地实现了工期目标,为同类型隧道施工提供了经验。     

精伊霍铁路北天山隧道高压富水段断层施工技术

以精伊霍铁路北天山隧道高压富水段的断层施工为背景,阐述通过堵、排结合的治理隧道地下水的方法,治塌先治水,通过采用平导排水、减压,正洞帷幕注浆的施工方法,使正洞先行通过断层,然后通过正洞迂回处理平导断层,确保了隧道的安全施工。     

宜万铁路别岩槽隧道F1高压富水断层施工技术

研究目的：别岩槽隧道为宜万铁路8座Ⅰ级风险之一，隧道DK404＋101～＋550段发育F1断层，断层位于可溶岩与非可溶岩接触带，断裂带由可溶的灰岩、白云质灰岩钙质胶结而成，现场实测断层带水压力为0．6～1．8MPa,超前探孔单孔涌水量为10～160m^3／h。针对F1高压富水断层，论述采取超前钻探，根据探孔水压力和单孔涌水量如何确定注浆参数和超前支护方案，解决F1断层的施工难题。研究结论：针对F1高压富水断层，采取“超前预报、帷幕注浆、管棚支护、结构加强”的施工方案是可行的。对于主断层，注浆帷幕厚度应为隧道开挖轮廓线外8m，对于断层影响带，当水压力大于1．5MPa、单孔涌水量大于40m^3／h时，帷幕厚度应加强到隧道开挖轮廓线外8m，反之，可优化帷幕厚度。通过优化方案、合理配置机械设备、加强组织管理，实现了F1断层帷幕注浆平均生产能力为1个循环／32d，完成“钻探-注浆-开挖”进度指标为22m/月，可为类似工程的施工提供借鉴作用。     

厦门翔安海底隧道土石交界软弱地层全断面注浆试验研究

研究目的:厦门东通道(翔安隧道)设计要穿越F1、F2、F3、F4 4个风化深槽(囊),为了保证海底隧道顺利通过风化深槽(囊),在服务隧道土石交界不良地质段,进行了全断面超前预注浆试验,为顺利通过海底风化深槽(囊)打下基础,并为其它类似工程提供参考.研究结论:全断面超前预注浆处理全强风化软弱地层效果好,但注浆过程中要严格控制注浆工艺和注浆参数.注浆工艺以前进式分段注浆为主,可结合后退式注浆;海底风化槽注浆纵向加固长度不宜超过25 m,径向加固范围服务隧道建议为轮廓线外4 m,行车隧道建议为轮廓线外5 m;注浆材料宜采用超细水泥.     

化学注浆堵漏技术在鹰鹞山隧道混凝土渗漏水病害整治中的应用

隧道混凝土注浆方式主要有全断面封闭注浆、周边半封闭帷幕注浆、小导管注浆、围截注浆、劈裂注浆、充填注浆、径向注浆等几种,主要是普通水泥-水玻璃双液浆(CS浆液)和普通水泥单浆液材料。而化学注浆堵漏是利用IP-11以多氰酸酯和多羟基聚醚进行聚合化学反应生成的高分子化学注浆堵漏材料,遇水后立即进行聚合反应,分散乳化或发泡膨胀并与结构体固结,用IE-01型高压灌注堵漏机,通过RUTH止水针头进行注浆堵漏施工。     

马丽散在铁路特长隧道径向注浆中的应用研究

为了提高关角隧道径向注浆堵水效果和注浆效率,通过市场调研分析,采用目前国内煤矿中得到广泛应用的新型高分子材料马丽散进行试验,并取得成功。该新型高分子注浆材料能有效封堵基岩裂隙水,注浆工艺简单,固结速度快,浆液损失小,耐久性好,减少钻孔数量,极大地提高了注浆堵水效果和注浆效率,加快了施工进度,在铁路隧道堵水中具有很好的推广应用价值。     

宜万铁路齐岳山隧道选线、施工与管理

宜万铁路横穿南北向的齐岳山山脉,设计总长10 528 m的齐岳山隧道。隧道进口至宜万铁路终点万州站航空直线距离40 km,高差约900 m,地面坡降达0.023。隧道进口段穿越齐岳山背斜,为灰岩地层,占隧道长度的47%,岩溶、岩溶水极其发育;出口段为碎屑岩地层,节理裂隙发育,富含高压裂隙水。区内发育有15条断层,其中F11断层规模宏大。隧道灰岩地段、可溶岩与非可溶岩接触带、灰岩地段断层破碎带等极可能发生涌突水突泥等地质灾害。针对坡降大、岩溶发育、穿越规模宏大的F11高压富水大断层等3个不利条件,通过对单面坡和人字坡方案从安全、投资、运营等多方面考虑,最终确定了单面坡方案。齐岳山隧道工程实践证明,选线方案是正确的。施工过程中,针对极其复杂的岩溶及岩溶水、高压富水大断层、砂岩段高压裂隙水,研究并采取了注浆堵水、注浆加固、先排后填、泄水洞排水、释能降压、信息化注浆、绕行规避等多项施工技术,成功地解决了隧道施工难题,丰富了高压富水岩溶及断层区隧道修建技术。齐岳山隧道建设过程中,建设单位充分发挥了核心主导作用,组织参建各方决策方案、现场落实方案、建立系统的安全体系,这是齐岳山隧道获得成功的关键所在。     

宜万铁路马鹿箐隧道1·21突水突泥抢险治理技术

研究目的:通过介绍宜万铁路马鹿箐隧道突水突泥过程、抽排水试验,地表深孔施作堵水塞,对施工过程中开挖揭示堵水塞施作情况进行观察,分析第一次堵水塞失效原因,探讨堵水塞机理,并对堵水塞今后施作提出技术改进措施,以期为今后类似工程抢险积累经验.研究结论:隧道发生突水突泥后,若突水物以泥砂为主,采取抽水措施难以达到目的,应采取堵水塞措施.堵水塞对马鹿箐隧道突水突泥治理是成功的.堵水塞设计长度除进行抗剪强度验算外,应根据工程突水突泥介质特征和注浆机理确定.马鹿箐隧道突水突泥介质为粘性土和水,堵水塞注浆机理主要表现为挤占沉积作用和水化固结作用,同时受地表降雨和间断注浆影响,产生浆液结石体层间浮积作用,因此,堵水塞长度应取10～20倍洞径为宜.     

宜万铁路马鹿箐隧道1·21突水突泥抢险治理技术

研究目的：通过介绍宜万铁路马鹿箐隧道突水突泥过程、抽排水试验，地表深孔施作堵水塞，对施工过程中开挖揭示堵水塞施作情况进行观察，分析第一次堵水塞失效原因，探讨堵水塞机理，并对堵水塞今后施作提出技术改进措施，以期为今后类似工程抢险积累经验。研究结论：隧道发生突水突泥后，若突水物以泥砂为主，采取抽水措施难以达到目的，应采取堵水塞措施。堵水塞对马鹿箐隧道突水突泥治理是成功的。堵水塞设计长度除进行抗剪强度验算外，应根据工程突水突泥介质特征和注浆机理确定。马鹿箐隧道突水突泥介质为粘性土和水，堵水塞注浆机理主要表现为挤占沉积作用和水化固结作用，同时受地表降雨和间断注浆影响，产生浆液结石体层问浮积作用，因此，堵水塞长度应取10～20倍洞径为宜。     

高水压、强富水隧道防排水技术探讨

杨林隧道最大埋深450 m,全隧富含基岩裂隙水、构造裂隙水、局部岩溶水等地下水,大部分区段经地质勘测出水量为88.31 m3/d·m。隧道施工防排水难度大、危险性高,高水压对隧道运营威胁严重。通过施工过程的堵、排结合方式解决施工及后期运营安全,设计过程以实际为出发地点进行计算,避免了盲目选取参数和设备。     

大伙房输水工程特长隧洞TBM选型及支护系统优化研究

研究目的:大伙房输水工程特长隧洞主洞长85.32 km,开挖洞径8.03 m,属于深埋特长隧洞。由于隧洞施工采用以TBM为主、钻爆法为辅的联合施工方式。隧洞穿越区域水文地质条件复杂,通过对TBM合理选型和支护系统优化,来解决隧洞开挖过程中面临的围岩稳定性、隧洞涌水、石英砂岩的掘进效率及岩爆等三大关键技术难题。研究结论:通过对大量文献资料和工程实例的研究,对大伙房特长隧洞所穿越区域的主要工程地质问题进行分析,并结合国内外已有的TBM施工经验,特长隧洞决定选用敞开式TBM,锚喷支护+模筑混凝土复合衬砌结构支护系统代替管片衬砌结构。对大伙房输水工程特长隧洞的建成发挥了重要的保证作用,也为今后类似工程提供参考和借鉴。     

富水粉细砂岩隧道涌水涌砂处理技术研究

第三系富水粉细砂岩层隧道地层含水量高,开挖后稳定性极差,极易发生围岩变形、坍塌、流砂,施工难度大,安全风险高。本文以兰渝铁路马家坡隧道为背景,以隧道涌水涌砂事件为切入点,分析了富水粉细砂岩涌水涌砂原因,提出了"抽排水+注浆加固+六部CRD开挖+加强初支+综合降水"相结合的施工方案,即采用后退式分段注浆加固和六部CRD开挖施工工艺,并通过加强初期支护,轻型井点降水+深井真空降水,有效解决了隧道涌水涌砂问题,保证了施工顺利进展。     

藏噶隧道穿越冰水沉积层围岩加固与掘进技术

藏噶隧道穿越长915 m冰水沉积层,土石粒径大小不均,孔隙率大,自稳性差,受地下水影响大,因此采取有效的地层加固止水措施极为必要。基于冰水沉积层地层特性和穿越该地层隧道施工风险分析,提出富水季节和枯水季节先分别采用“帷幕注浆+管棚+小导管”和“管棚+小导管”对围岩注浆加固,然后采用小断面三台阶开挖的施工方案。经实施隧道顺利穿越长距离冰水沉积层,达到了安全高效的目标。     

反坡斜井突涌水施工技术

通过对锦屏山隧道辅引3#施工支洞反坡施工,介绍反坡斜井突涌水条件下施工技术,根据实例论述了以防为主、防排结合的反坡斜井突涌水隧道施工方法.     

沉管隧道地震响应的影响因素分析

以南京长江沉管隧道为背景,采用动力有限元法分析沉管隧道的地震响应。沉管隧道二维分析的合理计算范围分析表明,横向半宽取3倍洞径为宜。隧道结构的地震响应随着周围岩土的黏聚力及内摩擦角的增大而增大。沉管隧道的地震响应随着埋深的增加而增加,但增加幅度在减小,因此,从抗震的角度讲沉管隧道宜浅埋,但浅埋必须满足抗浮稳定性、安全性等要求。在水平地震力作用下,沉管隧道4个角的动力反应较大,是结构的薄弱部位,在设计中应予以加强。考虑水的耦合作用时,隧道的地震反应增强,在水深20 m条件下,应力增量最大超过10%。实际工程中水深一般较大,因此,计算中应该考虑水的影响。     

水平后退式注浆技术在高速铁路隧道穿越富水砂砾地层中的应用

为解决宝兰客专石鼓山隧道DK639+612.9处突水、涌水、涌砂、塌方等危害,在富水饱和砂砾地层施工中采用水平深孔后退式二重管注浆工艺,隧道开挖轮廓线外3 m范围内局部布孔注浆,封堵地下水和加固围岩,从注浆后检查孔检查及开挖过程中揭示情况,深孔后退式二重管注浆超前止水及加固围岩效果良好,能确保顺利、安全穿越富水饱和砂砾地层。在确保施工安全和质量的前提下,施工中创造了Ⅵ级围岩地段单月开挖支护40 m的进度指标,为富水饱和含砂砾层地段及类似地段高风险隧道的施工建设积累了重要经验。     

宜万铁路别岩槽隧道F3断层突发性涌水治理

研究目的：宜万铁路别岩槽隧道F3断层围岩破碎，为碎石土，局部溶隙、溶槽发育，有少量地下水，施工中按V级围岩采用超前小导管支护、格栅钢架支撑、网喷混凝土，采取台阶法丌挖。在初期支护完成3个月后，由于受地表强降雨影响，致使隧道线路右侧暗河（距隧道约10-20m）水量增大、水压升高，继而导致隧道初期支护严重开裂-变形，突发大规模涌水。本文主要分析了F3断层突发性涌水机理，介绍了F3断层突涌水的治理措施。 研究方法：突发性涌水后，现场立即启动应急预案，在安全监视下，采取工字钢环向加固和横向支撑，并对线路右侧边墙进行钻孔放水泄压。水量稳定后，对F3断层段采取径向加固堵水注浆；拆除变形格栅钢架，采用120钢架替换；并及时施作二次衬砌。 研究结果：通过采取“径向注浆加固-初期支护加强-及时施作二次衬砌”等综合技术措施，F3断层治理后，仅在局部位置出现渗流水，水量1m^3／h，治理效果良好。 研究结论：（1）通过别岩槽隧道F3断层涌水事故，当隧道周围（不超过100m）存在暗河通道等赋水条件，隧道开挖揭示囤岩破碎，那么，既使隧道开挖中未发生涌水，也难以保证初期支护完成后不发生涌水事故，甚至很难保让隧道完成后运营过程中不出现问题，随着“强本简末，为运营服务”隧道修建理念的提高，针对类似地质构造，做到提前防范，加强处理。（2）针对类似别岩槽隧道F3断层地质特点，采取径向注浆是一种有效的治理及防范措施。     

田德铁路百安隧道涌水量预测方法探讨

田德铁路百安隧道穿过桂西南岩溶强烈发育的峰丛洼地带,隧道位于岩溶垂直入渗带内,具有枯水季节隧道内涌水较小,暴雨后涌水量大,隧道通过洼地段发生突水可能性较大的特点。预测隧道开挖后涌水量的大小,除需掌握区域水文地质特征外,还必须合理选择水文地质参数。准确预测隧道涌水量大小及隧道可能突水段落,可为工程设计提供较为准确的参数,预防隧道涌水危害。     

长大隧道浅埋暗挖穿越富水区域注浆技术

注浆堵水是解决富水区浅埋段隧道渗水的有效措施。以成昆线广通至昆明段扩能改造工程秀宁隧道2#斜井富水区浅埋段为依托,系统介绍了采用洞内径向注浆与地表注浆综合处理技术,有效解决了隧道渗水的难题,从而确保了隧道的施工安全和工程质量。