隧道穿越断层破碎带的安全施工技术

研究目的:隧道工程穿越断层破碎带是施工中经常遇到的问题,它的难点在于容易出现突水、突泥、溜渣等地质灾害。本文对隧道穿越断层时遇到突水突泥溜渣的安全施工技术进行探讨,为安全施工和保证质量与工期探求合理的解决办法。研究结论:本文以张集铁路旧堡隧道为例,对隧道穿越F3断层破碎带及富水区的安全施工技术进行研究,提出了"排水降压、有水必排、岩变我变、超前支护、确保安全"的原则,指出了解决高压水问题是防止灾害发生的关键,为安全施工提供了重要保证。     

破碎带地层盾构隧道建造关键问题

断层破碎带是引起盾构隧道施工灾害的关键因素之一，其形态各异、岩性复杂以及高渗透性，都极易导致隧道涌水、塌方等施工灾害，给隧道安全高效掘进带来了巨大挑战。总结分析断层破碎带的形成机理，包括破碎带地层的形成原因、破碎带地层的岩体性质及其与盾构施工安全之间的内在联系。重点介绍了近年来盾构隧道穿越破碎带所面临的刀具磨损、开挖面稳定控制、同步注浆质量控制、衬砌外水土压力确定、破碎带地质预报和地层处理等方面问题。结果表明：断层破碎带岩体破碎，黏聚力低，渗透系数从10^-5～10^-3 cm/s不等，且含水率较高；对于高水压断层破碎带管片结构防水应采取防、排结合，以排为主、以防为辅；含断层破碎带盾构隧道工程建设应做好断层破碎带的综合超前地质预报，将传统的地质分析法、超前钻孔法等与新型探测技术、数字技术相结合。研究结果可为盾构隧道穿越断层破碎带提供借鉴与指导，对进一步提高中国隧道及地下工程建设水平有着积极意义。     

高铁隧道穿越断层破碎带施工方法及稳定性分析

针对新建福州—厦门高速(350 km/h)铁路碧峰寺隧道穿越F7断层破碎带施工潜在的地质灾害,提出隧道采用三台阶临时仰拱、超前帷幕注浆、弱爆破、早封闭、勤量测的联合施工方法穿越断层破碎带,利用有限差分程序建立了三维数值计算模型,研究了施作和未施作超前注浆预加固作用下隧道施工破碎带围岩的稳定性。研究表明:预注浆加固措施作用下,断层破碎带隧道施工围岩最大变形量降低了137.8 mm,达到了设计的预留变形量,拱顶和拱脚附近应力集中明显减弱,改善了围岩的稳定性,提出的施工方法对破碎带围岩扰动小;结合现场施工监测数据,验证了这种断层破碎带联合施工方法的可行性和适用性;最终隧道施工成功穿越了断层破碎带,保障了工期和施工安全,能为类似工程提供借鉴意义。     

德兴至上饶高速公路怀玉山隧道穿越断层地段爆破施工技术

怀玉山隧道穿越断层地段，由于岩层破碎易诱发透水、塌方等事故，造成隧道施工困难。隧道施工爆破设计遵循“短循环、多打眼、少装药、弱爆破”的原则，介绍了爆破开挖方法、爆破参数和安全防护措施。实践证明，所采用的方法在隧道穿越断层地段取得了良好效果，可为类似工程的施工提供借鉴。     

喀拉萨依隧道断层破碎带综合监测技术研究

断层破碎带是隧道工程中难度大、极容易出现事故的地段。本文结合新疆喀拉萨依隧道工程,运用综合超前地质预报技术对该隧道F7断层破碎带区域地质特征进行了精度较高的地质预报,并制定了相应的开挖支护方案。同时,对该断层破碎带施工过程中围岩变形、拱顶下沉等进行量测和数据分析,并将分析结果及时反馈于施工过程,最终实现喀拉萨依隧道安全、快速穿越该断层破碎带。其成果可以为隧道穿越类似断层破碎带的设计施工提供参考。     

穿越断层破碎带铁路隧道施工安全多重风险网络研究

目前,针对穿越断层破碎带隧道施工安全风险的研究多聚焦于单一风险事件或单一风险因素,缺乏从风险传导视角对安全风险展开具体研究.选用扎根理论质性分析31份铁路隧道工程风险评估报告,识别断层破碎带隧道施工安全风险因素,提炼安全风险因素之间的因果逻辑,构建安全风险传导网络;利用社会网络分析法(SNA)识别安全风险传导网络中的关键风险因素及关键链路,以此提出风险管理策略并高效阻断风险传导.研究结果表明:穿越断层破碎带隧道工程施工安全风险包括10类,可归为外部环境风险、施工技术风险和施工管理风险三大类;探明了50条关键的风险传导链路,并基于风险链路提出的安全风险管理策略可有效降低穿越断层破碎带隧道工程施工的安全风险.     

天河山隧道断层破碎带施工处理技术研究

根据天河山隧道正洞进出口及1#斜井断层破碎带工程地质、水文条件情况,采取超前地质预报、断层破碎带施工及监控量测处理技术,为实现现阶段隧道穿越断层破碎带快速、安全施工创造了条件。     

某隧道断层破碎带处结构分析与设计

隧道穿越断层或通过断层影响区是一个复杂而普遍的问题,由于断层破碎带隧道施工及结构的受力条件复杂,结合某公路隧道,分析在断层破碎带处设置抗震缝与无抗震缝条件下该隧道主体结构的水平横向位移、水平横向加速度和主应力的变化特点。根据断层破碎带处围岩的实际情况设计中采取相应的措施,确保工程质量及施工安全。     

山岭隧道高压富水断层处理方案探讨

长大山岭隧道不可避免地要通过断层破碎带等不良地质,在隧道施工过程中,尤其是在断层带地下水发育、导水性良好、补给充分的情况下,极其容易发生突水突泥等地质灾害,严重影响施工及运营安全。本文对龙南隧道F8高压富水断层破碎带工程情况进行了综合分析,简要论述了穿越该断层所采用的超前支护措施、加强型排水衬砌、地表降水等综合工程措施,可有效控制隧道施工突泥涌水,技术经济效益高,可达到预期效果,可为今后此类隧道的设计与施工提供参考。     

隧道穿越水库下断层破碎带帷幕注浆施工技术

通过燕居岭隧道穿越水库下断层破碎带施工实例,系统地介绍了采用帷幕注浆加固围岩的原理、设计、施工方法、施工工艺、浆液调制等,对隧道穿越水库下断层破碎带提出了一种行之有效的施工方法,该方法对同类工程具有借鉴作用。     

四川地区红层隧道裂隙高压天然气突出预防与预注浆封堵技术

为了解决四川地区红层隧道裂隙高压天然气突出给施工安全、进度带来的极大危害和制约,通过对红层裂隙高压天然气突出条件分析、突出预防措施和钻孔排放、预注浆封堵裂隙技术等方面进行了研究,得出非伴煤型高压天然气突出与断层和节理带密切相关;隧道穿越该特殊地质构造带,采取钻孔排放或注浆封堵裂隙的施工措施能够保障隧道安全和正常施工。     

南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术

研究目的:南广铁路白云隧道施工中遇到断层发生小型突泥,清淤时发生大规模突泥突水,造成人员伤亡,形成灾害。研究结论:(1)超前地质预报是防范突泥突水的有效手段,施工中必须严格实施,当施工中发生突泥时,必须进行清淤安全评估,贸然清淤将十分危险。(2)采用注浆法成功地处理了突泥突水溃口并完成断层破碎带的安全施工。(3)通过采取堆渣挡护、迂回施工、正洞处理等技术措施,完成该隧道断层破碎带的处理,可供类似工程参考。     

雁门关隧道破碎带突泥处理施工技术

长大隧道施工中通常穿越断层破碎带,在裂隙水发育的断层破碎带发生突泥,将严重影响隧道施工。结合北同蒲取直线雁门关隧道破碎带突泥施工处理实际,介绍了封闭掌子面、临时套拱加固临近突泥段初期支护、施作50密排双层超前小导管及上弧初期支护、突泥段套拱施工、左右交错开挖下导并施作初期支护、施作仰拱及二衬等断层突泥处理方法,对同类隧道工程有借鉴意义。     

断层条件下的隧道预支护设计与施工

齐岳山隧道穿越F11断层.此断层规模宏大,断层带导水,核心带岩体破碎,富含高压水,其主要工程地质问题是岩溶富水、突水突泥,高压裂隙水等,施工难度极大.其中,进口处为反坡施工,施工难度和安全风险尤为突出.为确保顺利通过,采取隧道超前预支护综合措施,即通过实践更新注浆设计理念,确定了断层条件下的注浆设计及注浆参数,优化了超...     

大台竖井钻爆施工方案探讨

根据乌鞘岭隧道大台竖井工程爆破前期施工经验,通过各种爆破方案比选,摸索出适宜于断层破碎带内并满足快速施工要求的深竖井爆破施工方案.     

胶州湾隧道穿越海底断层破碎带施工方案探讨

研究目的:胶州湾隧道需穿越海底断层破碎带,因工程地质勘察手段的局限性,决定了勘测阶段的地质资料不足.海底隧道施工又具备无限的水源,涌水的通道(断层裂隙),水压和施工扰动4大突水条件,施工中稍有不慎很可能导致沉陷坍塌、涌突水事故发生,产生灾难性后果,因此,制定切实可行的施工方案是关键.研究结论: (1) 采用超前地质预报摸清断层破碎带的位置、性质、规模及其海水连通性,为隧道施工提供预报信息.(2) 采用帷幕注浆加固是海底隧道施工的灵魂性技术,是工程成败的关键.(3) 设置防水闸门作为最后对水的防线,是海底隧道施工最重要的安全设施.(4)制定施工紧急预案,遇到问题即可迅速采取相应对策,以使海底隧道的施工做到万无一失.     

高寒特长隧道高应力富水环境下的结构技术研究

由于位于富水断层破碎带的山岭隧道地层岩性复杂、围岩破碎,地下水补给源充分,在施工中严重影响了隧道围岩的稳定性,极易发生高压突水等地质灾害。本文结合大坂山隧道富水断层破碎带的施工,通过使用FLAC3D有限差分数值模拟软件中的流固耦合模块,研究了该类高寒特长大隧道在高应力富水环境下的结构安全技术,分析了在断层破碎带区域施工过程中的渗流规律以及掌子面稳定性的流固耦合机理,并对隧道开挖过程中产生涌水灾害时掌子面前方水压、掌子面变形和掌子面塑性化规律进行了研究。在对比分析不同开挖方法的基础上,提出了合理的开挖方法和支护措施(采用小导管预注浆加固结合H175型钢进行支撑),有效地控制了围岩的变形,很大程度保证掌子面稳定。     

山岭隧道高压富水断层破碎带注浆施工技术

研究目的:山岭隧道断层破碎带地层岩性复杂,围岩破碎,在地下水补给源充分的条件下,极易发生高压突水等地质灾害,严重影响施工安全和进度。为了有效地预测和治理隧道断层破碎带涌水,防止发生隧道突发涌水等地质灾害,需要对断层破碎的地质特征以及处理措施进行深入研究。研究结论:隧道注浆堵水的方式一般要结合现场开挖揭示围岩情况和前方地层超前预报结果合理选择。隧道高压富水断层破碎带应采取超前预注浆堵水措施,以达到降低围岩的渗透系数,减少地下水流失的目的。注浆结束后应采取施作检查孔等方法对注浆效果进行检查和评定。     

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。     

穿越多断层破碎带隧道自适应结构走滑错动特性研究

在活动断裂构造带地区,断层运动往往是沿断层带发生,自活动盘到破碎带错动位移表现出逐级传递的特征,因此穿越活动断裂带的隧道结构应力、变形特征也受到断层错动形式的影响。依托西部高烈度区某穿越大型活动断裂带的公路隧道工程,通过数值模拟分析穿越多断层隧道结构在断层多级走滑错动下的位移、应力响应规律,得出隧道结构纵向基于多断层蠕滑错动的影响分区;建立基于柔性初支、刚性二衬和节段铰接的穿越蠕滑断层隧道自适应结构,探究在错动区和缓冲区内设置隧道自适应结构的抗错性能。研究表明：隧道围岩性质的差异是影响穿越断层破碎带隧道结构变形和应力的最重要因素,隧道自适应结构在蠕滑错动过程中,柔性初支能够吸收部分围岩传递至隧道结构的变形,柔性接头的剪切变形和衬砌节段的刚性转动能够承担较大的位错,随着隧道衬砌节段长度的减小、接头数量的增加,各个接头的剪切变形角和衬砌节段偏转角都将减小,大幅提升结构的抗错安全性。