古石背隧道岩溶段的综合治理

溶洞洞穴的存在易造成隧道围岩塌陷压垮二衬或悬空造成开裂等病害,给隧道施工、运营安全造成威胁.针对古石背隧道施工在隧道拱顶、侧面、拱脚、仰拱底部等位置出现岩溶洞穴的情况,根据溶洞对隧道不同影响和施工条件,采用了清除充填物、回填片石夯实或砼、注浆加固填充物、钢筋砼护拱、钢筋砼板跨越、封闭地表塌陷、疏排地表水等综合治理措施,施工结果表明治理是成功的.     

隐覆溶洞对地铁盾构隧道稳定性影响的数值分析

为研究岩溶区隐覆溶洞对盾构地铁隧道区间稳定性的影响，依托位于高原岩溶发育区昆明轨道交通4号线联大街站—吴家营站区间盾构地铁隧道工程，应用物探钻孔法和电磁波CT法勘探盾构地铁隧道区间的溶洞分布； 采用三维有限元数值分析方法，分别研究盾构隧道不同埋深时隧道下侧溶洞对隧道稳定性的影响，以及隧道周边溶洞半径、溶洞填充状态、溶洞位置、溶洞隧道间距对盾构隧道开挖稳定性的影响，分析岩溶发育区盾构法地铁隧道施工过程中隧道结构的稳定性。研究结果表明： 1）综合应用钻孔法和电磁波CT法，可较好地判断岩溶强发育区内的溶洞分布； 2）当隧道周边溶洞尺寸和位置不变时，盾构隧道围岩塑性区和变形量随溶洞埋深的增大而增大； 3）当隧道周边溶洞半径增大时，溶洞与隧道围岩间的应力集中区域变得分散，盾构隧道围岩变形量减小； 4）隧道周边溶洞内填充物及数量对盾构隧道围岩的变形量基本没有影响； 5）隧道周边溶洞位置对盾构隧道围岩变形的影响程度分别为盾构隧道围岩左、右侧的溶洞大于盾构隧道围岩下侧的溶洞，盾构隧道围岩下侧的溶洞大于盾构隧道围岩上侧的溶洞； 6）隧道周边溶洞仅在距隧道一定范围内才对盾构隧道施工稳定性有较大影响。     

齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

为解决复杂岩溶隧道溶洞处治难题,以利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道为依托,调研隧道施工过程中揭露的26处溶洞,分析溶洞的发育规模、充填特性、含水特性、发育位置与地质成因,采用数值模拟的方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,通过案例分析探讨隧道不同位置溶洞处治技术。结果表明： 1）隧道揭露中型溶洞最多,大型溶洞次之,小型和特大型溶洞最少,揭露溶洞多为无充填或部分充填的干溶洞,发育位置主要集中于掌子面; 2）隧址区气候和水文地质条件利于岩溶发育,但由于隧道高程较高,地下水位接近或低于隧道设计标高,未揭露含水溶洞; 3）溶洞与隧道交接部位隧道围岩位移量最大,需加强支护; 4）形成隧道不同位置、不同规模溶洞的处治技术与原则并应用到工程实际中,后期运营结果证明溶洞处治效果良好。 溶洞处治应建立规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术及针对性处治方案。     

溶洞对地铁隧道开挖稳定性影响的数值分析

利用岩土工程有限元软件MIDAS/GTS,对深圳轨道交通3号线区间地铁建设中的围岩稳定性进行三维数值分析,探讨了溶洞的不同分布位置、溶洞的尺寸大小及溶洞与隧道间的不同净距对地铁施工过程中围岩稳定性的影响。分析结果表明:上述各种因素对隧道周边围岩的变形、安全系数、土层塑性区和主应力的分布以及隧道衬砌环的弯矩分布等均有较大影响。当隧道拱腰侧面溶洞较大时,施工中应加强溶洞自身稳定的处理,以保安全。研究结果目前已用于实际工程的建设中,且对其他类似区域的盾构隧道施工有参考价值。     

公路隧道溶洞探测与处治技术

针对隧道工程建设中溶岩地质会对隧道结构稳定性产生较大影响的问题,以河百高速公路隧道施工为依托,采用地质雷达法对隧道进行超前地质预报。通过对电磁波在不同介质中的传播速度、波形振幅的差异以及掌子面地质观察和波形图进行分析,确定溶洞的位置、大小及规模;以隧道的实际开挖情况验证地质雷达探测溶洞的准确性,并对溶洞的处理方法进行比选。     

隧道侧部溶洞形态对安全距离影响分析

桑植隧道穿越灰岩地质时在隧道侧方常出现溶洞空腔,为保证隧道施工和后期运营安全,采用有限元软件构建三维数值模型,模拟隧道侧部出现溶洞且溶洞具有不同形态对隧道与溶洞间安全距离的影响。结果显示,隧道与溶洞间安全距离与溶洞跨度成正比,且和隧道埋深近似为线性递增关系,但溶洞高跨比对安全距离的影响较复杂,与溶洞形态存在密切关系。     

渝湘高速公路彭武段长滩隧道大型溶洞处治

渝湘高速公路彭武段长滩隧道左右洞在施工开挖过程中均出现了突水,涌水量约19000 m3/d。施工开挖和物探揭示左右隧道岩溶形态复杂,水平与竖向均发育,左右洞联通。结合不同地质条件,对本隧道大型溶洞处治设计方案进行研究,针对溶洞形态及地质条件,提出采用不同桥型处治左右溶洞,充分考虑结构安全、工程经济和施工的可行性。介绍隧道内桥梁设计思路,为类似工程设计、施工提供借鉴。     

洞壁厚度和水压对公路隧道施工突水的影响

为了避免突水事件的发生,并保证隧道施工安全,采用有限元法,对不同溶洞条件下公路隧道的施工过程进行了数值模拟分析,结果表明:在隧道施工中,溶洞洞壁的厚度和溶洞内水压力的大小是引起岩溶突水的关键因素。     

不同溶洞条件对大跨隧道开挖影响敏感性分析

该文以江西萍莲高速公路莲花隧道为工程背景,首先通过数值模拟软件建立大跨隧道在不同溶洞条件下的开挖模型,分析Ⅳ级围岩段某典型断面溶洞在不同位置、不同距离和不同扁平率3种条件下,大跨隧道开挖时地表沉降和拱顶沉降的发展变化规律,获取某典型断面隧道拱顶沉降和地表沉降的累积值,然后构建溶洞在3种水平条件下隧道围岩稳定性的正交试验模型,进行不同溶洞条件对大跨隧道开挖影响敏感性分析。研究结果表明:在不同溶洞条件下,溶洞位置是影响隧道开挖围岩稳定性的主要因素,其次是溶洞离隧道的距离和扁平率大小。     

不同溶洞条件下公路隧道施工的关键技术

对岩溶隧道的施工关键技术进行了详细研究,提出了隧道不同位置出现溶洞条件下的隧道施工方法和初期支护构造措施。该项技术将为岩溶地区高速公路建设提供安全保障,产生巨大的技术经济效益和社会效益。     

隧底岩溶洞对结构稳定影响的理论解

以温克尔弹性地基梁理论为基础,对岩溶地区隧道底部溶洞影响衬砌受力进行了研究,简化推导出了隧道拱脚部分等代梁的位移和内力计算公式,对比分析了不同溶洞规模、不同介质压缩模量之比情况下梁的受力状态。计算分析结果表明:溶洞填充物压缩模量的变化对衬砌受力有明显影响,溶洞填充物与围岩压缩模量越接近,则溶洞对衬砌受力的影响越微弱,反之,影响效果越显著;溶洞规模越大,其填充物压缩模量的变化对衬砌受力的影响幅度也随之增大;梁的反弯点在溶洞与围岩交界处,且交界处剪力达到最大值,往溶洞方向位移急剧增大,梁段处于不利受力状态,容易产生裂缝。     

隧道水灾害模型试验研究

针对隧道工程中出现的管涌、流砂以及隧道围岩中裂隙不同含水填充物的波速和介电常数的特性、二维探地雷达图谱缺点等对隧道水灾害的影响,采用模型试验、MATLAB编程可视化技术、Terzaghi和Taylor理论推导了管涌发生的准则.结果表明:隧道工程施工过程中,围岩裂隙保护层薄弱区最易发生水灾害;将二维探地雷达数据转化,构建三维图谱分析,其结果为复杂地质问题的雷达图谱解释提供了一种直观、可靠和准确性较强的处理方式,可判断裂隙的分布位置,裂隙填充物含水量大小以及渗水病害程度,也是防止施工过程中出现管涌、流砂、突水、涌水等灾害的有效手段,给隧道防排水设计和注浆提供了一定的依据,为同种类型的项目探测解释和病害评价提供了科学依据.     

垂直循环带溶洞对隧道施工危害性评价体系研究

处于岩溶垂直循环带的隧道施工遭遇溶洞时面临很高的突涌泥与塌方风险.为判别溶洞对隧道施工的危害性,从而为溶洞处治施工决策提供依据,采用定量与定性相结合的方法建立了溶洞对隧道施工危害的评价体系.首先,依据溶洞充填物涌出、地表塌陷、洞内坍塌等3种灾害类型划分溶洞对隧道施工的危害等级;其次,选取溶洞与隧道相对位置、溶洞规模、溶...     

海德隧道溶洞处治

地质勘探资料表明,海德隧道穿越灰岩地带,岩溶发育,实际施工过程中,在隧道拱部边墙及隧底均发现溶洞。根据溶洞与隧道位置关系,提出了不同处治方案,并在施工过程中加以应用实施,为后期施工积累了经验。     

岩溶区运营公路隧道衬砌受力特性模型试验分析

岩溶区隧道的修建改变了原有地下水平衡,溶洞的存在会使水压力集中作用在隧道衬砌上产生集中应力,严重威胁到隧道的正常运营与安全。以广东省岩溶地区运营公路隧道为工程依托,基于室内隧道模型试验,研究岩溶区运营公路隧道在不同溶洞空间分布形态大小特征、不同节理倾角、强降雨条件下衬砌的受力特性,以隧道衬砌表面应变、孔压、土压力和衬砌周边围岩位移的试验测试数据为分析依据,得出结论:沿经过隧道衬砌中心位置走向为45°和135°的溶洞对隧道衬砌不良作用大;溶洞的直径对于隧道衬砌受力特性影响最小,其作用主要是通过与围岩节理面倾角和溶隧间距(溶洞与隧道)的组合来体现;溶洞与隧道距离约在该距离为1.5倍隧道直径时,隧道衬砌的安全性最差;围岩的节理面倾角对隧道衬砌安全性的影响较为复杂,主要表现为以围岩沿节理面方向运动发生的附加应力作用和地下水沿节理面渗流所发生的孔压调节作用。     

高速公路隧道超大型溶洞处治技术研究

以湖北宜都至来凤高速公路太平隧道施工中遇到的超大型溶洞为例,根据溶洞形态和工程地质条件,通过多种方法对溶洞稳定性进行分析。结果表明:溶洞现状整体基本稳定;综合考虑溶洞稳定性评价结果、施工的安全性等,对太平隧道超大型溶洞处理技术进行研究,提出了保留顶板,洞内分别采用暗挖、明洞、立柱和梁板以及揭开顶板共4个方案,从技术支撑点、优缺点等方面进行方案比选,最终确定采用保留溶洞顶板,洞内采用明洞方案。     

溶洞对隧道围岩稳定性影响的数值分析及应对措施

岩溶等不良地质情况的存在对隧道建设极易产生极大的安全隐患。为研究隧道上部既有溶洞对隧道围岩的影响,以霍永高速某隧道为工程依托,通过有限元计算软件MIDAS GTS建立起隧道结构与围岩的数值模型,着重研究了上部溶洞在不同位置及不同大小的情况下隧道衬砌的位移及应力变化特征。结果表明:溶洞对围岩位移产生了显著的影响,其中拱顶下沉的增幅最大;溶洞的半径越大,围岩所产生的变形也就越大;当溶洞半径R=2m时,随着溶洞距离的增大,剪应力并未发生任何实质性的变化;当距离L=2m时,随着溶洞半径的增大,剪应力逐渐增大。于此同时给出相应的应对策略,以降低施工及后期运营过程中的安全风险。     

岩溶尺寸及位置对隧道基底加载沉降的影响研究

建立了岩溶隧道概化模型,运用FLAC3D有限差分软件对隧道基底在加载过程中,不同尺寸及位置的全充填性溶洞的影响进行了数值研究。结果表明:溶洞尺寸和位置的影响存在界限值,岩溶顶板安全厚度为0.4倍隧道直径,岩溶上边界影响范围为1倍隧道直径,岩溶下边界影响范围为3倍隧道直径,岩溶左右边界影响范围为2倍隧道直径;当岩溶超过上述影响范围时,隧道设计、施工可不考虑溶洞影响。     

岩溶地区双隧道开挖围岩稳定性数值分析

结合广乐高速公路长基岭隧道施工工程,利用有限差分软件FLAC3D对2条隧道之间岩体中含有溶洞情况下的隧道围岩稳定性进行数值模拟研究。结果表明:隧道开挖后,隧道围岩分别向隧道内和溶洞内变形,且变形幅度随着溶洞尺寸的增大普遍变大;隧道围岩塑性区分布位置和范围随着溶洞尺寸的不同出现明显的变化;隧道底部围岩由于拉应力的出现可能使围岩产生过大的变形和岩体破坏,对其稳定性要给予特别的重视。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

隧道底板下富水溶洞处治技术

为了解决南阳一隧道YK37+930底板下大型富水溶洞处治难题,通过超前地质预报、钻探和人工洞下查看等探测技术,采集了溶洞区域的地质资料,进行了溶洞形态描述。对溶洞区域内的水文、地貌、落水洞分布等情况进行了调查研究,依据收集到的资料提出了对隧道底板下富水溶洞采用地表落水洞封堵和洞内拱桥跨越相结合的处理方案,介绍了富水溶洞隧道洞内施工关键点。经过运营监测,证明溶洞的处理方案及施工方法都是正确的,可为今后类似工程提供借鉴。