软弱膨胀性围岩隧道的设计与施工

研究探讨软弱膨胀性围岩隧道病害产生的规律，并在调查研究、工程总结和室内试验的基础上，提出软弱膨胀性围岩隧道设计和施工的方法。     

云台山隧道膨胀岩的膨胀特性

本文通过云台山隧道膨胀性围岩岩性的研究，确认其围岩含有伊利石，绿泥石等膨胀性矿物，具有一定的膨胀性，属于弱膨胀岩，提出了膨胀岩的快速测定方法，为在膨胀岩地层中进行产析奥法的隧道施工，提供了合理的设计参数。     

膨胀性围岩隧道施工技术

介绍了凝灰质砂岩隧道的施工方法,分析了凝灰质砂岩的工程特性及施工危害,探讨了膨胀性围岩隧道施工的技术措施。     

层状炭质页岩隧道底鼓机理分析

为分析重庆某高速公路隧道穿越层状炭质页岩段底鼓机理,采用现场调查、室内实验的方法调查分析仰拱质量,隧道底板赋水情况,炭质页岩隧道围岩强度,遇水软化性、膨胀性及地下水对仰拱混凝土的腐蚀性。建立了Flac3d数值模型进一步分析围岩压力和地下水压力作用下隧道围岩位移场、应力场和渗流场分布情况。研究结果表明,该炭质页岩隧道底鼓是隧道围岩强度低、地下水对围岩的软化和水压力作用以及炭质页岩的流变等综合因素所产生的。     

泥质膨胀性围岩隧道施工技术

膨胀性围岩具有吸水膨胀、地应力高、变形量大、易受扰动的特性,隧道施工时如措施不当,将对支护结构造成破坏;四角田隧道膨胀性围岩施工时,采取了增大预留变形空间、长大锚杆拉锚、型钢钢架支护、深孔注浆以及科学的施工组织等措施,成功地克服了这一难题,对今后类似工程施工提供借鉴.     

十字垭公路隧道病害整治

十字垭隧道建成后不久因隧道衬砌酥化、软化、路面隆起等病害而封闭,本文详细分析了该隧道病害的原因,介绍了病害整治的设计与施工,可为膨胀性围岩隧道病害整治提供设计及施工借鉴作用。     

宝兰二线新松树湾隧道杂色砂粘土整治对策探讨

杂色砂粘土工程性质较为特殊，具有膨胀性、强崩解性和腐蚀性；开挖暴露后，岩体很快风化剥落，一旦裂隙水渗出，围岩随之松胀软化，其工程性质明显恶化；如果支护措施不利或调整不及时，加固措施跟不上，则围岩会收敛不停，从而导致初期支护变形破坏，影响隧道施工安全和进度。本通过隧道施工对杂色土围岩的工程整治实例，分析了杂色砂粘土的工程特性、变形机理及原因，提出并总结了处理杂色土围岩应采取的对策措施和施工技术。     

湿陷性黄土隧道施工及量测技术

临县隧道全长10 632 m,以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主,位于黄土峁梁地区,浅埋偏压段落较多,其中黏性土地层具有弱膨胀性,极易造成塌方或大变形,施工难度大。阐述了湿陷性黄土隧道软弱围岩段的施工难点、施工原则及关键技术控制要点,并介绍了根据位移控制基准和位移时程曲线形态判别围岩与支护结构稳定性的方法。结合施工取得的经验教训,总结了大断面湿陷性黄土隧道施工变形控制措施。这些措施使临县隧道施工得以安全、优质、高效地完成,可供其它特殊条件下的隧道施工借鉴。     

新九燕山隧道红黏土段围岩变形规律分析及控制技术

新九燕山隧道是包西铁路二线控制性工程,其中有2km左右的红黏土围岩。首先通过现场取样,对红黏土进行了物理特性和力学特性分析。在此基础上,采用了FLAC3D软件对红黏土围岩的变形进行了模拟分析,同时考虑了红黏土的膨胀性特点。重点分析了施工工艺、支护特性与围岩稳定的关系。通过现场的围岩监控,证实采取的施工工艺及其控制措施是合理的。     

膨胀岩地区浅埋长大隧道工程地质勘察

介绍了太中银铁路膨胀岩地区浅埋长大隧道的勘察方法,对围岩的膨胀性进行了分析评价,讨论了地下水对膨胀岩的影响,提出设计和工程施工中需要注意的问题和处理措施。     

桃坪Ⅱ线隧道施工技术小结

桃坪Ⅱ线隧道的围岩为膨胀性泥岩，在工期短，情况复杂的条件下，采取了利用Ⅰ线支洞，增设通风横洞，小导坑选通，仰拱先行，复合衬砌紧跟等措施，应用无轨运输按期保持完成了施工任务取得了较好的社会经济效益。     

新近系泥岩隧道初期支护受力特性研究

富水区泥岩隧道开挖后经常出现支护结构大变形乃至开裂现象,影响隧道的施工和长期运营安全。为掌握新近系泥岩隧道支护结构和围岩的变形动态,开展相应的室内试验与现场监控量测以及数值模拟。采用室内试验方法获得泥岩的物理力学参数;通过现场监测方法得到围岩压力、钢拱架应变;采用数值模拟的方法获得泥岩软化前、后拱顶及拱脚沉降量、围岩压力、径向位移值的大小。研究结果表明:泥岩呈弱崩解性,且具有一定膨胀性,是导致围岩变形持续时间较长的主要原因;多数测点钢拱架弯曲,导致初期支护承载力不足,进而引起初衬混凝土掉块脱落;泥岩软化后,隧道同一位置处拱顶、拱脚沉降量、围岩压力、径向位移值均远大于泥岩软化前的数值,泥岩遇水软化是导致隧道支护结构产生大变形的原因之一。研究方法和结论对新近系泥岩隧道的设计和施工有一定的参考价值。     

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。     

大断面膨胀土隧道结构受力特性测试研究

研究目的:大断面隧道因其跨度大、形状偏于扁平,在施工过程中表现出独有的力学特点,经常造成围岩大变形侵限、区域性塌方、底鼓和支护结构开裂等施工风险,而这些特点在膨胀土环境中表现的尤为明显,因此研究大断面膨胀土隧道支护结构受力特性具有重要的工程应用意义。本文以银西线庆阳隧道为工程背景,首先通过室内试验确定红黏土围岩的膨胀参数,然后利用现场监测手段对庆阳隧道支护结构的力学特性进行研究,并评价其支护结构受力性能,以期对同类隧道施工起到一定的指导作用。研究结论:(1)隧道膨胀土最大膨胀率为67%,最大膨胀力达到67.42 kP a,施工过程中应加强超前地质预报,尽可能减少水害对施工的影响;(2)隧道拱顶、两侧拱腰及底部具有较大围岩压力,围岩压力呈对称分布,初支闭合后拱顶附近围岩压力基本稳定,但两侧拱腰及仰拱位置围岩压力持续增大;初支闭合后钢拱架受力持续快速增长且受力基本对称,隧道上部初支内钢拱架受力始终较大,拱顶钢拱架应力最大达到1.46 MPa;(3)二衬施作后,初支仍存在一定变形,二衬左右两侧衬砌压力增长显著,二衬两侧拱脚位置混凝土应力增大明显;(4)本研究成果可为大断面膨胀性隧道设计优化和安全施工提供理论指导与科学依据。     

含水率对古土壤隧道围岩膨胀性的影响

早胜3号隧道是银西(银川—西安)铁路控制性工程,隧道洞身穿越的第三系古土壤具有膨胀性,其变形影响到施工期围岩稳定及运营期结构安全。本文对古土壤物理力学性能、矿物成分与微观组构进行了测试,开展了不同含水率下原状、重塑古土壤试验,并应用GTS/NS有限元软件分析不同含水率下隧道围岩的力学特性及变形规律。结果表明:原状古土壤含水率低于19%时膨胀力变化较大,随含水率增大膨胀力近于完全释放;重塑古土壤膨胀力对含水率变化的敏感程度减弱,但重塑扰动使得相同含水率重塑古土壤的膨胀力远高于原状古土壤;不同含水率下围岩应力分布规律变化较小,拱顶沉降和边墙水平位移变化较大。本文确定了原状、重塑古土壤含水率与膨胀力的关系,对类似工程设计与施工具有指导作用。     

2号斜井膨胀性泥岩地段施工技术

结合乌鞘岭隧道2号斜井工程实例,分析第三系上新统膨胀性泥岩的地质特性,介绍膨胀性泥岩地层隧道的施工方法、工程措施及注意事项。     

钻爆法施工隧道的超欠挖概率统计规律研究

本文从隧道施工中实测，获得Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ类围岩超欠挖样本参数，通过数量统计分析给出了各类围岩超欠挖的数字特征及概率分布，同时得出了各类围岩欠挖在隧道断面不同部位的分布规律，作为隧道施工质量控制和隧道结构可靠性研究的参考。     

新近系富水砂岩隧道注浆加固圈厚度研究

新近系富水弱胶结砂岩地层隧道在施工过程会破坏围岩稳定，进而出现突水和涌沙病害，在砂岩地层进行注浆加固是保障隧道安全的关键。以宁夏中卫某富水砂岩隧道为依托，采用FLAC 3D建立计算模型，探明不同注浆圈厚度对围岩的影响。结果表明：隧道注浆圈厚度为3 m时，围岩累计周边收敛值和拱顶沉降值分别为35.3 cm和30.9 cm，满足设计允许变形值。随着注浆圈厚度的增加，注浆加固效率先增大后减小，但施工难度及工程投资显著增大。综合考虑隧道施工的安全性、简便性及经济性，当围岩含水率为塑限范围及以下时，建议注浆圈厚度为3 m；当围岩含水率为塑限及液限范围之间时，建议注浆圈厚度为4 m。研究结果可为富水砂岩隧道的结构设计和施工提供借鉴。     

铁路隧道围岩分类的专家系统

隧道围岩分类是隧道设计施工的主要依据。隧道规范对围岩分类已做了规定，但其分类指标多为定性指标，若不具备足够的经验，其有关参数难于确定，即确定围岩分类需要专门技能，本文研制了一个专家系统-用于隧道围岩分类，做为一次尝试，把人工智能专家系统用于隧道工程。     

某国外铁路隧道工程几个关键设计问题探讨

研究目的:某国外铁路隧道工程设计面临火山堆积软土及膨胀性围岩的压力计算标准和加固设计措施、高烈度软弱围岩抗震设计方法及技术标准、短工期隧道施工辅助坑道选择等设计问题,如何以我国技术体系为基础,因地制宜针对性地制定适宜的设计技术标准和工程对策是研究的主要目的。研究结论:(1)火山灰土层隧道围岩压力设计可按塑性区设计理念进行,膨胀力可参照位移发展开挖释放力的比率来预测;(2)火山灰软土隧道预加固可综合采用地表、洞内的旋喷桩预加固和地表降水、洞内泄水等措施;(3)可采用反应位移法及Ⅰ、Ⅱ级性能目标进行抗震验算,通过埋深、地质构造等设定抗震设防的区段和采取注浆、配筋及设缝等构造措施;(4)通过技术经济和本地适宜性比选确定辅助坑道形式;(5)该研究成果可为其他类似海外项目或软土层高烈度地震区隧道设计项目提供借鉴。