宜万铁路齐岳山高压富水岩溶隧道施工技术研究

齐岳山隧道全长10526m,工程地质和水文地质极其复杂,主要地质构造为齐岳山背斜,隧道穿越二、三叠系厌岩地层,全部位于可溶岩地段。     

宜万铁路齐岳山隧道标准化管理实践

被列为铁道部标准化建设示范工点之一的宜万铁路齐岳山隧道,是高压富水断层及岩溶隧道的典型代表。隧道施工过程中遭遇10条断层,3条暗河,大小溶洞187个,其中22个规模较大。施工中穿越宽达253 m的F11高压富水断层,现场实测水压高达2.6 MPa,单孔涌水量达790 m3/h。参建各方以标准化管理为保障,以科研攻关为突破口,齐心协力,奋勇拼搏,成功攻克了这一世界级隧道修建难题。本文根据标准化管理的要求和现场施工实践,对齐岳山隧道标准化管理经验进行了初步总结,以期对今后类似工程特别是复杂岩溶地区高风险隧道施工管理提供借鉴。     

宜万铁路齐岳山隧道高压富水断层带注浆加固技术

如何"安全、优质、高效"地预加固高压富水断层带,是国内外隧道施工中面临的一大难题。以宜万铁路齐岳山隧道进口F11断层为例,简单阐述高压富水断层注浆加固施工管理的基本原则及"堵水固岩"的加固理念,同时,介绍了注浆设计的相关参数、机械设备配套、注浆施工整套工艺流程、注浆关键技术措施等,还列举了注浆效果评定的关键控制参数,加固速度可达1.2 m/d,堵水率可达95%以上。     

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。     

宜万铁路齐岳山隧道F11高压富水断层特征及工程对策

介绍宜万铁路齐岳山隧道F11高压富水断层的地质背景、岩体结构、地下水赋存状况等工程水文地质特征,结合施工中发生的泥石流和坍塌情况,阐述隧道穿越该断层时发生突水、突泥(石)的主要原因,详细论述隧道穿越F11高压富水断层带采取的"分水减压、注浆加固、加强支护、综合治理"处理原则和相应的综合工程处理对策,对类似工程具有十分重要的参考价值。     

宜万铁路白云山隧道软弱地质岩溶富水段施工技术

软弱地质岩溶隧道的主要特点是充填软塑状黏土,岩溶、地下水、暗河发育,极易发生塌方、突水、突泥等地质灾害,结合宜万铁路白云山隧道采取的安全有效的施工措施,对软弱地质岩溶隧道施工方法进行探讨,首先利用综合超前地质预测预报手段进行预测;其次根据预测结果采用科学开挖支护及帷幕注浆施工技术对各类软弱围岩地段及点、线状出水段进行施工,取得良好效果。     

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。     

宜万铁路云雾山隧道溶洞施工技术

宜万铁路是铁路岩溶隧道施工的宝库,云雾山隧道是宜万铁路的八大风险隧道之一,施工中采用多方位立体式的岩溶溶洞探测手段,在探明溶洞的基础上,严格遵循"以疏为主,堵排结合,因地制宜,综合治理"的原则,选择合理科学的溶洞处理方法,根据岩溶溶洞的发育规模及特征,采用预先处理施工技术或者溶腔揭示后的施工处理技术,降低和排除岩溶隧道溶洞的施工风险,确保了施工安全和工期。云雾山隧道采用了多种岩溶溶洞的处理技术,可为同类隧道的施工提供借鉴。     

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。     

宜万铁路岩溶隧道地质综合超前预报技术

全面介绍宜万铁路岩溶隧道施工阶段综合超前预报的实施情况。通过对国内外隧道工程施工地质预报技术发展现状的调研,结合宜万铁路工程地质特点,确定宜万铁路岩溶隧道采用"地质—物探—钻探"的综合预报原则,选定地质素描、地震波法、地质雷达、深孔水平钻探、加深炮孔5种超前预报方法。首次系统构建了一套基于岩溶隧道风险分级和施工地质分级基础上的岩溶隧道地质超前预报模式,并把地质超前预报首次纳入工序管理,对宜万铁路岩溶风险隧道的顺利建成起到了关键性的作用,对今后岩溶隧道工程超前预报技术有较大的借鉴价值和指导意义。同时对5种预报方法在现场的实施情况及技术提高方面的问题进行了探讨。     

宜万铁路云雾山岩溶隧道超前管棚施工技术

介绍了为解决宜万铁路云雾山隧道围岩破碎、失稳的问题所采用超前管棚施工技术,并对该施工前的准备工作和钻孔施工、管棚安装、注浆工艺进行阐述.使用超前管棚可提前发挥支护作用,有效保证岩体稳定,减少地表下沉和防止围岩松弛或崩塌,从而确保隧道施工的安全与进度.     

宜万铁路高风险岩溶隧道应对措施

宜万铁路其地形、地质条件之复杂集西南山区铁路之大成,建设条件之艰、难、险居我国铁路历史之最。在宜万铁路的风险管理中,摸索、探讨和系统总结了一套应对措施,包括管理措施和技术措施,其中,管理措施有八项风险管理机制、地质和隧道分级管理及督办制度、Ⅰ级风险隧道管理制度、专家指导制度等;技术措施包括施工地质预报、水文观测、施工安全条件、防灾报警、注浆加固、释能降压、溶腔结构处理规模化及长期监测等内容。     

宜万铁路隧道复杂岩溶及断层处理技术

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,其中,野三关等5座隧道岩溶及断层处理又最为复杂。野三关602溶腔、大支坪990溶腔、云雾山617组合溶腔、马鹿箐978溶腔、齐岳山F11断层等工程难点的处理措施主要有:建立水文观测来分析降雨、水量、水压之间的关系;超前地质预报特别是钻探判断溶腔规模;建立避险预警系统和视频监控,对相邻洞室进行封堵,规划泄水线路,将潜在的工程风险转化成工程措施;针对不同溶腔特点采用释能降压与加固注浆、管棚等措施相互组合,对高压富水断层采用排堵结合,采取信息化跟踪注浆工艺,效果较好;结构处理中对开挖线以外一定范围内的空腔回填混凝土,加强初期支护和二次衬砌,对结构进行长期观测以判断其安全性。     

宜万铁路野三关隧道进口段快速施工技术

结合野三关隧道进口段创造了铁路史上独头掘进达8 055 m的纪录,施工过程中一直保持均衡、高效的施工实践;介绍长大隧道从施工方案的选择、施工设备配置及管理、施工技术管理、施工进度管理等几个方面内容,对长大隧道独头快速掘进施工有一定的参考价值。     

宜万铁路八字岭长大隧道施工通风技术应用研究

通过对八字岭隧道进、出口通风方案的设计、实施及在实施中对存在问题的解决方法进行研究,对压入式通风、混合式通风、巷道式通风在八字岭隧道的应用进行总结,为类似长大隧道施工的通风应用提供参考。     

宜万铁路复杂岩溶隧道结构安全性监测技术

结合新建宜昌—万州铁路工程地质情况、实际施工状况和齐岳山隧道、马鹿箐隧道、云雾山隧道、大支坪隧道、野三关隧道、龙麟宫隧道、石院子隧道等高风险隧道8个工点的结构安全性监测设计及现场实施情况,介绍宜万铁路复杂岩溶隧道结构安全性的监测技术,采用BGK-M ICRO分布式网络测量系统及配套的BGKLogger软件系统进行用户管理、测量管理、数据管理和通讯管理,实施自动监控和数据分析处理,及时提供安全监测信息,有效地指导了施工,保障了结构的安全性,在工程应用中取得了良好的效果。     

宜万铁路野三关隧道施工防灾预警及救援技术

主要介绍宜万铁路野三关隧道通过建立施工安全风险等级管理体系、设置可靠的防灾预警、逃生救援系统和防灾应急演练等技术,达到有效预防岩溶隧道不良地质灾害及减轻灾害破坏程度的目的。     

宜万铁路云雾山隧道溶腔段双连拱隧道施工技术

介绍宜万铁路云雾山隧道溶腔段双连拱隧道施工过程。在先行施工了右侧正洞的情况下,通过在右洞侧加固中导洞顶部岩体,分段开挖余下半边中导洞,对中墙顶部采用工字钢架支顶和喷射混凝土回填中墙顶部空隙,完成先进洞的二衬后,再进行后进洞的开挖、初衬和二衬,成功完成了该段双连拱隧道施工。     

宜万铁路高风险岩溶隧道全面贯通

12月10日，宜（昌）万（州）铁路最后一座高风险岩溶隧道——齐岳山隧道顺利贯通，标志着宜万铁路这条国内地质最复杂、工程最困难的山区铁路建设取得了决定性胜利。随后，宜万铁路高风险岩溶隧道全面贯通表彰暨确保2010年全线开通运营动员大会在湖北省恩施土家族苗族自治州齐岳山隧道口举行。铁道部党组书记、部长刘志军在大会上发表讲话。     

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。