高压富水区山岭隧道施工注浆堵水技术研究

为了保障高压富水区山岭隧道施工安全,现场经常采用注浆堵水措施,而目前隧道注浆堵水时地下水渗水量和支护结构外水压力变化特性尚有待于进一步研究。依托南大梁高速公路华蓥山隧道工程,基于复合式衬砌山岭隧道"堵水限排"的防排水理念,采用理论分析和数值模拟方法,分析了高压富水区复合式衬砌山岭隧道围岩注浆堵水时地下水渗流场特征,推导了高压富水区山岭隧道采取注浆堵水时隧道渗水量和支护结构外水压力的计算公式,得到了隧道渗水量及支护结构外水压力与注浆圈厚度、围岩和注浆圈渗透系数之比及围岩和初期支护渗透系数之比间的关系。研究结果表明:高压富水区山岭隧道注浆堵水时,隧道渗水量和支护结构外水压力的主要控制因素为:注浆圈厚度、注浆圈及初期支护的渗透系数;隧道渗水量和支护结构外水压力随着注浆圈厚度的增加及其渗透系数的减小而降低,综合考虑注浆堵水效果及施工成本,建议注浆圈厚度为6～8 m、围岩与注浆圈渗透系数之比为100～200时较优;高压富水区山岭隧道防排水系统设计,需要考虑注浆圈和初期支护堵水作用以及横纵向排水管排水效果,即综合防排水设计才可以减小排水量,有效降低支护结构外水压力。研究所得隧道注浆堵水的相关参数成功应用于实际工程,为高压富水区隧道工程注浆堵水设计与施工提供了一定的参考。     

隧道复合式防排水系统的设计、试验及工程应用

传统隧道防排水系统中,防水板极易因施工控制不当出现破裂,而防水板破裂后,地下水进入防水板与二衬间的空隙中,由于防水板与二衬间缺乏排水通道,地下水将沿衬砌裂缝、施工缝等薄弱环节渗出而形成隧道渗漏水病害。在传统隧道防排水系统中,渗漏水病害治理难度大,维修费用高,针对传统防排水系统存在的不足,提出了一种在隧道防水板与二衬间增设排水板的复合式防排水系统,该系统具有可调节、抗淤堵、易维护等优点。为验证该系统的有效性,采用自主研制的试验装置对复合式防排水系统中所采用的3种土工排水材料（毛细型排水板、凸壳型排水板、土工布）在不同水压及支护压力条件下的排水能力及抗淤堵能力进行了相关试验,并依托某在建隧道工程对不同土工排水材料在隧道复合式防排水系统中的应用效果进行了现场验证。主要研究成果有：①随着支护压力的增加,3种排水材料的排水能力均出现了不同程度的降低,其中,土工布降幅最大,毛细型排水板次之,凸壳型排水板最小;②在固定的水压和2层支护间压力条件下,进行20次浑水排水试验后,土工布排水能力发生大幅下降,毛细型排水板和凸壳型排水板排水能力小幅下降,但凸壳型排水板排水夹杂有泥沙,而毛细型排水板排水为清水,表明其抗淤堵能力较好;③复合式防排水系统的现场试验数据表明,防水板与二衬间增设排水板,具有良好排水泄压的能力,可有效降低衬砌背后水压。复合式防排水系统的研发可为隧道防排水系统设计和渗漏水病害治理提供借鉴。     

胶州湾海底隧道防排水措施研究

比起山岭隧道,海底隧道面临着严峻的防排水形势,特别在长大隧道中,保持隧道的干燥及清洁是隧道安全的基本标准。隧道的防水设计遵循"以堵为主,限量排放,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理"的原则。以胶州湾海底隧道为例,对防排水的各种措施,如超前预注浆、开挖后渗漏水的处理、防水板防水以及排水措施等各个方面进行了初步介绍研究。经实践证明隧道的防排水措施是切实有效的。     

郝家坪隧道防排水施工技术

郝家坪隧道围岩破碎,节理发育,岩裂隙渗透性强,渗水量大;施工采用了以排为主,排、堵、防、截相结合的治水措施,隧道达到了不漏、不滴、不渗、表面干燥的良好效果。本文对隧道防排水施工和治水措施进行论述。     

山岭隧道复合防水层横向渗流的理论模型及应用

山岭隧道复合式衬砌层间土工布是初期支护渗水的主要排放途径,在隧道防排水系统中起到重要作用。为了量化工程条件下复合防水层的工作性能,通过理论分析得到了考虑层间挤压和泥沙淤堵的土工布横向渗流模型,并利用该模型讨论了衬砌层间挤压力对各种规格土工布横向排水能力的影响作用。为进一步验证该理论模型的合理性,设计了新型室内试验装置,评估了不同层间土压力、土工织物淤塞与否对土工布层间横向渗流系数的定量影响。结果表明:复合防水层工作状态下理论模型计算所得渗透系数与耦合浇注洁净接触面试验值较为接近,该理论模型可以反映隧道防水层的实际工作状态;土工布的渗透系数随压力变化是非线性的,随着压力的增大,渗透系数值先迅速降低,后逐渐放缓;当压力较小时,土工布厚度越大水平渗透系数越大,当压力增大时,土工布厚度越大,水平渗透系数下降越快直至无明显差异;验证试验中发现压块内部始终保持3～5 cm水头,意味着初支和二衬层间积水无法完全排水干净。最后结合该理论模型,提出了隧道防排水量化设计的方法,具有一定的工程应用价值。     

里岭隧道防排水施工技术探讨

探讨诸永高速公路金华段里岭隧道工程防排水施工情况,在调查、分析隧道开挖后围岩裂隙水水量大小、地下水补给情况的基础上,遵循“以排为主,防、排、截、堵”相结合的综合治理原则,采取相应的防排水措施,达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。     

富水围岩山岭隧道防排水技术研究

以某隧道工程为依托,基于毗邻水库及F3断裂破碎带与隧道的相互影响,根据国内外隧道防排水技术资料,总结出富水情况下适合山岭隧道施工的防排水方案。文中根据该隧道水库段地质条件,综合红外探水与地质雷达所得数据,判断掌子面前方围岩情况。选取其中某期数据为参照,当数据结果显示前方含水时,用钻探法测出水量,并根据水量大小提出针对性防排水设计及注浆方案。实践证明,探水结果可靠,针对性防排水方案可行。     

深埋高水位山岭隧道支护与衬砌外水压力分析

为保护环境并尽可能降低隧道衬砌结构所承受的水压力,深埋高水位山岭隧道一般采取堵水限排的设计原则。在隧道力学和渗流力学的基础上进行数值分析和模型试验,研究渗流应力耦合作用下支护和衬砌的力学特性。研究结果表明:对于受排水影响明显的山岭隧道,作用于初期支护上的水压力不会随排水条件的改变而发生显著变化。当排水通道从围岩与初期支护的界面转变为初期支护与二次衬砌的界面后,会导致孔隙水压力从初期支护向二次衬砌转移,初期支护产生卸载并朝向围岩变形。隧道有效排水时,二次衬砌承受的水压力可忽略。随着排水系统退化导致排水受阻时,地下水流梯度逐渐下降,有效径向应力逐渐下降,朝向隧道的径向流量减少,且围岩变形减小,二次衬砌上的水压力增大。本研究为深埋高水位山岭隧道的初期支护和二次衬砌的初步设计提供了一个合理的方法,并有助于确定地面、水和支护间的荷载传输机制。     

深圳地铁8号线梧沙区间防排水方案设计分析研究

为了探究全包型防排水系统和半包型防排水系统的特点及适用条件,依托深圳市轨道交通8号线梧沙区间隧道,对隧道的防排水方案设计进行研究。运用迈达斯GTS软件对不同高度水头的隧道半包型防排水结构进行渗流分析,得出孔隙水压力分布规律和隧道涌水量大小。根据相关的理论分析,验算防排水方案的合理性。结果表明:梧沙隧道施工阶段正常涌水量为4 326 m3/d,排水装置符合其排水需求;半包型防排水体系施工方便,受力更好,但对周围环境会有一定的影响,适用于高水头,围岩等级较好的情况;全包型防排水结构对环境几乎无影响,但施工较困难,适用于低水头,围岩等级较差的情况。     

紫溪隧道施工防排水技术

对隧道洞口、洞内掘进、洞内路面铺设等项排水技术和洞内注浆、防水层、止水带防水技术进行了介绍和分析,指出了复合衬砌中的防水层是隧道防排水技术的核心,需要采用防、排、截、堵相结合的方法以达到良好的防排水效果。     

岩溶富水隧道Ⅴ级围岩段涌水及注浆加固圈研究

吉庆隧道是龙琅(涟源市龙塘镇—新化县琅塘镇)高速公路上的富水岩溶隧道,准确预测隧道涌水量对于采取合理的防排水措施及开挖方法十分重要。文中对该隧道中富水的Ⅴ级围岩段涌水量进行分析和预测,根据涌水量大小、围岩承载能力等确定注浆加固圈厚度,为隧道防排水设计、围岩注浆加固及施工提供技术支持。     

公路隧道新型防排水分区方法研究

为解决隧道防排水系统现阶段存在的排水构件破损、老化不能及时维修或更换的难题,优化隧道防排水系统的设计施工,在传统分区防排水的基础上提出了公路隧道新型防排水分区方法。该方法以涌水量、二衬背后的水压力和围岩级别3个指标作为依据,利用达西定律基本公式推导出分区长度的计算公式,并对计算公式中的变量参数进行了探讨,提出了涌水量、水压力和围岩等级3个指标的控制标准以及分区流程。依托陕西太凤高速白云驿隧道和陕西柞山高速胜利隧道工程,运用新型分区防排水方法的理论计算公式给出了这两座隧道的分区长度建议值。新型防排水分区方法在理论上解决了目前防排水系统所存在的不足之处,研究成果为新型防排水分区方法的实际应用提供了可靠的理论基础。     

厦门海底隧道防排水系统研究与工程应用

为了对中国海底隧道防排水系统设计提供理论依据,针对厦门海底隧道防排水系统设计问题进行了研究.通过对隧道涌水量进行计算,对堵水注浆圈作用进行分析并结合工程类比后,分析确定了厦门海底隧道的防排水设计原则及方案,即在主隧道不良地质地段和整个服务隧道采用全封堵方案,水压按全水头计算;在主隧道完整围岩地段采用限量排放方案,水压可进行一定折减.用堵水注浆圈、自防水衬砌结构、分区防水系统和隧道排水系统共同构成厦门海底隧道的防排水系统.现场工程实践表明:该防排水系统达到了预期效果,可供类似隧道工程参考.     

公路隧道防排水技术研究

隧道渗漏水是隧道中常见的一种病害,长期的渗漏水不但影响行车安全,还对隧道的结构造成损害,影响其使用寿命。介绍了隧道防排水的注意事项及应满足的要求,并着重研究了隧道防排水的三道防水圈层,包括围岩注浆、防水板施工、混凝土衬砌防排水和施工缝防排水等。给出了各施工工序的注意事项及应符合的要求,使隧道防排水工程质量具有可靠的保证,对工程实际具有一定的指导意义。     

公路隧道的防排水技术探究

公路山岭隧道漏水及渗水是影响隧道结构安全和使用寿命的主要病害之一。因此,隧道的防排水技术直接关系到隧道施工期间和运营后的安全与质量。本文对某某山区公路的隧道防排水技术进行探究,并提出预防不良地质处的涌突水问题的建议,以供同类工程借鉴。     

天(水)定(西)高速关子隧道防排水设计

黄土隧道与普通岩质隧道防排水设计有较大差别,关子隧道穿越地层围岩为黄土、泥岩和砂砾岩,通过对不同围岩段防排水分类设计和协调统一,以求达到隧道防排水系统排导通畅、防水效果可靠、结构耐久、不留后患。     

小净距隧道富水破碎区段防排水施工技术研究

为了安全快速地穿越富水破碎带区段,结合小净距隧道的结构特点,基于现场钻探揭露结论及涌水量、水压的测定结果,提出了小净距隧道左右洞交替作为导流洞的防排水施工技术。基于流固耦合理论,采用FLAC~(3D)数值模拟软件分析了左右隧洞并行掘进时,围岩孔隙水压力及围岩位移的分布特征,揭示了围岩变形与孔隙水压力的相互作用机理,并结合现场围岩变形监测数据与掌子面最大涌水量数据,验证了该防排水施工技术的可行性。     

非饱和黄土区隧道围岩含水量变化影响衬砌稳定性的数值分析

针对西北地区黄土隧道建设中出现的防排水问题,探讨非饱和黄土隧道的若干力学特性,并采用二维弹塑性有限元方法,对祁家大山隧道进行了含水量变化影响围岩衬砌结构强度和稳定性的数值分析,提出适用于黄土地区公路隧道防排水的有益对策,为类似工程提供借鉴。     

万州驸马长江大桥隧道锚防排水系统研究

近年来,隧道锚工程在国内取得了飞速发展,在防排水技术上也取得了长足的进步,但绝大部分隧道锚仍有不同程度的渗漏,有些隧道锚渗漏状况相当严重,对锚固系统及缆索系统的耐久性构成了极大威胁。通过对万州驸马长江大桥南岸隧道锚防排水系统进行研究,详细剖析了"防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理"的防排水原则。提出了"一堵两防两排"+辅助措施的防排水系统。     

大步山隧道初支与防排水施工

通过对漳诏高速公路大步山隧道Ⅱ类围岩初支与防排水施工过程中新技术、新材料和新工艺介绍，提出了隧道初支与防排水的新观念和采用的新做法．对类似隧道围岩施工具有一定的借鉴意义。