隧道地应力测试与岩爆倾向性分析

研究目的:岩爆是深埋长隧道施工中发生频率较高的突发性地质灾害,岩爆研究对于隧道的勘测设计、施工组织及安全生产具有重要的现实意义.研究结论:采用水压致裂法进行地应力测试,依据Russenes判据、Turchaninov判据及Hoek判据等准则对隧道施工期岩爆发生的倾向性进行分析与评价.结果表明:隧道存在岩爆发生的可能性;...     

某重载铁路隧道地应力测试与反演分析

浩吉铁路如意隧道在施工期间部分段落出现拱顶开裂,初支混凝土剥落、掉块等破坏现象,初步认为与隧道所处地应力环境关系密切.为了准确掌握如意隧道围岩的初始应力状态和工程区地应力分布特征,在隧道内进行水压致裂地应力测试的基础上,采用有限单元法开展隧道三维地应力场回归反演分析.研究结果表明:(1)回归反演计算值与实测值之间的相对...     

水压致裂法在隧道地应力测试中的应用

利用水压致裂法对某隧道的地应力进行测试,并对测试结果进行了详细分析,查清了该隧道最大水平主应力大小及方向,对隧道走向和洞室开挖形状提出了较为科学合理的建议。     

乌鞘岭隧道地应力特征与软弱围岩的变形防治

兰武二线乌鞘岭隧道横穿祁连山东麓,长20050m,最大埋深1050m。在岭脊志留系千枚岩夹板岩及断层构造岩等软弱围岩段的隧道开挖过程中,围岩强烈变形,不仅支护失效甚至钢架亦被严重扭曲,且持续变形长时间不收敛。地应力测量研究表明,隧道岭脊段具有明显的现今构造应力作用,地应力的总体特征为:SH≥SV>Sh。分析认为,隧道围岩变形的主因是:在较强构造应力与垂直重力的共同作用下,由于未及时施做二次衬砌,软弱围岩及初期支护不能承受该作用力,以致产生了持续性的流变变形。工程实践表明,围岩应力状态是支护设计的依据,而适时支护、衬砌非常重要。允许围岩适度变形,使围岩应力得以适度释放;选择在流变大变形尚未形成,围岩尚未丧失其抗载能力的时刻,及时进行支护衬砌,对确保围岩稳定和支护衬砌结构安全具有重要意义。     

谷竹高速公路大坪山隧道地应力特征及岩爆预测

基于大坪山隧道的工程地质条件,根据现场实测地应力,采用三维有限元分析法反演得出隧址区的初始应力场,计算结果表明,隧道轴线纵剖面处于中等应力水平,有发生中等岩爆的可能性.以此为依据,结合室内岩石试验,采用Russenes判据、Turchaninov 判据、R b/σ1判据及陶振宇判据等4种国内外有代表性的判别方法进行综合预测.预测结果表明:较深埋的硬岩段将产生低—中等岩爆,埋深900 m附近坚硬完整白云岩段可能出现强烈岩爆.     

关角隧道越岭区区域地应力特征分析及应用

从区域构造特征、震源机制解及水压致裂法等方面分析和实测了关角隧道越岭区的地力特征,并对与地应力有关的岩爆、软岩变形等地质问题进行了全面的阐述与评价.     

富水蚀变岩大断面高速铁路隧道开挖大变形控制技术

以富水花岗岩侵入蚀变带区域高速铁路隧道建设为背景,对隧道开挖围岩变形控制技术进行研究。运用隧道工程理论、数值模拟和现场监测等技术与方法,提出了从全断面开挖法、台阶法、CD法到CRD法的安全度逐渐增加的隧道开挖方法,确定了避免富水花岗蚀变岩进一步应变软化和力学参数弱化的隧道开挖支护结构形式及其参数,得出了适当加大预留变形量结合衬砌紧跟的施工工艺。实践表明,按研究出的开挖方法和支护方案进行施工,可以有效控制隧道围岩大变形而使变形快速收敛,能够减少侵限处理工作量,并确保富水花岗蚀变岩隧道开挖时围岩稳定和地下工程结构安全。     

高速铁路超大断面隧道CRD施工技术

哈大客运专线笔架山隧道开挖断面积为209 m2,是当今国内断面最大的高速铁路隧道,设计采用CRD法施工。介绍了该隧道采用CRD(交叉隔壁法)法的施工工艺,同时针对该工艺对需要爆破的石质地层的不适应性,优化了原设计的CRD施工工艺。对今后高速铁路特大断面隧道设计施工具有指导借鉴意义。     

高速铁路与隧道工程

本文概述了世界上主要国家和地区发展高速铁路时解决长大隧道中产生的特殊问题的考虑和具体做法，问题之一是隧道中高速列车运行引起的空气动力学问题，问题之二是长大隧道的防火防灾问题，作者还就我国高速铁路隧道工程的发展提出建议。     

基于地应力场特征的川藏深埋隧道岩爆等级预测研究

地应力和岩爆是隧道动态设计的重要因素,针对川藏地区某深埋硬岩隧道地应力场特征与岩爆等级不明确的现状,提出基于地应力场特征的深埋隧道岩爆等级预测方法.采用基于神经网络替代模型的加速优化算法进行地应力反演,分析其主应力特征及与埋深的关系,并基于该隧道开挖过程中的弹性应变能特征预测该隧道开挖后的岩爆等级.结果表明,该隧道隧址...     

西康二线秦岭翠华山特长隧道岩爆预测

岩爆是深埋长大隧道开挖过程中一种常见的地质灾害,主要发生在高地应力硬质岩地区.根据翠华山隧道深钻孔的实测地应力数据成果,分析了隧道不同埋深处的地应力分布情况,并确定了隧道区最大主应力方向.最后结合隧道各围岩的工程力学性质,通过两种工程常用的方法对隧道可能发生岩爆的段落进行了综合分析预测.     

大断面区间隧道应力测试分析

通过对北京地铁五号线11合同段CD法及双侧壁导坑法施工的断面应力量测，掌握了大断面隧道工程围岩及支护应力应变的基本规律，提出了“早封闭，快成环”的工序组织建议，为类似工程提供一定参考。     

高速铁路深埋隧道石煤层瓦斯勘察测试与评价

为了查明湖杭铁路紫荆隧道掘进过程中瓦斯突出等问题,在勘察设计阶段采用工程地质调查、深孔钻探、孔内测试、取样试验等多种勘察手段,并对石煤岩芯进行现场瓦斯解析试验、煤质化学工业成分分析试验、钻孔内瓦斯压力测试、瓦斯浓度测试、瓦斯气体成分分析试验。研究表明,该处石煤属高灰、低碳、高硫、低热值劣质煤。钻孔石煤现场气体解吸量为0,钻孔内瓦斯浓度、瓦斯压力为0,钻孔内气体成分主要为CO、CO₂。综合评价认为,由于经历长久地质构造活动,湖杭铁路紫荆隧道隧址区石煤已不具备大量赋存瓦斯的地质条件,隧道掘进过程中无煤与瓦斯突出危险性,石煤层不具有爆炸性;石煤层在开挖后堆积于隧道内和弃渣场时,自燃可能性低。     

基于水压致裂试验的隧道围岩挤压变形与防治措施

为研究缓倾层状围岩地质条件下的隧道围岩挤压变形问题,依托贵州金仁桐高速桑树湾隧道项目,对现场不同位置处的围岩变形进行了监测;进行了水压致裂原位试验,根据围岩变形特征和实测数据,提出了一系列隧道围岩挤压大变形的控制措施。结果表明：初期支护完成后,拱顶、拱肩和拱腰变形随时间变化均出现先增大后稳定的趋势;变形量由大到小依次为拱顶、拱肩和拱腰;计算出了隧洞埋深200 m工况下最大切向应力、最大初始应力以及垂向应力;设计了双层初期支护加钢花管注浆的处治措施,体现出了良好的加固效果。     

秦岭翠华山特长隧道高地应力问题研究

研究目的:关于深埋长大隧道高地应力问题,业界存在许多理论和判据,不同行业、不同项目采用的判据各有不同。究竟如何预判岩爆地质灾害,有效指导安全施工。通过秦岭翠华山特长隧道勘察预判和施工验证,研究隧道高地应力问题及如何预判岩爆灾害。研究结论:秦岭翠华山特长隧道最大水平主应力方向与隧洞轴线方向夹角偏大,发生岩爆是不可避免的;基于地应力参数和岩石参数计算得出洞身开挖时存在岩爆可能性的结论,具有一定的片面性;翠华山隧道施工实践证明,在众多理论和判据中,应该多采用几种判据,综合分析后评价岩爆问题,更能接近于实际。     

成昆铁路保安营隧道大变形岩爆共生特征及成因分析

在高地应力环境下,成昆铁路保安营隧道硬质岩间夹软质岩地层中出现了大变形和岩爆共生问题,严重威胁了施工安全.本文在分析隧址区高地应力环境特征、岩性组合、岩体强度及岩体刚度特性等因素的基础上,对大变形和岩爆共生的特征及成因进行了研究,得出主要结论如下:(1)隧址区的极高地应力环境是产生大变形和岩爆的内动力地质条件;(2)薄...     

基于地应力侧压系数的青藏高原东南缘区域性岩爆预测研究

硬质岩发育的深埋长大隧道极易发生高地应力岩爆问题,有必要在工程大范围选线选址、初步勘察等阶段开展区域性地应力和岩爆的分析对比。区域地应力在同一构造体系内的侧压系数K值(水平主应力与垂向应力的比值)总体上与深度Z之间满足双曲线关系。利用该原理,对藏东南区域地应力测量数据进行统计和分区,并依据模拟的各分区侧压系数对区域性岩爆进行预测。结果表明:(1)藏东南地区由西至东3个分区的K值满足K_H=120/Z+0.95(雅鲁藏布江缝合带影响区),K_H=562/Z+0.52(三江构造带影响区),K_H=356/Z+0.75(龙门山构造带影响区),与其挤压、走滑、挤压的构造背景一致;(2)考虑岩石抗压强度为100 MPa和130 MPa的情况下,危害较大的中等及以上等级岩爆起始埋深分别为800 m和1 200 m左右,因此应注意减少该区域800～1 200 m以上深度的隧道长度。     

克什克腾越岭隧道区地应力特征分析

研究目的:通过对克什克腾越岭隧道区地层多样,构造复杂的区域地质特征的分析,重点介绍了水压致裂法在地应力测试中的应用。同时,结合测试结果详细阐述了隧道区地应力的综合特点和可能发生的区域地质问题。研究结论:在克什克腾旗隧道区实际钻孔的基础上,通过应用水压致裂法地应力测试技术,对隧道区地应力大小及存在状态进行了综合分析,得出了隧道区地应力变化规律:(1)最大水平主应力值大于最小水平主应力和垂直应力,以水平应力作用为主。(2)实测最大、最小水平主应力随钻孔深度的增加而逐渐增大,同时,最大水平主应力方向以NEE～SWW方向挤压为主。(3)由于隧道区地应力状态分布均匀,实测地应力值不高,隧道区产生大的岩爆可能性不大。     

深埋特长铁路隧道的岩爆预测

以甬台温客运专线凤凰山隧道的岩爆预测为例,在区域工程地质调绘的基础上,通过室内岩样力学试验,掌握隧道围岩的物理力学特性;采用水压致裂法实测工程区地应力的大小和方向;结合现有国内外多种岩爆判别准则,对隧道岩爆发生的部位和等级进行预测,为制定合理的开挖支护方案提供依据。     

大断面黄土隧道地基处理的沉降计算分析与讨论

郑州—西安客运专线隧道设计与施工上的一大难题是对湿陷性黄土地基进行处理,以保证高速列车的运营安全。初步设计方案提出使用水泥土挤密桩对地基进行加固处理,并在隧底与挤密桩桩顶之间设置灰土垫层以均布隧底应力。为了验证加固效果,根据复合地基理论采用三维有限差分数值分析法对加固后的地基沉降进行了计算,并对分层总和法在隧道地基处理上的适用性进行了讨论,得到一些有益结论。