宜万铁路别岩槽隧道岩溶及岩溶水治理技术

别岩槽隧道全长3721m,隧道岩溶及岩溶水极其发育,因而,该隧道被列为宜万线8座一级风险隧道之一。在隧道施工过程中,先后遭遇F3断层突发性涌水、富水暗河岩溶大厅、充填黏土性溶洞、F1高压富水断层,以及背斜核部及两翼的岩溶渗流水等不良地质。针对这些不良地质,施工中采取径向注浆、超前帷幕注浆、大管棚超前预支护、迂回导坑、泄水支洞和泄水洞等一系列技术措施,取得较好的治理效果。     

长鹰坝二号隧道DK241+110～DK241+215段溶腔处理设计

宜万铁路长鹰坝二号隧道DK241+110处揭示一大型空腔型容腔,隧道采用对溶腔侧壁喷锚加固,隧道内二次衬砌结构加强。隧底加固根据岩溶的发育情况,对于隧底岩溶较发育段,采用基底回填加固、二次衬砌底板钢筋板梁通过;对于隧底溶腔深度太大,沿线路发育长段,隧道采用实腹式拱桥通过。     

高速铁路隧道岩溶灾害及防治关键技术研究

为总结高速铁路隧道岩溶灾害及其防治关键技术,结合沪昆高铁、重庆枢纽及成贵高铁的典型实例,分别从综合超前地质预报、深埋隧道高水压富水区综合防控、强岩溶化洞段围岩成套加固和隧底大(巨)型溶洞跨越4个方面对目前高速铁路隧道岩溶中涌水突泥、强岩溶化洞段围岩失稳及隧底大(巨)型溶洞三类灾害的致灾机理及防治技术进行总结和分析。结果表明:(1)综合超前地质预报是预防岩溶隧道涌水突泥灾害发生的有效手段;(2)对高速铁路岩溶隧道高压富水区,可采用超前帷幕注浆、径向注浆堵水的综合防控技术;(3)强岩溶化洞段可采用圬工回填、钢管群桩、微型桩、旋喷桩等围岩加固技术;(4)对岩溶隧道底大(巨)型溶洞,可采用空心柱混凝土回填、桥梁跨越、桩基框架结构、桩筏结构等综合处理技术。     

宜万线隧道工程岩溶治理技术与工程实例

研究目的:宜万线是目前已建和在建工程中岩溶最为发育的铁路线,全线共有隧道159座,约占线路总长度的59%,其中多数隧道穿越碳酸盐岩地层,岩溶、岩溶水极其发育,这给隧道工程的安全施工以及工程建成后的运营安全造成十分重要的影响.研究结论:施工中所遇到的岩溶按工程地质特征分为洞穴型、溶隙溶槽型、管道型、大型岩溶四大类,并按无充填型、半充填型、充填型、充水型、过水型、暗河型等水文地质特征进行次级分类,以便进行针对性治理.根据分类,针对岩溶洞穴型主要采取回填、换填、注浆加固等措施;针对溶隙溶槽型,主要采取护拱回填、加强预支护开挖、注浆加固等措施;针对岩溶管道型主要采取护拱回填、预引排、注浆加固及大管棚预支护、维持原排水通道等措施;针对大型岩溶型,上部主要采取护拱回填、注浆加固及大管棚预支护,基底主要采取钢管桩、板跨、梁跨、桩基承台、回填路基等措施.     

某铁路隧道涌砂病害的原因分析及整治思路

研究目的:某铁路隧道位于西南可溶岩地区,施工过程中未发现异常情况,但开始运营后的第1年和第3年雨季分别遭遇了因涌砂覆没道床而中断行车的病害;为有效根治病害,通过研究涌砂过程,探查涌砂点岩溶发育情况,补充隧道附近水文地质测绘,详细分析岩溶及岩溶水地质环境,联系降雨量因素论述涌砂病害的产生原因及整治思路。研究结论:(1)雨季极端暴雨通过岩溶裂隙及管道下渗后,地下水位抬升并高于隧道,有压地下水携带岩溶裂隙中充填的砂土涌入隧道形成涌砂病害;(2)类似位于岩溶水季节变动带的隧道,在洞周岩溶裂隙发育且填充泥砂的情况下因水位抬升导致的洞身涌砂病害,宜采用能有效降低暴雨后洞身地下水位且维护方便的泄水洞方案处治;(3)本研究成果可供西南岩溶地区修建铁路、公路隧道工程时地质勘察人员及设计人员参考。     

宜万铁路隧道岩溶规模化处治技术

宜万铁路是目前国内外已建和在建工程中岩溶及岩溶水最发育、最复杂的工程,159座隧道中岩溶隧道占91座,采取结构措施处理的岩溶共1 088处,岩溶的类型主要分为暗河、管道、贫水溶洞、富水溶洞以及裂隙和断层,针对相同类型的岩溶,采取了规模化的处理措施,主要有注浆加固、溶腔防护加固、分水降压、释能降压、迂回绕避和隧底溶腔桩基、注浆、钢管桩、加强板、拱桥等溶腔处治技术。     

浅埋富水地段隧道施工技术

根据厦深铁路广东段蛇山隧道浅埋富水地段地质情况,分析在浅埋富水地段采用洞外处理、地表井点降水、洞内管棚及小导管超前支护等技术处理方案。施工中采用注浆加固、超前支护、临时仰拱、监控量测等技术措施,确保隧道施工安全。     

湘桂铁路山乾隧道岩溶涌水涌泥原因分析及治理措施

山乾隧道是湘桂铁路永州至柳州段典型的岩溶浅埋隧道。根据初期地质调绘资料,并结合施工过程中揭示的岩溶发育程度及涌水情况,中铁二院开展了补充水文地质调查,分析了隧区地下水补给、径流、排泄条件和隧道涌水涌泥原因,并提出了设置短泄水洞+地表截排水方案和设置长泄水洞+集水通道方案。综合考虑投资、技术及运营安全,最终采用了设置长泄水洞+集水通道方案。在后期施工和运营中,隧道未再发生集中涌水涌泥,表明治理方案合理有效。     

宜万铁路齐岳山隧道选线、施工与管理

宜万铁路横穿南北向的齐岳山山脉,设计总长10 528 m的齐岳山隧道。隧道进口至宜万铁路终点万州站航空直线距离40 km,高差约900 m,地面坡降达0.023。隧道进口段穿越齐岳山背斜,为灰岩地层,占隧道长度的47%,岩溶、岩溶水极其发育;出口段为碎屑岩地层,节理裂隙发育,富含高压裂隙水。区内发育有15条断层,其中F11断层规模宏大。隧道灰岩地段、可溶岩与非可溶岩接触带、灰岩地段断层破碎带等极可能发生涌突水突泥等地质灾害。针对坡降大、岩溶发育、穿越规模宏大的F11高压富水大断层等3个不利条件,通过对单面坡和人字坡方案从安全、投资、运营等多方面考虑,最终确定了单面坡方案。齐岳山隧道工程实践证明,选线方案是正确的。施工过程中,针对极其复杂的岩溶及岩溶水、高压富水大断层、砂岩段高压裂隙水,研究并采取了注浆堵水、注浆加固、先排后填、泄水洞排水、释能降压、信息化注浆、绕行规避等多项施工技术,成功地解决了隧道施工难题,丰富了高压富水岩溶及断层区隧道修建技术。齐岳山隧道建设过程中,建设单位充分发挥了核心主导作用,组织参建各方决策方案、现场落实方案、建立系统的安全体系,这是齐岳山隧道获得成功的关键所在。     

宜万线别岩槽隧道出口DK 406+422特大突水分析

研究目的:宜万线别岩槽隧道出口DK406 422大突水引起地质灾害,本文分析形成突水溶腔的条件和原因,以便采取有效的整治措施.研究结论:通过对这一特大突水进行分析,得出:与暗河相通储水溶腔,宜排(水量较大宜采用泄水洞泄水)不宜堵;建议在隧道外部打泄水洞(约400 m),替代庙坪暗河的等效作用,不致造成环境影响,又可降低水位,确保隧道施工安全,消除可能存在的隐患;跨越隧道溶腔建议采用桩基承台跨越,因揭示的溶腔周边岩体完好、整体稳定、宽度不大(11 m),采用板拱形式跨越亦是有可能的.     

武广客运专线金沙洲隧道出口暗挖段施工关键技术

金沙洲隧道出口暗挖段地处粉质黏土、淤泥质土、岩溶发育等不良地质,由于工期紧迫,在浅埋暗挖大断面隧道快速施工中,采用了超前地质预报、"H"注浆超前预加固、下穿煤气管道、隧道涌水处理等关键技术,使隧道安全顺利贯通。     

贵广铁路坪山隧道岩溶发育情况分析

研究目的:通过对贵广铁路坪山隧道勘察与施工期间揭示的岩溶现象,分析该隧道岩溶发育情况及特点,提出地质勘察使用的勘察方法及施工阶段的工程措施意见,对类似地质条件的工程的勘察与施工提供一定的参考。研究结论:(1)线路尽量绕避岩溶强烈发育区,若无法绕避,线路应尽量远离典型岩溶微地貌单元区;(2)勘察时须充分利用区域地质资料开展大范围地质测绘,采用综合勘察手段进行隧道工程地质勘察,基本查清地表各种岩溶形态发育位置、高程、与线路关系等,有针对性布置勘探点及物探段落核实岩溶发育情况;(3)对于地下暗河附近的岩溶隧道,应充分调查研究暗河空间位置形态,分析暗河成因及特点,类比推测暗河对隧道洞身围岩稳定性的影响;(4)施工时可采取洞周超前预报、基底地质雷达探测及洞底地质钻孔相结合的方式进行。     

叙岭关左线隧道突泥成因分析及处治措施研究

结合叙岭关隧道左线突泥,深入分析其成因及相应的工程措施,研究结论表明该地区岩溶极为发育、隧道埋深深浅以及水等因素导致了该隧道突泥事故,采用大管棚超前预支护、注浆法以及预留核心土法等工程措施能有效处治隧道突泥问题。     

宜万铁路下村坝隧道大型溶洞处理

宜万铁路下村坝隧道下穿灰岩,隧道处于垂直岩溶带内,隧道最大埋深320 m。隧道内溶洞极其发育,其中2号大型溶洞垂直发育深度大于50 m,沿线路纵向发育长21 m,是深纵比大于2.5的"深窄"型溶洞。传统施工方法风险较高,采用拱桥结构跨越该溶洞,可充分利用基岩的承载能力,较好地规避施工风险。具体介绍采用拱桥跨越溶洞的设计措施和施工工序。     

宜万铁路龙麟宫隧道2号溶腔处理施工技术

宜万铁路龙麟宫隧道2号溶腔大跨岩溶顶板处理难度大,施工风险高,创新地采用了立柱支顶与锚喷网结合防护进行顶板加固,采取复合地基+整体结构、单压式结构及框架结构等特殊隧道结构通过溶腔,换填、钢管桩注浆加固及深孔注浆加固的措施,提高了基底承载力,减小了工后沉降,可为类似工程提供经验。     

宜万铁路齐岳山隧道DK363+629高压充水溶腔处理技术

宜万铁路齐岳山隧道进口施工过程中,通过超前钻孔,探测到DK363+629溶腔,溶腔内充填物以清水为主,含少量泥砂,实测水压力0.68 MPa,单孔最大涌水量450 m3/h。针对该溶腔,先后进行了注浆试验和放水试验。注浆试验表明,在规模较大的充水溶腔中,注浆量难以确定,且会受动水影响,难以达到理想的注浆效果。放水试验表明,由于溶腔水的补给量难以确定,规模较大的溶腔补给量往往较大,因此仅通过钻孔放水是难以在短时间内达到排泄溶腔水的目的,且排水受地表降雨影响很大。在隧道进出口平导贯通后,通过方案比选,利于平导施作泄水支洞,对溶腔实施释能降压,然后爆开揭示溶腔进行观察,使溶腔处理变暗为明,从而可以得到可靠的处理方案。针对该溶腔,释能降压后,对溶腔基底采取换填,对隧道两侧设置护墙,对岩溶水采取引排、限排措施,隧道结构采取加强措施。     

马桑哨隧道穿越暗河处理综合施工技术

结合沪昆铁路客运专线马桑哨隧道穿越暗河的工程实践,介绍了隧区地层岩性、地质构造、水系和岩溶发育特征。根据隧区水文地质条件,分析了隧道遇到暗河系统的发育规模、涌水特征、稳定性等;根据该暗河系统的工程水文地质条件及与隧道的空间关系,对增设泄水洞方案、注浆封堵方案进行了对比和甄选;并详细介绍了复杂岩溶地质条件、穿越暗河地段容易引发隧道岩溶突水、突泥风险,以及施工过程中为预防涌突水而采取的工艺、方法等,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

钻爆法隧道防排水施工技术

从工程实践出发,系统介绍了钻爆法隧道防排水施工技术,包括超前地质预报探水、泄水洞排水、帷幕注浆堵水、小导管注浆止水、提高光爆质量、采用湿喷工艺、暗埋式排水管排水、隧道喷膜防水、衬砌结构自防水、隧道注浆堵漏止水等10个方面的防排水技术.     

泄水洞超小净距下穿高速铁路隧道设计

研究目的:针对泄水洞超小间距(1.9 m)下穿高速铁路既有运营线隧道的沉降控制难题,以兰渝线龙凤隧道泄水洞下穿既有龙凤隧道设计为例,通过理论分析、数值计算和现场试验段施工等方法,达到泄水洞施工中严格控制既有隧道沉降、保障既有隧道和线路安全的目的。研究结论:(1)通过采取"倒人字坡"设计,能增加两隧间净岩柱厚度,同时不影响泄水洞的施工和使用功能;(2)通过采取长管棚加小导管注浆预加固岩溶破碎地层,以及喷早高强混凝土、全环型钢钢架加强支护、注浆回填钢拱架背后的空隙等措施,能很好地控制既有线沉降,保障运营安全;(3)现场试验段施工能较好地验证设计参数和施工工艺;(4)本设计可对其他类似下穿铁路运营线工程设计提供借鉴。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。