超高水压越江海长大盾构隧道工程安全

随着中国交通建设和城市建设的迅猛发展,越江跨海盾构隧道工程大量增加,而且工程规模(隧道的直径和长度等)和水压条件也在增加。现阶段,仍未明确定义高水压,但一般以0.5 MPa作为高水压的分界线。近期,中国在长江、黄河以及珠江等所建设的高铁、公路以及地铁等盾构隧道工程水压均超过了0.5 MPa,正在筹划建设的琼州海峡隧道等水压更大,将高达2.0 MPa,面临巨大挑战。为此,国家决定针对超高水压(2.0 MPa)越江海长大盾构隧道工程安全问题展开“九七三”计划基础研究。研究采用理论分析、物理试验(室内、室外试验和模型试验)、数值模拟分析和监控测量等多种手段,针对其中涉及的多元、多相和多场耦合物理本质,对高水压水土与结构静动相互作用机理、盾构掘进中的动静力学机理、隧道结构特性及防水特性动态演化机理等核心问题进行深入系统的基础研究,提出了高水压下考虑渗流条件下的水土荷载计算理论和深水盾构隧道地震分析方法,建立了“机-土”动态作用力学模型,提出了盾构姿态、刀具磨损、开挖面稳定和高压成膜及闭气控制方法,提出了高水压大直径盾构隧道衬砌结构设计理论和高水压盾构隧道接缝长期防水安全与监控技术,最终形成超高水压越江海长大盾构隧道工程安全控制理论体系。为确保超高水压越江海长大盾构隧道工程安全提供设计理论依据,为实现大直径泥水盾构在超高水压等复杂条件下安全长距离施工提供理论支持。     

不同水头作用下双层初支的隧道结构分析

为研究不同水头作用下双层初期支护加二次衬砌防护体系的受力情况，以永福屯隧道为依托工程，通过FLAC 3D软件研究不同水压作用下隧道支护结构的受力规律，通过设置拱顶上方30 m、60 m、90 m、120 m等4种水位为4种不同水压作用下抗水压衬砌支护形式的支护结构的分析得出，拱顶位移、二衬弯矩轴力随着水头升高增大；当水压高到一定限值时，位移增长百分比不会变化；由于隧道的排水作用，隧道周围的水压力有不同程度的下降。     

高水压富水隧道地下水控制技术探讨

高水压富水隧道施工中地下水的作用容易引发涌水突泥和坍塌,造成施工安全事故和破坏周围环境,甚至给运营带来安全隐患。文章通过理论公式、工程案例及规范规定等方面的分析,主要探讨了2方面的内容:1)通过分析地下水的渗流规律,从地层加固和止水、限排降压、抗水压衬砌等方面介绍了隧道涌水量和水压力;2)隧道排水量分级、水中泥砂含量及粒径控制问题,提出了一些控制参数和标准。并以中天山隧道为例,介绍了高水压富水区的地下水控制,促进高水压富水隧道的设计和施工水平的进一步提高,并供类似工程参考。     

向无漏水隧道挑战

在跨海公路隧道工程中，必然要在深海，有盐份及高水压的恶劣环境条件下作业，因此防水是施工的关键问题。本文就针对问题提出了《向无漏水隧道施工挑战》的课题，内容主要是围绕如何采用防水板的措施来达到防止漏水的目的。     

高水压岩溶隧道施工防水处理技术

重点以圆梁山高水压岩溶富水隧道为对象，通过圆梁山隧道背、向斜岩溶水处理和溶洞的防水施工实践，并结合重庆万开高速公路铁峰山岩溶隧道防水实际，从岩溶水处理、溶洞处理、高压富水段施工防水处理等方面对岩溶隧道施工防水原则、施工方法选择和施工技术进行了探讨，希望能为类似隧道的施工防水提供借鉴。     

从1790m标高处开挖450m深的竖井：一般国道158号安房隧道通风竖井

安房隧道通风竖井是一座大型竖井，是在标高超过１８００ｍ的寒冷山地施工的工程，因此，其地形狭窄，环境及地质条件苛刻，深受高地温，高水压等之苦。本文介绍了在这种条件下隧道通风竖井的施工状况。     

济南市黄岗路穿黄隧道总体设计与关键技术

济南市黄岗路隧道是目前内地在建直径最大的盾构隧道,穿越地上悬河黄河。结合悬河保护要求高、盾构掘进距离长、承受水压大、开挖断面大、工作井深度深、建构筑物及环境保护要求高等特点,从隧道功能定位、城市客运专用隧道技术标准选取、隧道平纵断面设计、横断面布置及两岸接线考虑等方面,对隧道总体设计方案进行综合分析,介绍关键技术问题设计方案的解决方案,对提高我国城市客运专用隧道、大型水下盾构隧道及穿越黄河隧道建设水平具有重要参考意义。     

公路隧道掘进钻爆技术应用探讨

根据隧道掘进钻爆施工技术的发展，对有影响的隧道钻爆施工重大技术进行分析，认为当前的公路隧道钻爆施工应该认真采用湿式钴眼、导爆管非电起爆和水压爆破3大技术。通过水压爆破的典型工程试验，总结水压爆破的技术要点和经济效率。     

高外水压山岭隧道衬砌结构安全性分析

基于中国在高外水压地区修建长大山岭隧道增多的现象,就涉及隧道衬砌结构在高外水压作用下的力学响应相关问题进行了研究.运用荷载结构法,采用三维有限元模型,以白芷山隧道工程为依托,对白芷山隧道在无外水压、均匀分布的高外水压和不均匀分布的高外水压影响下衬砌结构最大弯矩、轴力值大小及发生位置的变化进行研究；并根据外水压最大断面处衬砌结构的实际配筋情况计算其在外水压分布均匀和不均匀条件下的安全系数.分析结果表明:在高外水压作用下隧道衬砌结构的最大弯矩和轴力值都显著增加,且发生位置也在发生变化；水压最大断面处的安全系数大小在水压分布不均匀情况比水压分布均匀情况整体降低.     

敦格铁路隧道水压爆破试验取得成效

<正>2014年4月23日,敦格铁路塞什腾隧道出口开挖班顺利完成隧道掘进水压爆破法试验,并在排烟降尘、施工效率和施工成本等方面取得初步成效。隧道掘进水压爆破是在装药过程中,在炮眼中一定位置注入一定量经过专用设备加工而成的"水袋",在炮眼口部利用炮泥堵塞。采取该方法,能够缩短通风时间、降低成本消耗和保护作业人员身体健康。敦格铁路隧道架子队水压爆破法较常规爆破方式取得了初     

公路隧道高水压围岩级别修正探索

隧道围岩分级是正确进行隧道设计与施工的基础.采用规范规定的围岩分级方法,根据岩石强度程度、岩体完整程度两个基本因素进行初步分级,提出高水压下围岩级别的修正,为隧道结构设计与施工提供合理参数.     

某公路隧道防治水技术及应用

结合某高速公路隧道防治水的实践，阐述了隧道施工中超前地质预报、异常情况应急处理程序、预防突水的技术措施，根据涌水量和水压的不同采取的相应治水方法，以期对类似工程施工有所借鉴。     

广深港大断面特长水下盾构隧道的技术难点分析

设计时速达350km/h的广深港客运专线狮子洋隧道,在我国水下隧道建设史上具有里程碑的意义,如何把握该工程的技术难点,适时开展相关科研工作,并采取针对性措施,对提高工程的建设质量至关重要,也为今后高水压、特长水下隧道的建设提供借鉴。     

佛莞城际铁路狮子洋隧道设计综述

在建的佛莞城际铁路狮子洋隧道是第2条下穿珠江口狮子洋海域的盾构隧道,具有大直径(13.1 m)、高水压(最大水压0.78MPa)、地质条件复杂(全断面土岩复合地层、穿越3处破碎带和2处水下断层)、独头掘进距离长(长4.9 km)、行车速度高(时速200 km/h)等显著特点。本文以该隧道工程为背景,采用工程类比、资料调研、经验总结等方法,通过对工程总体设计及关键技术的阐述,解决了基岩地层水下盾构隧道合理埋深选择、管片环向错台控制、高水压管片接缝防水、循环荷载下基底软弱地层沉降控制、内部结构同步施工等技术问题,提出了铁路盾构隧道管片双掺钢纤维及聚丙烯纤维以提高耐火性的方法,同时对复合地层(尤其是破碎地层)盾构选型、高水压条件下开舱技术进行了探讨。     

水压爆破在铺子山隧道施工中的应用

水压爆破是隧道掘进中的一种新技术,可提高掘进效率,减少对围岩的扰动,缩短工期,节约工程费用。文中分析了水压爆破的原理及技术要点,对常规掘进爆破和水压爆破进行了比较,说明了铺子山隧道掘进施工中应用水压爆破技术取得的良好效果。     

大断面隧道掌子面塌方的临界水压力值探究

隧道塌方是隧道修建过程中最常见的问题,水是隧道塌方的主要因素之一。以重庆南山隧道工程为背景,应用有限差分软件FLAC 3D对大断面尺寸隧道掌子面在高水压作用下的受力进行了数值模拟分析,得到了大断面尺寸下Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩的隧道塌方临界水压力值及其塌方的破环模式。     

武汉长江隧道科研施工取得多项突破

为解决武汉长江隧道施工中的难题,中铁隧道集团先后投人500万元科研经费,重点开展了13个课题的科研攻关,并取得了多项突破：1．首次自主完成了4．5巴高压进仓作业,解决了高水压下刀具检查与更换等难题。2．加强了盾构的姿态控制与管片选型的技术研究,解决了大断面、小曲线半径的隧道施工中管片易破损的难题。3．刀盘刀具优化设计,解决了盾构穿越软硬交错地层的技术难题。4．实现了掘进距离超过2500m不换刀,采用高分子聚合物泥浆体系解决高水压富水砂层隧道开挖面的稳定问题。     

大型三维地质力学模型试验系统研制及其应用研究

为研究泥灰岩隧道开挖诱发突涌水灾害机制及信息演化规律，以兰州至海口国家高速公路秦峪隧道为工程依托，研制泥灰岩隧道围岩相似材料，研发大型隧道突涌水三维地质力学模型试验系统。该系统可实现低频周期循环加卸载、数据自动化采集，可提供稳定水压加载，基于Python编程语言开发了隧道突涌水灾害预警系统，在此基础上开展泥灰岩隧道突涌水灾害演化过程模型试验。研究结果表明： 1）隧道开挖扰动会破坏围岩压力与渗透水压力之间的平衡，致使隔水围岩内产生微裂隙并扩展贯通，进而发生突涌水现象； 2）当发生突涌水现象时，隔水围岩压力、渗透水压力及位移均会发生明显的突变现象，围岩压力及渗透水压力最大释放率分别为18.6%、73.35%，最大位移量为0.18 mm； 3）泥灰岩相似材料能够较好地满足试验需求，证明了隧道突涌水三维地质力学模型试验系统的稳定性及可靠性。     

圆梁山隧道进口端主要地质问题及施工对策

圆梁山隧道全长11068m,主要穿越毛坝向斜,冷水河浅埋段及桐麻岭背斜,岩层主要为灰岩、泥岩、页岩和白云岩。隧道通过地段岩溶发育,水量大、水压高,断层破碎带多,且含有煤层、瓦斯、石油和天燃气,地质条件非常复杂,工期紧、任务重、施工难度极大。本文介绍了隧道进口端主要的地质问题及所采用的相应施工对策。     

武汉长江隧道工程施工技术

武汉长江公路隧道是在建采用盾构法穿越长江的隧道中第一条贯通的隧道,通过对盾构重难点分析研究,明确了施工重点控制环节。通过盾构始发、不同地层掘进、盾构到达施工实践,总结出在特定地层和高水压条件下采用泥水盾构修建隧道的施工技术及特殊情况下的技术措施,为泥水盾构施工积累了宝贵的经验.