程儿山隧道第三系砂岩施工地质问题研究

针对新建铁路原州区至王洼线程儿山长隧道工程通过第三系砂岩时出现的施工地质问题,在全面分析隧道区域地质、工程地质、水文地质条件的基础上,比拟在建兰渝线条件相近隧道工程、结合我国隧道勘察、设计现状和取样试验资料,深入分析第三系砂岩的工程特性,叙述砂岩黏粒含量、易溶盐含量2个因素对砂岩工程性质的控制作用和两者与含水率的关系,对地下水对砂岩稳定性影响及作用机理进行深入研究,针对性地提出工程处理措施,为隧道设计提供依据,为在第三系砂岩中的隧道施工安全奠定了基础。     

甘肃地区隧道工程第三系砂岩水稳特性浅析

甘肃地区广泛分布第三系咸水河组砂岩,其成岩作用差,具有复杂水稳特性,对工程影响大。通过三条铁路隧道砂岩物理力学性质、遇水破坏特征及水文地质条件的对比分析,对第三系砂岩水稳特性进行了简要分析,可为隧道设计、施工及相似工程选线提供参考。     

北环隧道第三系砂岩复杂水稳特性研究

兰州地区分布的第三系含水砂岩具有异常复杂的工程特性,北环隧道洞身将穿越该套地层。介绍北环隧道的地层岩性、地质构造、水文地质特征、岩体物理力学参数,并取岩样做水稳特性试验。在综合参考各试验数据的情况下,分析控制隧道地质条件的工程地质问题,总结了北环隧道第三系砂岩的水稳特征。     

"铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南"将推动铁路隧道掘进机施工技术的发展

研究目的:随着我国铁路运输及城市地铁交通的快速发展,隧道施工机械亦不断改进和完善,铁路隧道掘进机施工技术需进一步规范,总结过去隧道经验,积极推行铁建设[2007]106号文件精神,保证隧道施工的进度、质量及安全迫在眉睫.研究结论:通过国内外典型施工案例说明,当符合相应施工地质条件时,掘进机发挥出快速、安全的优势;若不掌握可靠的地质条件、或地质条件不满足掘进机施工的要求时,掘进机不仅不能表现出来优势,反而会造成工期和经济上的损失,这是技术指南最基本的准则.     

兰渝线桃树坪隧道区域上第三系砂岩工程特性分析

上第三系砂岩在兰渝铁路分布广泛,厚度较大,工程特性复杂,特别是地下水对围岩特性及围岩稳定性的影响之大极为少见.本文通过大量试验数据分析了兰渝线桃树坪隧道上第三系砂岩的物理力学特征,分析和研究了砂岩含水率随时间变化对围岩稳定性的影响,确定了水文地质条件与围岩稳定性的关系,为隧道施工提供依据和指导.     

兰州第三系砂岩水稳性特征隧道施工研究

研究目的:以兰渝铁路桃树坪、胡麻岭隧道施工为切入点,结合施工遇阻情况,重点分析兰州地区第三系砂岩地质背景、成岩特征、物理力学性质以及对隧道施工工作的不利影响。在大量施工数据,观测记录基础上,开展水稳性特征的专项科研攻关,增强对兰州地区第三系砂岩认识程度,提出较为前沿的施工处理方法。研究结论:第三系砂岩具有异常复杂的水稳性特征,围岩受扰动及水浸泡影响,稳定性随时间显著变差,在国内外地下洞室施工中极其罕见。超前降水控制围岩含水率低于砂岩塑性变形含水率,保持围岩处于基本稳定状态,是有效解决第三系含水砂岩稳定性的重要措施。     

杜家山特长隧道工程地质条件分析与评价

通过对杜家山特长隧道隧址区地形地貌、地层岩性、地质构造、岩土体工程地质特征等进行调查,利用物探、钻探,水文地质试验和岩体物理力学试验等勘察成果,分析评价隧道的地质复杂程度及工程地质条件,指出隧道施工过程中可能会遇到的工程地质问题以及相关施工措施和建议。     

黄河高阶地复杂地质条件大断面隧道施工监控量测与分析

兰新第二双线兰州枢纽引入工程孔家营和东坪村等隧道穿越黄河Ⅲ级阶地,地质条件较为复杂,涉及黄土隧道、圆砾土隧道、泥岩夹砂岩隧道、二元(三元)地层组合隧道。结合阶地地质条件的特点,选择孔家营隧道不同软岩地层断面对施工进行全面、系统监控量测,以对比分析不同地质条件围岩在开挖过程中的结构和应力状态的变化和支护结构的稳定状态。评价和修改隧道的初期支护参数,进行力学分析以及为二次衬砌施作时间提供信息依据,同时深化工法的适用性,并对其进行优化,提出适用于该类地质条件隧道施工的工法参数。     

基于盾构隧道施工力学特性的注浆加固方案比较分析

为了研究隧道注浆加固对盾构施工力学特性的影响,以昆明轨道交通5号线软弱地层盾构隧道下穿采莲河施工为例,运用Abaqus软件建立隧道施工三维计算模型,通过改变注浆范围及注浆压力等参数,提出6种注浆加固方案并对这6种加固方案下地表沉降和管片内力变形进行对比分析.研究结果表明:在该工程地质条件和施工因素下,选择上、下半断面分别局部注浆,并控制注浆压力0.1 ～0.2 MPa时注浆补偿效果最佳,此时地表沉降较未注浆时减小54.3％～66.9％,同时管片拉应力及内侧上浮量均满足控制要求;考虑注浆加固效果对地层弹性模量的直接影响,对其进行了敏感性分析,当注浆圈弹性模量由80MPa增至100MPa时,地表沉降减小了14.78％.故施工中应严格控制注浆质量,保证注浆加固范围及注浆压力在要求范围内,提高施工安全.     

高速铁路隧道围岩力学参数反演研究

研究目的:隧道围岩是一种非均质、不连续的地质体,其力学参数的确定直接关系数值模拟结果的准确性。针对隧道围岩力学参数难以有效获取的问题,本文依托阳山高速铁路隧道,采用FLAC~(3D)对隧道施工过程进行数值模拟,并基于遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM),研究高速铁路隧道围岩力学参数反演方法。在此基础上,建立隧道有限差分模型,分析不同台阶长度施工时围岩的变形、应力分布及破坏形态。研究结论:(1)围岩拱顶沉降模拟结果与实测值基本吻合,验证了所建立的隧道围岩力学参数反演模型的可行性;(2)当施工台阶的长度大于6 m时,隧道围岩稳定性急剧降低,不利于人员安全及隧道有序施工;(3)本研究结论可为后续施工提供可靠依据,同时可为隧道施工的稳定性分析提供参考。     

阿联酋铁路大断面隧道关键技术研究

伴随隧道的不断建设,我国隧道施工技术飞速发展,自“一带一路”启动,国内越来越多的企业向海外拓展,走上国际舞台。以阿联酋为代表的中东地区国家,缺乏大断面隧道关键技术施工经验,国内的隧道施工经验仅能提供参考借鉴,给隧道施工安全、质量及进度带来了极大的挑战。依托阿联酋联邦铁路大断面隧道,对中东地区复杂地质条件下大断面隧道施工关键技术进行研究,明确了复杂地质条件下阿联酋铁路大断面隧道快速施工专用设备,提出了大断面隧道空孔直线掏槽爆破及振动控制技术、石棉隧道施工防控技术及混凝土裂缝控制技术。可为今后中东地区大断面隧道设计施工提供相应参考。     

高原地热隧道混凝土衬砌施工技术研究

新建拉萨—日喀则铁路的隧道工程存在高温围岩和高温裂隙水的异常地热现象.异常地热现象致使隧道混凝土衬砌的工作性能、物理力学和耐久性能劣化,影响隧道结构安全和使用寿命.分析混凝土原料及主要性能,以及高温环境中混凝土物理力学和耐久性能发展趋势和劣化机理.针对高原地热隧道混凝土衬砌施工技术进行系列试验研究,测试高温环境下隧道初期支护喷射混凝土和二次衬砌高性能混凝土的性能指标,提出混凝土掺加高温稳定剂是解决高原地热隧道混凝土衬砌施工技术有效措施等结论.     

高原隧道辅助井快速掘砌与施工安全性分析

结合高原复杂地质条件下长大铁路隧道施工辅助井施工,在借鉴矿山辅助井施工经验的基础上,通过分析比较,总结了铁路隧道竖井和斜井施工的技术方案。同时采用数值模拟的方法,考虑竖井结构施工的特殊性,分析了在围岩初始地应力、地层开挖后失水沉降等作用下井壁的内力和围岩应力。分析表明,高原隧道辅助井快速掘砌施工技术方案是安全可行的。     

第三系粉质黏土物理力学特性及隧道施工影响因素分析

针对山西中南部铁路通道区域第三系上新统粉质黏土的工程地质特性,采用室内室外试验、现场监测的方法综合分析粉质黏土的物理力学指标,经过大量实测数据分析,得出在一定条件下粉质黏土隧道初支位移与时间的对数函数关系的规律,总结隧道施工的影响因素以及影响特点。     

岩层走向对层状岩体隧道稳定性影响分析

针对倾斜层状岩体在沿层面方向和垂直于层面方向存在的物理力学特性的差异,分析在层状岩体地质中开挖隧道时的力学特性,并采用flac3d有限差分软件对开挖隧道过程进行数值模拟,得出岩层走向对偏压作用的影响规律。通过模拟和计算验证,隧道开挖后其位移随着岩层走向与隧道轴线的夹角增大而减小,有利于隧道稳定。所以,在层状岩体地质的地下工程建设中,建议设计的隧道轴线与岩层走向夹角不宜太小,一般不小于60°。     

基于混凝土强度的高地热隧道隔热层厚度研究

随着“长大深”隧道的发展,越来越多高地热隧道得以建设。高地热作为典型的不良地质之一,不仅会给隧道施工带来不便,还会严重危害隧道结构的安全。为减小高温对高地热隧道的不利影响,首先,调研相关文献,明确了温度与衬砌混凝土强度之间的关系;然后,以西部高原地区某高地热隧道为依托,使用Comsol数值模拟软件建立该隧道的温度场计算模型。通过数值计算得到各工况下衬砌混凝土的平均养护温度,并将其与强度相对应,并从保护衬砌混凝土强度的角度研究了各工况下不同厚度隔热层的作用。研究得到以下结论：(1)根据他人试验结果总结发现,隧道施工时应保证混凝土养护温度低于40℃,否则会严重降低衬砌混凝土的强度;(2)提出高地热环境隧道施工时隔热层的选取方案,55℃以下的地温段,无需使用隔热层;55～65℃地段,推荐使用3 cm隔热层;65～75℃地温段,使用5 cm隔热层;75～85℃地温段,若能保证洞内气温维持在28℃以内,使用5 cm隔热层,否则使用10 cm隔热层;高于85℃的地段,推荐使用10 cm隔热层。     

超小净距大断面隧道原位扩挖CD工法应力变形特性研究

如何确保隧道原位扩挖安全是隧道施工中面临的新课题。结合大帽山隧道的工程实践,通过围岩内部周边收敛、拱顶沉降、初衬与二衬间应力、钢支撑应力、围岩压应力的现场监控量测工作,研究复杂地质条件下原位扩挖CD工法施工形成大断面小净距隧道时围岩及支护的应力变形特性;阐明CD工法开挖时围岩内部周边收敛的变化趋势、特点及位移场,相邻导洞施工时的相互影响,围岩与支护间的相互调整变形机制。研究成果可为类似隧道工程的设计、施工、监测和进一步的研究提供参考和借鉴。     

浅埋隧道设计方案的比选分析

根据襄渝二线马家沟隧道开挖揭示的地质状况,分析云母片岩的地质特性,提出软弱围岩浅埋段地层工程设计方案。通过工程比选,结合现场施工工序及施工方法,得出软岩地层浅埋段采用隧道方案的优点,对同类工程地质条件下通过软岩地层时的设计方案的选择具有借鉴作用。     

软弱地层隧道大变形整治技术

蒙华(蒙西—华中)铁路阳城隧道一段落位于软弱地层中,其右侧是砂夹块石土,左侧为富水全风化砂岩,施工过程中产生了大变形。本文基于大变形段掌子面围岩的基本物理力学性能试验结果,从隧址区地质条件、围岩工程特性、隧道施工的影响等方面分析了大变形机理,采取反压回填、增设临时仰拱、增加扇形支撑、加密降水和注浆加固措施完成了大变形整治,效果良好。     

高地温环境下隧道初期支护力学性能研究

以川藏铁路桑珠岭超高地温隧道为研究对象,采用现场实测和热-力耦合数值模拟手段,对超高地温环境下初期支护的力学特性展开研究。结果表明:隧道开挖后,初期支护混凝土应力在10 d内变化较快,18 d后基本稳定;初期支护轴力和弯矩随温度的升高而成增大趋势;随着围岩初始温度的升高,初期支护最大压应力、拉应力与无温度场时的比值逐渐增大,扩大倍数可表示为围岩初始温度的二次函数;当围岩初始温度大于50℃时,初期支护存在破坏趋势;随着围岩温度的升高,初期支护最大压应力的分布范围由边墙扩大到边墙和拱腰,最大拉应力由墙脚扩大到墙脚、拱肩和仰拱。研究结论对高地温隧道初期支护的施工有一定的指导价值。