自进式管棚施工技术在软弱围岩隧道中的应用

针对传统管棚在软弱围岩段施工时易塌孔、送管困难等难题,以郑万铁路高家坪越岭隧道为工程实例,建立简支梁模型,对R51×10自钻式锚杆作管棚替代Φ76×6钢花管管棚的可行性进行了分析。结果表明:自进式管棚的抗剪强度和抗弯强度分别达到236.41,118.2 MPa,满足支护设计要求。采用自进式管棚对不同隧道Ⅴ类围岩段施工跟进2 043 m,施工效率达1.42 m/min,整体效益较钢花管管棚支护提高22%。以直径减少33%的自进式管棚替代钢花管管棚,在保证围岩支护安全的同时可提高施工效率、降低劳动强度,解决软弱围岩隧道的施工问题。     

提升C6钻机钻孔速度探讨

关角隧道在使用进口钻孔注浆设备C6钻机的过程中,为提高钻孔效率,对该钻机进行钻速试验,经过分析提出了提高钻孔速度的一些技巧和方法.施工实践表明,这些技巧和方法效果较好,经济效益显著.     

水中长大钻孔桩施工技术

南京长江隧道右汊大桥为独塔自锚式悬索桥,主塔基础采用钻孔灌注桩基础,为14φ2．5m钻孔灌注桩,柱桩设计,桩长87m,桩身进入粉细沙层及弱风化粉砂质泥岩等复杂地质,入岩深度均不小于38m。针对这种水中、复杂地质条件下、大直径、入岩深钻孔桩,采用水中钢平台、气举反循环钻机钻孔施工,圆满地完成了钻孔桩施工任务,为此类超大型钻孔桩施工积累了经验。     

复杂地质条件下钻孔灌注桩钻孔技术研究

京沪高铁淮河特大桥基础由8根2.2 m钻孔灌注桩组成,设计桩长50 m。桥位处地质情况复杂,需穿越6 m厚花岗岩。钻孔桩采用先搭设水中钻孔平台,再用气举反循环钻机钻孔的方法进行施工。通过对深水钻孔平台的设计施工、不同地质条件下钻压钻速的控制等问题的研究,解决了深水复杂地质条件下进行大直径钻孔灌注桩施工的关键技术。研究结果表明,钻孔灌注桩能够满足高速铁路的技术要求。     

大保高速公路四角田隧道衬砌变形及底鼓的防治技术

介绍在围岩岩体完整性极差 ,强风化 ,地应力极大 ,具有可塑性和膨胀性 ,偏压等地质条件下的隧道施工中 ,应用奥地利迈式钻进注浆锚杆、M40 0型迈式泵和导轨式钻机进行深孔注浆加固围岩和初期支护 ,有效防治二衬变形和仰拱底鼓。     

朔州隧道风积砂质黄土段塌陷下沉侵限施工技术

风积砂质黄土是极易发生崩塌的土质,在隧道掘进开挖施工中会造成开挖工作面的失稳,如遇湿陷性时,会产生很大的塌陷沉陷下沉侵限变形和承载能力的丧失。结合准池铁路朔州隧道采用大直径迈式自钻式锚杆作为管棚超前支护工程实例,对处理风积砂质黄土段塌陷、下沉、侵限体,具有钻进、注浆、锚固施工一体化作用,施工进度快,不需要开挖钻场,钻进不需要下套管,施工方便、快捷,适合隧道狭窄空间作业和抢险施工等特点,可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

迈式管棚治理风积砂质黄土隧道塌陷下沉侵限施工技术

风积砂质黄土是极易发生崩塌的土质,在隧道掘进开挖施工中会造成开挖工作面的失稳,如遇湿陷性时,会产生很大的塌陷、沉陷、下沉侵限变形和承载能力的丧失。结合准池铁路朔州隧道采用大直径迈式自钻式锚杆作为管棚超前支护工程实例,对处理风积砂质黄土段塌陷、下沉、侵限体,具有钻进、注浆、锚固施工一体化作用,施工进度快,不需要开挖钻场,钻进不需要下套管,施工方便、快捷,值得推广。     

震后千枚岩与板岩互层隧道开挖变形控制技术

研究目的:汶川至马尔康高速公路鹧鸪山特长隧道洞身通过千枚岩与板岩交互围岩,软硬不均地质频繁突变形成交互地层,受"5·12"强震及不定余震影响,岩体褶皱曲折,层间地下水渗透软化千枚岩,而板岩节理面光滑,千枚岩软化层极易出现似"流体状态"的滑流,造成变形坍塌。为解决鹧鸪山隧道施工的变形坍塌难题,本文通过优化开挖方法和支护参数展开研究。研究结论:(1)类似地层施工应遵循"先柔后刚、先放后抗、及时封闭、径向注浆加固、控制变形"的原则;(2)千枚岩遇水极易软化流失溜坍导致较大变形,提出类似水文地质隧道开挖预留变形值宜控制在20～35 cm;(3)宜采用三台阶预留核心土法开挖,台阶长度控制在3～5 m,台阶总长控制在25 m内,仰拱初支应及时封闭成环,其与掌子面距离宜控制在25 m内;(4)超前支护宜采用自进式中空注浆锚杆加固围岩;(5)富水地段应在初支背后加密埋设环向排水管,将初支背后散水归位,同时应充分考虑隧道突涌水量和营运排水需求,确定适宜的排水沟断面尺寸;(6)本研究成果可为川藏地区类似隧道工程的设计与施工提供参考和借鉴。     

坑内加固体对基坑及邻近地铁隧道的影响分析

佛山市悠步熙园住宅项目南临佛山地铁三号线某盾构隧道施工区间。以悠步熙园项目的基坑加固工程为依托,利用Midas GTS软件,分析不同加固深度、宽度对基坑变形和邻近隧道变形的影响。结果表明:加固宽度对基坑变形的抑制效果为加固深度的2. 5倍;基底加固导致隧道位移增大;加固宽度为3 m时,隧道总位移不随加固深度变化;加固深度为10 m时,隧道总位移随加固宽度的增加小幅增长,但都处于隧道变形的安全控制范围。综合考虑基坑加固效果及对邻近隧道的影响,确定了紧邻隧道软土基坑加固体的最优加固尺寸,加固宽度取6 m,深度取15 m。     

咸阳西货场专用线路基袖阀管注浆加固与变形监测北大核心

为确保西安地铁一号线隧道安全可靠地下穿咸阳西货场专用线,对咸阳西货场路基进行了袖阀管注浆加固与变形监测,总结提出了铁路路基袖阀管注浆加固施工的测量定位、钻孔施工、灌注套壳料、拔出跟管、控制注浆等工序的关键技术参数,形成了一套用于铁路天窗点内路基预加固的施工工艺。距钻孔注浆位置不同距离、不同深度分别埋设了沉降变形自动化监测传感器。监测结果表明:沿水平方向上,注浆处出现了最大沉降,最大沉降点的平均沉降量为2.16 mm,随着距离的增加沉降不断减小,最大有效影响范围为6 m;沿垂直方向上,深度5 m处出现了最大沉降,最大沉降点的平均沉降为2.44 mm。研究结果可为后期西安地铁一号线隧道下穿徐兰高速铁路路基段提供施工参数。     

富水砂层长距离水平定向注浆孔成孔技术

广州地区盾构施工下穿建筑物下方富水砂层时,易产生地面不均匀沉降。为了在盾构推进前形成长距离水平注浆通道,采用斜孔导向钻机配合随钻测斜系统,在富水砂层中形成水平注浆孔。现场在盾构隧道顶线上方2 m位置进行长距离水平注浆成孔施工,成功形成4个水平注浆孔,水平注浆段长达60 m,并顺利下放了注浆阀管。工程实践表明:复合化学泥浆是防止钻孔坍塌的关键,泥浆置换技术和平滑的钻孔轨迹是保障注浆阀管顺利下放的重点。     

沙质黄土隧道支护侵限段迈式管棚超前支护技术有效性分析

风积沙质黄土构造上具有松散、钻孔成孔困难等特点,这种土质中隧道施工易于发生崩塌。针对朔州隧道进口段拱顶出现塌陷、下沉,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形且侵限等现象,选择采用迈式管棚超前支护技术对初支进行拆换。采用有限元差分软件FLAC3D对风积沙质黄土隧道坍塌体工作面迈式管棚超前支护技术进行了研究,结果表明:迈式管棚超前支护结合迈式径向锚杆可以有效控制支护及围岩变形,实现了侵限段初支安全拆换。该技术措施对同类工程具有一定的参考和借鉴意义。     

砂质黄土隧道支护侵限段迈式管棚超前支护技术有效性分析

风积砂质黄土构造上具有松散、钻孔成孔困难等特点,这种土质中隧道施工易于发生崩塌.针对朔州隧道进口段拱顶出现塌陷、下沉,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形且侵限等现象,选择采用迈式管棚超前支护技术对初支进行拆换.采用有限元差分软件FLAC3D对风积砂质黄土隧道坍塌体工作面迈式管棚超前支护技术进行了研究,结果表明：迈式管棚超前支护结合迈式径向锚杆可以有效控制支护及围岩变形,实现了侵限段初支安全拆换.该技术措施对同类工程具有一定的参考和借鉴意义.     

小净距隧道下穿既有建筑物稳定性研究

近接施工引起的结构稳定性一直是城市地下工程关注的热点问题。以合肥小净距隧道穿越利海大厦办公楼工程实践为依托,建立三维数值力学模型,研究建筑物桩基变形特性、小净距隧道围岩塑性区分布和衬砌力学响应。研究结果表明:上台阶开挖引起桩基沉降占整个断面通过后总沉降量较大比例,上台阶施工过程控制尤为重要;接近隧道入口的桩基沉降量最大,从外向内逐渐减小;隧道通过20 m后,桩基沉降基本稳定。小净距隧道围岩塑性区主要集中在边墙、中隔墙和拱脚,建议设置中隔墙对拉锚杆和拱脚锁脚锚杆;先行洞洞周变形大于后行洞,先行洞隧道拱肩、中夹岩柱侧边墙二次衬砌安全系数最小,应作为施工阶段重点监测部位。研究成果对复杂环境城市地下工程设计、施工提供参考和借鉴。     

小净距隧道爆破施工影响的数值模拟分析研究

通过MIDAS/GTS软件对新建隧道爆破施工对邻近既有隧道影响进行了研究,通过分析不同的隧道间距对既有隧道衬砌振速、位移、应力造成的影响得出了以下结论:既有隧道迎爆侧拱腰部位是振速峰值、位移最大值的发生区;既有隧道衬砌最小主应力出现在距爆破面最近的迎爆侧拱顶位置,应加强此区域监测;隧道间距小于12 m的情况下施工需谨慎进行,建议适当减小爆破开挖进尺以减弱对既有隧道影响。     

围岩快速分级和松动圈测试应用研究

吉图珲客运专线小盘岭1#~3#隧道施工,遇到碳化泥质板岩地层,由于其岩质软、节理发育、岩体破碎,围岩稳定性极差,多次发生塌方、换拱等问题。为保证隧道安全快速施工,现场采用非金属声波测试技术对围岩进行施工期快速分级和松动圈厚度确定,为隧道动态设计和信息化施工提供有力保障。(1)声波测试结果分析表明,该隧道碳化泥质板岩松动圈厚度范围在4.90~6.16 m之间;左拱腰、拱顶和右拱腰位置松动圈厚度均值分别为5.91 m、5.35 m和5.19 m。(2)围岩饱和单轴抗压强度为20.6 MPa,属于软质岩;松动圈内围岩波速平均值为1.29 km/s;松动圈外围岩波速平均值为2.06 km/s。综合判定小盘岭隧道弱~强风化碳化泥质板岩围岩等级为Ⅴ级,与现场调查结果基本一致。基于测试结果对隧道支护锚杆和注浆长度进行优化,工程实践表明优化后的锚杆支护和注浆加固效果明显。     

小净距三洞并行公铁隧道近接施工及爆破振动影响研究

依托甬舟公路孙家湾1号隧道与甬舟铁路牛皮岭下隧道并行段，通过数值计算，对三洞并行隧道中间铁路隧道先行情况下，公路隧道施工顺序、二衬施作时机及工法步距开展研究，并探究了公路隧道爆破对中间铁路隧道二衬的影响，对孙家湾1号隧道的安全净距及在不同工况下的振速进行研究。主要研究结论为：(1)塑性区集中在开挖范围中下部及公路右线与铁路隧道中夹岩处，中间铁路隧道受公路隧道开挖扰动影响左右拱腰产生较大水平变形；(2)小净距三洞并行隧道中间铁路隧道先行，宜采用公路左线-公路右线的开挖顺序，铁路隧道二衬施作完后再施工公路隧道，采用CD法施工，并设置公路左右线步距为50 m;(3)对不同围岩级别、开挖进尺、工法的9种工况爆破施工对中间铁路隧道二衬影响进行探究，得出各工况下振速传播路径、最大部位、振速数值是否满足要求，并对爆破施工提出针对性意见；(4)Ⅳ级围岩、采用CD法施工，孙家湾1号隧道爆破施工极限安全净距为11.5 m,净距小于11.5 m时建议采用机械开挖。     

高铁隧道钻爆法主要工序作业时间特征研究

为合理预测采用钻爆法施工的高速铁路隧道施工工期,对直接影响隧道开挖进度的掌子面钻孔、装药爆破、出渣、立架和湿喷五部工序的作业时间特征进行研究。采用数理统计方法,分析了350 km/h双线高速铁路隧道五部工序实际开挖参数及作业时间。五部工序的作业时间均受隧道开挖参数或机械作业效率的影响,可依此对其进行预估;立架工序与湿喷工序在五部工序总耗时中占比较高,分别为33%～49%与20%～50%。研究结论:推导出隧道掌子面钻孔、装药爆破、出渣、立架和湿喷五部工序的作业时间预估公式,其计算结果与工序实际耗时相差较小,具有合理性;立架工序作业时间长、工人劳动强度高,应加强立架工序的机械化程度,同时优化湿喷方式,充分发挥湿喷机的作业效率,缩短湿喷时间。     

水中圆形钢板桩围堰施工技术

南京长江隧道工程右汊大桥为独塔自锚式悬索桥,主塔基础（10号）在水中,为14φ2．5m钻孔桩,桩长87m,主塔承台为八角形,横桥向总宽度20．7m,顺桥向总宽度19．226m,厚5m。结合工程实际,主塔承台采用圆形钢板桩围堰施工,圆满完成了承台的施工。     

青藏铁路冻土爆破开挖技术

青藏铁路冻土爆破开挖必须解决高原、冻土、环保三大技术难题。针对青藏线多年冻土区的地质结构特征和对爆破器材的要求,在青藏铁路冻土爆破中,应尽可能采用机械化装药和高威力炸药。现场试验证明在暖季爆破可选用普通销铵炸药和乳化炸药,在寒季拟选用防冻、抗水性炸药。钻孔机械选型建议为:钻孔深度不超过2 0m的浅层开挖爆破可选择麻花钻;钻孔深度2～7m的中深层开挖爆破可选择冲击钻,并可在含碎石的冻土中穿凿钻孔;开挖深度大于5m,且开挖方量比较集中的工点,可选择牙轮冲击回转式钻机。通过冻土中钻孔扩壶爆破试验和深孔爆破试验,青藏高原多年冻土应采用弱松动爆破,炸药单耗一般控制在0 25～0 35kg·m3,一次爆破规模限定在当天爆破当天挖运的方量。