大跨度隧道塌方分析与处治

隧道施工属于地下隐蔽工程,地下岩性的多样性与复杂性,以及岩层的突变性等复杂影响使得对地质情况难以掌握.因而在隧道施工中塌方是常见事故,如何根据新奥法支护结构设计理论及平衡拱理念对隧道塌方原因进行了分析与处治是工程中的一大难点.以金钟皂隧道塌方为例,针对本次塌方事故具体情况和塌方影响因素,充分利用新奥法支护原理,运用平衡拱理论,采用空洞法为基础提出相应的综合处理措施,通过工后现场监测数据证明塌方处理方案是可靠的、其措施是充分的和有较大安全储备的.本工程对于指导和制定塌方处理方案提供了有利依据,对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义.     

基于监控量测的山岭隧道塌方大变形预警研究

塌方是隧道工程施工过程中的主要地质灾害之一,对人民生命财产安全造成极大危害。在新奥法施工过程中,加强超前地质预报及监控量测工作,能够有效地对隧道塌方进行预警。超前地质预报工作,提前探明掌子面前方围岩地质情况,为施工方采取合理施工方法通过地质条件较复杂地段提供依据;监控量测工作实施监测围岩动态变化,通过对监测数据的分析及时判断围岩变形发展趋势。结合岗上隧道工程实例,对隧道施工过程中如何依据监控量测数据来指导施工进行详细分析,并成功提出大变形预警,确保隧道正常施工,为类似工程提供借鉴和指导。     

震裂软岩隧道围岩-支护失稳机制和处治机理分析

以穿越5·12发震断裂带(龙门山断裂带)的广甘高速公路软岩隧道为工程依托,依据对施工现场频发的围岩-支护结构失稳破坏的统计,以及典型失稳案例的分析,探讨了震裂软岩隧道围岩-支护失稳机制及处治机理,并选取具有代表性的围岩-支护失稳段为试验段,对其处治机理及效果进行验证分析.研究结果表明:隧址区岩体受地震及新近地震的反复揉搓,致使山体内部岩体产生震裂损失、围岩稳定性不足、地下水的渗透性增强、围岩与支护结构不能密切接触,是造成软岩隧道围岩-支护失稳事故的直接诱因;通过掌子面反压回填、地下水引排、塌腔回填、加强超前支护、基底注浆加固、改善施工工法和加强支护参数等处治措施,可有效地稳定掌子面前方松动岩体、控制震裂松动围岩压力、增强围岩-支护体系的稳定性,且使支护体系具备一定的安全储备能力.     

复杂层状岩层隧道塌方原因分析及其治理技术研究

新扎沟隧道围岩呈薄层状、支护结构-围岩未耦合和施工不当导致复杂层状岩层塌方。结合工程实际情况,采用双排超前注浆小导管+钢拱架+喷射钢纤维混凝土联合治理塌方区域;在塌方影响区域设置监测站。监测数据显示,围岩变形在一定的时间段内趋于稳定,表明复杂层状岩层隧道塌方治理方案行之有效。     

大跨黄土隧道塌方原因分析及处治方案设计

阳曲1号隧道在施工过程中发生塌方事故，通过隧道施工图和现场调研对塌方成因进行了分析。在此基础上，从地表防水、塌方体加固、分部开挖、加强支护等方面进行了塌方处治。监测数据表明，拱顶下沉趋于稳定，治理效果较好。     

公路隧道塌方的预防与处治

0引言 在公路隧道施工过程中,掌子面的掘进会破坏岩体的平衡体系。在围岩自稳和支护能力不足时,会发生掌子面失稳、拱顶围岩塌落、隧道侧壁滑动变形,甚至冒顶等工程事故,这些不良事故称为隧道塌方。塌方是隧道施工中较为常见的典型事故,具有成因复杂、危害巨大、不易处治等特点。     

隧道塌方发生机理的研究

文章结合马垭口隧道隧段YK34+645.5～+670.5在施工中发生了塌方事故。通过分析现场监控量测数据,分析塌方形成过程中围岩的变形特征及初期支护的受力情况,采用FLAC软件对典型断面进行数值模拟计算,通过对数值模拟的结果进行了综合分析,探讨出导致此次塌方事故的关键原因。最终得出此类地质条件下影响隧道结构安全性的关键因素,为今后类似工程提拱参考。     

硬质围岩隧道控稳结构面初步分析及应用

为解决在硬质围岩隧道中快速连续施工,对连云港东疏港高速公路后云台山隧道塌方掉块进行全面系统地分析,探讨在硬质围岩隧道中塌方掉块的各种形式,说明控稳结构面的存在是塌方掉块产生的关键因素,并归纳提出控稳结构面预测方法。通过分析可知,利用控稳结构面预测方法配合超前地质预报手段,并采取有效加固围岩等措施能够预防和减少硬质围岩隧道塌方掉块事故的发生。     

古夫隧道软弱围岩普通型机械化配套试验性施工技术

为提高隧道软弱围岩施工安全性和加快施工进度,依托古夫隧道出口段工程,首先通过超前地质预报、监控量测、应力应变测试等判断围岩及掌子面稳定性; 然后通过超前支护、低预应力涨壳式锚杆加固围岩,提高围岩自稳能力; 最后采用普通型机械化配套大断面法施工,对围岩的拱顶沉降、周边收敛、应力应变等进行监测,通过数据分析结果指导现场施工。研究结果表明： 1)隧道软弱围岩普通型机械化配套试验性施工技术可以有效地加快施工进度,保证施工安全; 2)信息化管理可以通过数据分析结果指导现场施工,大大提升隧道施工的管理水平。     

某公路隧道塌方原因分析及处治方案研究

以某高速公路隧道塌方案例为依托,对该隧道塌方原因进行分析,并通过数值模拟手段分析软弱围岩隧道台阶法施工中台阶长度及下台阶开挖支护时机对隧道围岩稳定性的影响,分析结果表明:软弱围岩隧道台阶法施工中应采用短台阶法施工,下台阶开挖时应立即施作支护,以抑制洞周围岩变形及塑性区的发展,避免围岩失稳、崩塌。并结合工程情况,提出采用多循环管棚注浆方案通过塌方段,为类似工程提供参考。     

长管棚配合小导管辅助施工方法在隧道塌方处理中的应用

我国隧道工程建设从20世纪80年代开始迅速发展,目前已成为世界上隧道工程规模最大、数量最多、建设技术水平发展最快的国家。然而由于我国地质条件复杂、超前地质预报准确性有限、施工支护方案不当等原因,在隧道施工过程中塌方事故频发,除造成经济损失甚至人员伤亡外,后续塌方处理也存在较大的技术难度。结合多年隧道施工经验,以广深隧道为依托,对其塌方处理中采用的长管棚配合小导管辅助施工方法进行理论分析和应用论述,以为类似工程处治提供参考。     

基于围岩虚拟支护力特性的隧道塌方机制及控制研究

为研究隧道塌方事故的典型模式及其演化规律,基于塌方案例统计分析结果,阐明隧道开挖面失稳塌方和关门塌方2类安全事故的基本特性,推导隧道围岩虚拟支护力纵向分布曲线,进一步从围岩应力释放角度揭示了虚拟支护力与2类塌方事故的关系,并给出了塌方事故的控制要求。研究表明： 1）开挖面失稳塌方和关门塌方2类由围岩和结构失稳引发的隧道塌方事故在事故次数（68%）、死亡人数（53.7%）和涉险人数（68%）方面占比较大,其中关门塌方事故单次事故涉险人数最多,潜在危害最大。2）隧道开挖面处的围岩虚拟支护力随着黏聚力的减小而降低,开挖面后方2倍半径处围岩的虚拟支护力已大部分释放（＜5%pi）。3）围岩变形和虚拟支护力释放的第2阶段内,围岩变形急剧,围岩虚拟支护力急剧释放且释放量较大,此阶段是隧道塌方控制的重点。     

山岭隧道浅埋偏压段塌方冒顶分析及工法优化

为防止浅埋偏压隧道冒顶塌方引起隧道二次破坏以及预防隧道施工中再次出现塌方冒顶状况。以某小净距浅埋偏压隧道塌方冒顶处为研究对象,通过现场监测数据及数值模拟手段对隧道塌方冒顶过程进行了分析,隧道围岩性质差,隧道施工过程中出现超挖现象及不合理的施工工法是造成本次冒顶塌方事故的主要原因;出现塌方冒顶前隧道附近拱顶沉降会出现骤增现象,及时地监控量测可避免出现人员伤亡;隧道出现塌方冒顶时,隧道塑性区主要出现在掌子面处及隧道拱顶上方,且隧道拱顶上方塑性区已贯通至地表,隧道拱顶、拱脚处出现应力集中现象;根据隧道围岩位移场、应力场以及塑性区的分析结果,对浅埋偏压隧道塌方冒顶提出相应的治理方案和预防措施。     

大相岭隧道大变形段施工技术

介绍四川省雅泸高速公路大相岭隧道软弱围岩挤压变形控制施工技术.该技术由于采用有效的支护方式、开挖顺序、超前地质预报和相应的围岩量测,避免因围岩挤压而发生的变形侵限及塌方,保证了隧道施工安全.     

塌方影响下凤岭隧道贯通施工技术及数值模拟研究

隧道即将贯通时遭遇塌方,会使贯通面临塌方可靠处理和贯通安全施工双重困难。为保障隧道贯通施工安全,避免塌方,依托江西省昌宁高速公路凤岭隧道在塌方影响下的贯通施工,通过分析研究隧道贯通施工处理过程中的重点和难点,提出综合物理探测、塌方段管棚注浆支护、贯通面合理确定、贯通段管棚注浆支护以及洞身短开挖强支护等系统化的技术方法,并采用三维数值模拟方法对施工过程中围岩、初期支护的应力和位移进行分析,验证施工处理技术的可行性。现场监测结果和处理效果证明,该系统化施工技术体系在塌方影响下的隧道贯通施工是安全有效的。     

软弱隧道围岩拱顶塌方模型试验及其数值模拟

在软弱岩体中修建隧道,塌方是常见的事故之一,严重威胁施工人员安全、阻碍施工进度,从而增加工程投资成本。以Ⅳ级围岩为研究对象,采用模型试验和数值模拟手段对软弱岩体拱顶塌方破坏机理开展了研究,并得出结论,隧道开挖后,软弱围岩塌落破坏成拱,表明围岩具有一定的自承能力;随着隧道开挖的进行,围岩应力重分布呈现出阶段性特征,拱顶上方约一倍洞径高度范围内的围岩受扰动明显,是施工应重点加强支护的区域;隧道塌方破坏会引起地层的位移,故在施工中应对地层活动进行实时监控量测,并以此为依据反馈指导设计和施工。     

大相岭隧道大变形段施工技术

介绍四川省大相岭隧道(俗称泥巴山隧道)软弱围岩挤压变形控制施工技术。由于采用了有效的支护技术、开挖顺序、超前地质预报和相应的围岩量测,避免了因围岩挤压发生的变形侵限及塌方。     

水平层状围岩隧道开挖变形机理与施工控制措施研究

水平层状围岩由于结构特殊,当隧道穿越水平层状围岩时,极易在隧道拱部发生离层、掉块甚至滑塌等工程事故。对水平层状围岩结构特征、变形特征以及变形机理等进行了分析。同时对现有水平层状围岩隧道施工经验进行总结,提出了减少超欠挖、加强支护、控制施工安全距离以及将强超前预报等施工控制措施。这对于层状围岩隧道施工建设具有重要的参考价值。     

滇中红层软弱围岩隧道变形开裂原因分析及处治措施研究

老东山隧道在施工过程中多次出现初期支护变形开裂的情况,为保证施工安全和进度,通过对现场围岩变形实测数据进行深入分析,确定了隧道初期支护的变形开裂特征。从围岩的岩性条件、地下水条件、地质构造条件以及施工管理等方面,探讨滇中红层隧道产生大变形的原因和机制,认为它是围岩膨胀变形与其他因素综合作用的结果。进一步确定了强化超前地质预报、增加径向注浆加固、加强初期支护、控制各工序的施工时间和间距等变形控制措施,隧道变形开裂得到有效控制。     

基于功效系数法和超前地质预报的隧道塌方风险预测

塌方是地下工程施工过程中最常见的事故之一,风险评价是衡量硐室塌方风险大小的手段。为确保施工安全,提出了基于功效系数法和超前地质预报的隧道塌方风险超前评价模型。综合分析塌方影响因素的基础上,选取岩石单轴抗压强度、围岩完整性系数、不连续结构面状态、主要结构面与洞轴线的夹角和地下水影响5个主要因素作为隧道塌方风险评价指标。采用TSP203系统和钻孔取芯的手段对评价指标进行定量描述,并基于功效系数法的基本原理,建立了隧道塌方风险预警模型。最后将建立的塌方风险预测模型应用于昌宁高速川风凹隧道的塌方风险超前识别中,结果表明该方法塌方风险识别具有较高的准确性,为隧道塌方风险超前预测提供一种新思路。