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。     

岩溶区深埋隧道围岩力学特性分析

建立溶洞—隧道体系的围岩力学特性理论分析模型,采用Schwarz交替法推导既有溶洞条件下开挖深埋隧道时围岩应力和变形的解析解。以齐岳山铁路隧道为例,将围岩力学特性的解析结果与有限元数值结果进行对比,验证了模型解析解推导过程的准确性。分析结果表明:溶洞的存在使隧道开挖过程中围岩产生了偏压现象,靠近溶洞一侧的围岩产生了明显的竖向应力集中,两侧水平应力则差别不大;靠近溶洞一侧围岩产生了更大的水平位移,两侧最大值之比约为1.7;随着溶洞与隧道净距的增大,偏压现象逐渐减弱,净距大于1.5倍溶洞直径时,可以忽略溶洞对深埋隧道围岩应力的影响。     

隧道高压富水断层信息化跟踪注浆技术

在宜万铁路齐岳山隧道F11断层施工中采用信息化跟踪精确注浆法进行注浆堵水加固,有效地解决了注浆设计施工与地质紧密结合难题,优化了注浆加固圈厚度和钻孔数量,较好地提高了功效,攻克了齐岳山隧道高压富水F11断层施工难题。     

齐岳山隧道超前钻探施工技术

齐岳山隧道是宜万铁路8座高风险隧道之一,地质条件复杂,不良地质多,施工难度大。结合齐岳山隧道超前钻探施工技术在岩溶高压富水区、断层破碎带和暗河等不良地质段的应用,简要介绍超前钻探施工技术、施工方法、分析判断和成果报告等内容。     

齐岳山隧道施工安全防护技术

齐岳山隧道是宜万铁路八座高风险隧道之一,地质条件复杂,不安全因素多,施工风险大。文章结合齐岳山隧道长大坡度斜井运输、瓦斯突出、突泥涌水和坍塌掉顶防范措施情况,简要介绍了应对此类风险的工程技术措施和安全防护设施,以及隧道施工应注意的其它安全事项。     

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。     

采用小管棚结合桩基托梁技术使隧道通过溶洞

在岩溶地区进行隧道施工，经常遇到地下溶洞，溶洞形式多，构造复杂，给隧道施工造成较多困难，株-六铁路复线新得哥洛隧道，采用小管棚结合桩基托梁技术，克服了困难，确保了隧道安全顺利地通过溶洞。     

疏导为主、堵排结合的隧道过溶洞施工技术研究

结合渝怀铁路金洞隧道的溶洞产生原因,具体阐述隧道施工遇各类溶洞的施工技术,总结隧道遇溶洞的施工经验。     

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。     

近接溶洞条件下隧道施工掌子面变形破坏特征数值分析

以宜万铁路齐岳山隧道工程为背景,以危险地段的岩溶地质条件为基础,应用三维有限元分析方法,在隧道掌子面前方的溶洞规模大于、等于和小于隧道掌子面规模的3种情况下,模拟分析不同岩体厚度、不同岩溶水压力时隧道掌子面的变形破坏规律。研究结果表明:当溶洞直径大于或等于隧道直径时,相同岩溶水压力作用下掌子面变形值相近,当溶洞直径小于隧道直径时,掌子面变形量小;掌子面变形量最大值出现在掌子面中心位置;当掌子面与岩溶洞壁之间的距离大于2.0 m时,掌子面变形量增加并不明显;在溶洞内无水压力条件下,掌子面岩体塑性区范围很小,但随着水压力的增大,塑性区的范围逐步增大。     

齐岳山隧道穿越高压富水宽张裂隙注浆堵水施工技术

齐岳山隧道是我国在建的宜昌至万州铁路线的关键性控制工程之一,隧道的主要工程地质问题有暗河、断层、宽张裂隙及伴随的高压涌(突)水、岩溶涌(突)水、高应力及煤层瓦斯等,所以隧道在修建过程中需采用多种辅助工法穿越众多的不良地质段。主要介绍和探讨该隧道穿越富含高压水的宽张裂隙时所采用的超前帷幕注浆堵水施工技术,为今后在类似工程中施工提供借鉴。     

齐岳山隧道出口二次衬砌施工技术

介绍了齐岳山隧道出口工区衬砌的施工工艺和方法,着重阐述施工过程(工序)控制项目和要点,原材料控制项目和主要技术指标,分析了质量通病产生的原因和控制方法。     

齐岳山隧道＋626溶腔综合施工技术研究

通过介绍齐岳山隧道＂＋629＂溶腔综合治理手段,通过从开挖施工期间准确探测溶腔,前期放水试验,后期补充勘探,平导贯通后＂释能降压＂施工,到爆破泄水和结构物施工等方面的详细介绍,为类似的岩溶隧道施工积累了一点经验。尤其在进行＂释能降压＂施工时,避免了类似宜万铁路其他隧道在泄水施工时对隧道内各种设施、设备的影响,真正做到＂完全释能＂后在进行开挖施工时,泄水未对隧道其他施工造成任何影响。     

齐岳山隧道德胜场槽谷暗河岩溶水文地质问题

齐岳山隧道是宜万线控制性工程。位于隧道中部的德胜场暗河对其造成极大威胁。本文分析了齐岳山隧道德胜场槽谷、暗河、岩溶水等相关的水文地质问题以及它们对隧道的影响,并提出了预防加固措施的建议。     

反坡富水岩溶隧道抽排水系统的设置和应用

反坡富水岩溶隧道施工的主要难题是反坡抽排水,而快速有效地排除反坡施工地段的积水,对隧道的施工组织和现场管理影响重大。通过对宜万铁路齐岳山隧道进口段抽排水系统设置的论述,进一步说明快速有效的排水系统和良好的排水管理可以为富水岩溶反坡隧道施工提供相对安全的施工环境,进而为溶腔探测试验提供可能。     

注浆加固块石堆积体在野三关隧道中的应用

以宜万铁路野三关隧道DK124+602大型富水溶腔的注浆加固为例,从注浆加固的方案制定到注浆材料的选择、配合比的选定、注浆压力的选择及注浆效果评定等方面详细介绍了溶腔体的注浆原理和过程,为类似工程的施工提供了宝贵的经验。     

大倾角长大通风斜井隧道施工技术

白云隧道通风斜井工程地质及水文地质条件复杂,通风斜井倾角23.5°,洞身长度超过1 000 m,工期紧,施工难度较大。结合白云隧道通风斜井的施工,介绍了大倾角长大通风斜井隧道的施工技术。白云隧道通风斜井在施工过程中合理引入矿山设备,并充分借鉴同类斜井的施工经验,有效解决了大倾角条件下斜井开挖、出碴运输和衬砌施工中的难题。     

新九燕山隧道主洞与辅助坑道交叉口施工技术

根据包西铁路大断面红黏土隧道新九燕山隧道施工实例,就斜井和大跨度红黏土隧道交叉口施工方案进行选择,并对斜井向正洞施工方法的转化、施工技术措施等进行阐述。     

宜万铁路野三关隧道高压富水充填溶腔溃口处理技术

研究目的:宜万铁路野三关隧道602溶腔双层初期支护完成后,受地表强降雨影响,使溶腔内形成高压水,从而击穿双层初期支护。通过实施高位泄水支洞降低水压力,采取注浆堵水固结溃口块石堆积体,以及超前管棚预支护措施,完成溃口处理。研究结论:采取注浆技术和管棚预支护措施,可以有效固结块石堆积体。采用大扭矩、高转速钻机,当扭矩为1 200~2 000 N.m、转速为300~500 rpm时,钻穿一榀I20钢架时间为30~1 h 30 min。采用硫铝酸盐水泥单液浆和普通水泥-水玻璃双液浆组合型注浆材料配套体系,按由下到上、先外后内、间隔跳孔的注浆顺序,采取合理分段长度进行前进式分段注浆,按定量定压相结合原则,可以解决周边排水条件下的注浆控制。块石堆积体经注浆改良后,施作76 mm管棚超前预支护,能保证隧道溃口段的安全施工。