富水煤系地层隧道仰拱隆起原因分析及控制研究

贵州某隧道穿越高水压煤系地层时,多处出现仰拱隆起问题。通过现场观察和衬砌结构变形监测,并采用数值模拟方法对隧道仰拱隆起的原因进行分析。结果表明,基底围岩软化和高水压力是隧道仰拱隆起的两大因素,且围岩软化对仰拱结构安全的影响更大。结合工程特点和病害成因,现场采用增设边墙卸水孔、横纵向排水管加强排水系统来减小水压,在拱脚施作注浆钢花管来加固基底围岩以及换拱等联合整治措施,取得了良好的整治效果。     

富水条件下板溪群板岩隧道围岩分级研究

富水板岩隧道围岩泥化、软化问题突出,目前此类隧道的围岩分级是将单轴饱和抗压强度作为分级指标之一。由于板溪群板岩具有特殊的工程地质特性,因此将单轴饱和抗压强度作为板溪群板岩隧道围岩分级指标存在一定的局限性。针对此问题,文章以沪昆客运专线长昆湖南段油坊坪隧道为工程实例,引入软化系数,并将地下水、岩体完整性系数、主要结构面与洞轴交角作为主控因素,建立富水板岩隧道围岩分级体系;基于模糊数学理论,构造各评价指标的隶属函数,利用层次分析法求取指标权重值,并根据最大隶属度原则确定围岩级别。研究结果表明:采用模糊理论对富水板岩隧道进行围岩分级,有效地处理了隧道围岩分级的模糊信息,实现了围岩分级从定性到定量的跨越;引入软化系数通过模糊理论得到的围岩级别与现场实际情况较为接近,说明引入软化系数的富水板岩隧道围岩分级方法具有较强的实用性,可为富水板岩隧道的设计和施工提供参考。     

地层注浆加固对隧道与地下水相互作用过程中的“双赢”影响效应分析

目前山岭隧道大多采用的"半包"防水方式,可较为有效地降低衬砌背后水压荷载作用,但同时造成地下水资源的大量流失。文章通过建立隧道瞬态渗流模型,分析了"半包"防水条件下隧道施工及运营过程中隧道排水流量及水位变化规律,以及运营过程中衬砌背后水压力分布规律;研究了帷幕注浆和径向注浆两种方式不同工况下不同注浆范围及参数对排水流量、水位变化及衬砌水压荷载的影响效应。数值分析结果和工程实践表明,地层注浆加固既可降低衬砌背后水压荷载,又可减少地下水资源流失量,从而可以实现隧道与地下水相互作用过程中的"双赢"影响效应。文章最后对"半包"防水条件下仰拱是否设置排水系统进行了分析探讨。     

胡麻岭隧道泥岩段改制机具施工技术

文章结合胡麻岭隧道的泥岩特性,通过改变挖掘机挖斗斗齿的长度及与围岩的接触面积,解决了国内软弱围岩地层采用钻爆法开挖及普通机械开挖存在的扰动大、超挖严重、效率低下等问题,使其形成快速施工能力.     

超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术

文章基于深圳市城市轨道交通9号线给排水管线改迁及恢复工程箱涵暗挖段施工实例,针对传统的CRD隧道施工方法存在的不足,提出了超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术。该优化CRD法技术原理是:首先,通过对隧道围岩进行注浆加固,保证工作面处于稳定状况;其次,施作超前大管棚、超前小导管,与型钢拱架联合发挥棚架作用,避免拱部坍塌的危险,有效减小地表沉降;第三,在保证支护结构安全稳定的前提下,优化临时仰拱、中隔墙的临时钢架,将临时仰拱优化为临时型钢梁,取消临时仰拱、中隔墙的挂钢筋网及喷混凝土施工;第四,将隧道分成4个工作面,同时开挖,逐步成环,保证快速安全地进行土方开挖。文章重点对隧道土方开挖、型钢钢架安装的关键施工技术进行了详细论述。该技术应用于超浅埋暗挖隧道施工,既保证了隧道施工的安全,又降低了施工的成本,加快了施工进度,取得了显著效果。     

深埋富水黄土隧道地表深孔袖阀管注浆加固机理及效果分析

黄土具有“强度低、变形量大、自承能力小、工程性质差”的特点，且对水特别敏感，一旦遇水，强度明显降低，工程性质急剧恶化。因此，富水黄土隧道的施工难度极大、安全风险极高。银川至西安高铁上阁村隧道穿越富水黄土地层，埋深102 m。施工中，通过降水试验无法取得明显的降水效果，同时隧道围岩变形大、进度缓慢。鉴于此，开展了地表深孔刚性袖阀管注浆试验研究。研究结果表明：（1）地表深孔袖阀管注浆可以有效加固地层，提高其自稳能力。加固机理主要表现为浆液对竖向原生节理的填充阻水作用、浆液结石体的空间骨架作用；（2）注浆后隧道拱顶累计沉降量明显减小，变形速率降低，仰拱闭合时间提前，隧道开挖进度可达到60～80 m/月。与未注浆工况相比，施工进度提高了3倍以上；（3）通过注浆，隧道基底黄土地层承载能力可提高3倍以上，从而可保证高铁隧道的长期运营安全。     

基于ADECO-RS工法城市浅埋隧道施工相关技术研究

以北京地铁五号线区间隧道为依托,以数值分析方法作为分析手段.研究了ADECO-RS工法在城市浅埋隧道设计与施工中应用的可行性.研究表明,当地面沉降控制标准不是十分严格时ADECO-RS工法可以应用于城市浅埋地下工程;但是对于地面沉降控制标准非常严格的情形,隧道施工方法必须综合考虑核心围岩加固和隧道周围围岩加固.核心围岩、仰拱围岩的注浆加固作用机理以及相关技术问题的研究,为基于地层位移控制的浅埋隧道设计与施工提供了理论基础.     

浅埋暗挖隧道围岩预加固机理及稳定性分析

隧道工程中浅埋暗挖隧道施工软弱围岩的稳定性及地层变形控制是一个十分重要的问题。文章分析了浅埋暗挖地铁隧道开挖后围岩扰动带变形特性、表征方法,稳定性分析方法。利用特征曲线法及莫尔-库仑强度理论分析了地层预加固机理。以国内常用的管棚预加固技术为例,提出了利用混合物理论中体积分数概念来分析加固效果的方法,并给出了应用实例。有限元实例计算分析结果表明:采用管棚预加固技术加固隧道拱部可降低地表沉降,但对降低开挖面挤出效应效果有限。     

公路隧道施工中超前支护施工技术的特点及应用实践

为保障隧道施工的安全性,需要在掌子面开挖过程中采用科学合理的超前支护技术措施,通过这种方式可以对岩层进行加固,并减少不良地质条件下隧道围岩的变形,强化围岩的支护力,避免对施工中的围岩造成扰动,防止出现塌方等问题,保障隧道结构的安全性与可靠性。基于此,通过对公路隧道施工中超前支护施工技术的特点以及应用实践进行研究,旨在进一步提升公路隧道施工技术水平,保障公路工程整体施工质量,推动我国公路交通运输行业的高速发展。     

南京轨交浅埋暗挖隧道设计与施工技术

南京地区土层性质复杂,地下水位高。在该地区实施浅埋暗挖隧道风险较高,特别是富水岩面坳沟地段．如何有效控制地下水是工程成败的关键。结合南京轨交4号线云南路站一鼓楼站区间工程,介绍了采取超前大管棚、小导管支护、掌子面超前注浆加固、临时仰拱等技术措施,实现了隧道开挖面在无降水条件下的施工过程。     

第三系富水泥质弱胶结粉细砂岩地层隧道工序写实

兰渝铁路桃树坪隧道施工初期通过第三系粉细砂岩地层段,遇水围岩软化现象明显,常规施工工法已无法保证隧道正常施工,施工风险极大。文章在以"重降水、密导管、强支护、辅注浆"为指导的前提下,通过工序写实对前期的各项施工工法、辅助措施进行了验证并归类;针对第三系富水泥质弱胶结粉细砂岩地层,重点对洞内降水、超前支护、支护结构及径向注浆等工序进行了验证分析,为隧道正洞支护参数设计的合理性提供了实践依据。     

铁路隧道全风化花岗岩地层地表注浆技术

埋深超过40 m的软弱围岩隧道一般以洞内水平注浆加固为主,但对洞内施工组织影响很大。文章基于梅汕铁路大岭隧道工程实例,对比了洞内和地表注浆加固方案的优缺点,并开展了地表深孔注浆加固地层的工艺试验研究。结果表明,采用承压钢质袖阀管注浆技术加固深埋全风化富水花岗岩地层,隧道开挖掌子面浆脉明显,浆液劈裂效果明显,掌子面稳定,为隧道实施大断面开挖作业创造了条件,实现了Ⅴ级围岩月进尺70 m的施工进度。     

单线铁路隧道水平岩层施工技术

南吕梁山隧道2#斜井进口围岩以水平层状泥岩、泥灰岩、灰岩为主,层理和节理裂隙发育,爆破后拱部极易出现平顶、落石、掉块、塌顶等现象,快速掘进、成本控制、安全风险等均难以得到保证。文章通过对开挖方法、超前加固、控制爆破、初期支护、监控量测等思考,提出了单线铁路隧道水平岩层施工中短台阶法开挖、超前小导管注浆、弱控制爆破、拱部中空注浆锚杆支护,以及地质超前预报、加强施工监测等主要施工方法和技术措施。     

围岩加固注浆技术在软弱富水大断层施工中的应用与研究

齐岳山隧道F11断层纵向长235 m,断层处主要为高压富水软弱围岩.施工中通过改变原有的注浆施工理念,将原帷幕注浆“柱加固模式”,优化为“桶状加固模式”;通过不断的技术优化,在保证注浆施工质量和开挖施工安全的前提下,将原全断面帷幕注浆192个孔优化为102个,将注浆工期从288天提前为133天.实践证明,围岩加固技术在投资、工期等方面较全断面帷幕注浆法具有比较明显的优势.     

隧道盾构法施工的成本分析与降低成本措施

隧道盾构法施工是使用盾构机在控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳的同时,进行隧道掘进、出碴,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而不扰动围岩而修建隧道的方法.但因其造价高昂,使其进一步推广受到限制.文章就隧道盾构法施工成本及降低成本措施两方面进行了探讨.     

上穿双线隧道开挖对既有隧道变形规律研究

在上穿隧道修建过程中因不同的施工顺序既有隧道围岩将受到三次、四次扰动.为研究新建上穿隧道施工造成的既有隧道围岩变形规律,以重庆市9号线某区间隧道为研究背景,对上穿隧道开挖过程进行模拟计算和分析,运用数值模拟手段对比研究了3组不同开挖顺序工况下既有隧道的围岩变形.结果表明:上穿双线隧道施工会造成既有隧道拱顶产生隆起变形,...     

百丈隧道穿越流塑状富水破碎带施工措施及其安全性评价

百丈隧道左洞ZK152+433~ZK152+463段穿越流塑状富水破碎带施工时反复出现变形侵限、塌方等情况,给工程施工带来前所未有的挑战。文章详细阐述了施工过程中采取的各种处治措施,总结了不同处治方案和效果,并采用数值分析方法对隧道结构安全性进行了分析。结果表明:(1)对于流塑状富水破碎带,加密超前支护是防止开挖时围岩出现较大变形或者坍塌的最有效措施。百丈隧道流塑状富水破碎带最终采用了每榀钢架(钢架间距50 cm)都打设一环3.5 m长?51自进式锚杆的超前支护方式,即每个断面都有7层超前支护,最终有效控制了开挖后围岩变形,避免衬砌侵限与塌方;(2)对于流塑状富水破碎带,加固围岩尤其是边墙与基底处围岩非常重要,可有效减少开挖过程中衬砌的整体式下沉。采用抛石挤淤+注浆的方式进行边墙与基底围岩加固,其效果比采用单纯注浆方式好得多;(3)对于外部荷载较明确的隧道,采用计算分析结合工程经验的方式确定衬砌支护参数,既能保证隧道结构安全,又使其经济合理;(4)在双车道隧道施工中,采用三台阶法施工,应尽量缩短台阶长度,使初期支护及时封闭成环,从而可以较好地控制围岩变形。     

膨胀岩铁路隧道运营期基底病害综合整治技术研究

某高铁隧道在运营期出现隧底开裂、上拱变形等病害,极大影响行车安全,文章以此为研究背景,从地层岩性、地下水及施工因素等方面对隧底结构病害原因进行了分析,提出了隧道基底注浆挤密加固、轨道板裂缝壁可法注入处理、基底纵向裂缝水泥浆高压灌注处理等综合整治方案。整治施工监测表明,隧道仰拱及道床板整个观测断面处于上拱趋势,上拱速率较小,累计上拱(180 d)基本分布在0.5～1.6 mm之间,变形基本处于稳定状态。     

富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究

针对青岛地铁隧道穿越富水砂层施工过程中存在的涌砂、涌水等不稳定性问题所采取的深孔注浆加固措施,文章结合地铁3号线某区间富水砂层隧道工程实例,通过FLAC3D数值计算与现场实测手段进行了富水砂层地区地铁隧道施工中深孔注浆加固扰动机理研究。研究结果表明:(1)注浆深度和注浆压力对地层扰动变形影响显著,应综合考虑、合理选取,青岛富水砂层地区宜采用1.4~1.5 MPa的注浆压力;(2)地表持续隆起时,双线隧道上方的地表地层呈现M状隆起,隧道中线部位注浆压力对地层扰动影响明显,隆起最大位于拱顶部位;(3)地表在注浆初期迅速隆起,掌子面开挖至监测断面前-3D范围内时地表开始快速沉降,-2D范围内沉降放缓,开挖通过监测断面后至1D范围内地表较快沉降,然后逐渐趋于稳定;(4)注浆施工对建筑物的影响程度要小于单纯的地表抬升,上方建筑物随地层的M状变形出现正曲率变形,损害建筑物结构时,建筑物墙体一般会形成倒八字裂缝;(5)隧道内拱顶沉降和净空收敛均在下穿监测断面时变形较快,当开挖至距监测断面2D范围后,变形趋势逐渐减小,至3D范围后逐渐趋于稳定。     

隧道喷锚支护施工技术应用

为有效解决结构承载力低、围岩节理发育、开挖稳定性差等隧道施工问题,在进行开挖面围岩处理、喷锚支护构造、混凝土喷射等喷锚支护设计的基础上,以位于广东省河源市东源县康和镇的半嶂隧道为例,结合工程地质勘察结果,对隧道施工段喷锚支护过程及结果进行了分析探讨。根据分析结果,喷锚支护技术能显著提升隧道结构强度和承载力,避免施工期间出现围岩坍塌事故,强化、固定隧道,保证施工安全。