中外高地应力软岩隧道大变形工程技术措施对比分析——以兰渝铁路木寨岭隧道与瑞士圣哥达基线隧道为例

为解决高地应力软岩隧道在施工过程中遇到的难以控制的围岩大变形问题,依托国内兰渝铁路木寨岭隧道与瑞士圣哥达基线隧道,采用对比分析方法,从软岩大变形机制、高地应力软岩隧道围岩分级及变形控制技术3个方面对两隧道进行对比,得出如下结论: 1）高地应力软岩隧道围岩大变形是在岩性、地下水、地应力场、围岩地质构造等多种因素共同作用下,因开挖卸荷、应力二次分布引起围岩发生塑性剪切滑移所致; 2）在高地应力软岩分级方法上,兰渝铁路木寨岭隧道与圣哥达基线隧道均采用了BQ法,但兰渝铁路木寨岭隧道分级更全面,圣哥达基线隧道分级更具针对性; 3）在高地应力软岩情况下,圣哥达基线隧道采用的新意法的全断面施工方法在施工管理和成本控制上要优于兰渝铁路木寨岭隧道采用的台阶法。     

木寨岭隧道大坪有轨斜井施工大变形段分析及处理技术

兰渝铁路木寨岭隧道大坪有轨斜井,穿越地质为炭质板岩和炭质页岩,且存在高地应力,由于主要受地质因素影响,施工中出现较大收敛变形,通过介绍兰渝铁路木寨岭隧道大坪有轨斜井施工遇到的炭质板岩高地应力段大变形的处理,简要分析变形的原因、变形段的施工原则及处理技术。     

极高地应力软岩隧道贯通段变形控制方案研究——以兰渝铁路木寨岭隧道为例

为了解决极高地应力软岩隧道越岭核心贯通段大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下结论:1)确定了越岭核心贯通段的长度;2)提出了越岭核心贯通段"4层初期支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)得到了贯通段多层初期支护结构变形控制效果;4)说明贯通段施工及变形控制方案可行。     

梅岭关隧道贯通 兰渝铁路预计2015年通车

<正>近日,我国在建的最长高瓦斯高风险隧道———兰渝铁路梅岭关隧道正式贯通,预计兰渝铁路全线将与2015年开通运营。梅岭关隧道位于广元市境内,设计为单洞双线,单洞总长约16 500 m,最大埋深407 m,穿越川东北高瓦斯油气区,是兰渝铁路全线的关键控制性工程,也是目前我国在建的最长高瓦斯高风险隧道。     

我国最大规模岩堆隧道——田桓铁路大前石岭隧道贯通

正2017年8月31日,我国最大规模、世界罕见的岩堆隧道——新建田师府至桓仁铁路大前石岭隧道实现安全贯通,破解了世界性特别不良地质极高风险隧道施工难题。振兴东北重点工程——田桓铁路位于辽宁省本溪市,从本溪市本溪县田师府镇至桓仁县普乐堡镇,线路全长74.137 km。全线     

极高地应力软岩隧道超前导洞应力释放及多层支护变形控制技术

为了解决极高地应力软岩隧道大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊核心段施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下主要结论:1)提出了"先放后抗,抗放结合,锚固加强"的变形控制理念;2)得出了该隧道岭脊核心段"超前导洞应力释放+圆形4层支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)超前导洞应力释放效果明显,正洞累计变形减小幅度约为34%;4)得到了圆形多层支护结构变形规律;5)累计变形均控制在设计预留变形量内,保证了该隧道岭脊核心段大变形控制效果。     

兰渝铁路木寨岭隧道炭质板岩段应力控制试验研究

结合在建的兰渝铁路木寨岭隧道炭质板岩段实际情况,寻找解决控制高地应力大变形的方法,通过在木寨岭隧道7#斜井进行超前大钻孔、超前导洞应力控制方法的现场试验,根据与原施工段监控量测结果进行对比,二者虽对变形的控制起到一定作用,但就其可行性而言,还需继续研究和完善。     

川藏铁路首座超长隧道——桑珠岭隧道贯通

正2018年1月17日,中国川藏铁路首座超长隧道——桑珠岭隧道正式贯通。该隧道全长16.449 km,最高岩温达89.9℃,是目前中国铁路隧道修建中遇到的最高岩温隧道。川藏铁路是"天路进藏"的5条铁路之一,该铁路拉林段连接拉萨市与林芝市,将是西藏首条电气化铁路,该段铁路共有47座隧道,桥隧总长301 km,占比75%。桑珠岭隧道是川藏铁路中非常重要的控制性工程,位于西藏山南市桑加峡谷区,于2014年12月开工建设,经过1 200多名建设者1 125 d连续施工,攻克岩温高、岩爆强等难题才得以贯通。隧道内岩温最高达89.9℃,洞内环境温度最高达56℃。受高温影响,作业人员在作业区持续工作不能超过2 h。为解决岩温     

炭质板岩地层隧道施工要点及大变形防治措施

为解决兰渝铁路木寨岭隧道鹿扎斜井通过高地应力炭质板岩地段隧道防坍和变形控制,从炭质板岩的特性、变形机制以及出现变形后的处治方法等方面进行研究,得出以下几个结论：炭质板岩属软岩范畴,遇水易软化;有水地段开挖后易出现坍塌,需做好超前支护和注浆止水;高地应力炭质板岩隧道收敛持续时间长,累计变形量较大;发生变形后,可采用封闭仰拱、长锚杆、径向注浆、增设套拱等措施进行处治。     

高地应力软弱围岩隧道联合支护体系应用

以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊核心地段施工为例,利用"边放边抗、先柔后刚、刚强足够"的理念,采用多层支护分层施做、特殊仰拱加强支护、高强度衬砌稳定支护的联合支护体系,结合监控量测、结构应力等科研资料分析,有效确定联合支护体系的可行性,为后期同类条件下的高地应力软岩隧道支护提供参考。     

木寨岭隧道大变形控制技术

介绍兰渝铁路木寨岭隧道斜井施工期间高地应力软岩地段的大变形情况,并对变形情况结合地质条件、支护结构的合理性、工艺控制等因素以及监测数据进行分析,通过现场施工实际及理论分析提出有效、合理的支护措施;同时,指出下阶段高地应力软岩施工技术研究方向,为下步施工提供指导,也为类似工程提供借鉴。     

木寨岭隧道变形分析及初期支护参数优化研究

为经济有效地控制高地应力软岩隧道施工大变形,以木寨岭铁路隧道施工为例,通过建立数值分析模型,对不同初期支护厚度、锚杆长度及钢架间距的变形控制效果进行对比分析,得出了木寨岭隧道开挖变形规律,并对初期支护参数进行了优化,可为类似地质及施工环境下的隧道施工提供技术参考。     

兰渝铁路重庆境内31座隧道全部打通

2012年8月8日10时许,由中国中铁十局集团承建的兰渝铁路5 214 m龙凤隧道胜利贯通,至此,兰渝铁路重庆境内101 km正线施工的31座隧道全部贯通。全长818.71 km的兰渝铁路,穿越甘肃、陕西、四川和重庆四省(市),是国家实施西部大开发战略的重要基础设施项目,是我国《中长期铁路网规划》和支援四川汶川地震灾后重建新增1 000亿拉动内需的重要项目之一。该条铁路设计时速为160 km,有条件路段预留时速为200 km。兰渝铁路开通后,将承担疆煤入渝的主要运输任务,对推进西部大开发战略的实施、加快西北西南地区文化物资交流产生重要影响。兰渝铁路开通后,"渝新欧"通道列车全程运行时间将比以前缩短1 d左右。     

木寨岭隧道有轨斜井断面选择及装碴运输设备选配

通过对兰渝铁路木寨岭隧道3#及4#有轨斜井的断面优化及斜井装运设备的实践总结,从现场实际施工的角度,提供了小断面、主副双井型有轨斜井的断面选择方法,并对有轨斜井施工设备的选型进行了探讨,为以后类似工程的断面设计和施工配套设备选型提供借鉴。     

木寨岭公路隧道大变形综合评价预测

基于模糊综合评价法与层次分析法,结合木寨岭公路隧道复杂地质条件下隧道大变形的统计结果,提出了适用于软弱破碎围岩隧道施工阶段大变形快速分级预测的模糊层次综合评价方法。该方法将隧道变形分为无大变形、轻微大变形、中等大变形、严重大变形和极严重大变形5个等级,选取了对隧道大变形影响显著且在隧道施工阶段能够快速获得的岩层产状、强度、完整性和地下水作为大变形的分级和评价指标。为了充分考量4类指标对大变形的影响,共选取了结构面倾角、结构面走向与洞轴线夹角、点荷载强度、掌子面软岩比例、掌子面岩层平均厚度、岩体RQD值、每延米洞长出水量、地下水特征8项亚级指标对大变形进行分级预测。将本方法与陈子全法、孟陆波法和Jethwa法应用于木寨岭隧道5个大变形段进行了工程验证与对比分析。结果表明:实际变形量超过陈法和孟法预测范围上限值的变形量最大可达上限值的2.4倍和4.4倍,隧道大变形实测变形值均位于本研究方法预测的大变形范围内。本预测方法在木寨岭公路隧道变形段的工程实践表明:该方法的工程适用性强,准确度高,可为软弱破碎围岩隧道大变形的分级和预测提供一种新方法和新思路。     

川藏铁路隧道工程

川藏铁路从成都经雅安、康定、昌都、林芝、山南到拉萨,依次穿越二郎山、折多山、高尔寺山、沙鲁里山、芒康山、他念他翁山、伯舒拉岭、色季拉山等8座高山,经过大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江、易贡藏布江、雅鲁藏布江等7大江河,全线隧道共计198座,总长1 223.451 km,占线路总长的70.2%;特长隧道46座,长724.441 km。工程面临的难题主要有高烈度、高地应力岩爆、软岩大变形、高地温和活动断裂。已开工建设段重点隧道有桑珠岭隧道（16.449 km）和达嘎拉隧道（17.310 km）,可能出现的长大隧道方案分布有泸定-康定段郭达山隧道（39 km）、康定-新都桥段折多山隧道（40 km）、雅江-理塘段沙鲁里山隧道（69 km）、理塘-巴塘段海子山隧道（37 km）、八宿-波密段伯舒拉岭隧道（59 km）、然乌-通麦段易贡隧道（50 km）。成都-雅安段41.184 km和拉萨-林芝段403.11 km于2014年底开工建设,康定-林芝段998.61 km已完成预可研工作,雅安-康定段299.482 km已完成可行性研究工作。     

渝黔铁路新凉风垭隧道首创瓦斯突出处理技术

<正>2015年6月24日12:58,国内隧道建设史上瓦斯突出风险最高的隧道——渝黔铁路新凉风垭隧道安全穿越煤系地层段,攻克了瓦斯含量高、压力大、煤层层位不稳定等难题,标志着揭煤工作顺利完成。渝黔铁路是连通重庆、贵阳两地的铁路,全长344.4 km,设计时速200 km,是国家"八纵八横铁路网"的重要组成部分。渝黔铁路全线重点控制工程——新凉风垭隧道全长7 618 m,被中国铁路总公司列为Ⅰ级高风险瓦斯突出隧道,堪称"地质博物馆"。煤系     

川藏铁路雅安至林芝段隧道建造面临的主要工程技术难题与对策建议

川藏铁路雅安至林芝段新建线路全长1018km,其中,隧道工程长达841km,隧线比高达82.6%,最长隧道易贡隧道长42.4km。川藏铁路雅安至林芝段隧道建设面临极端复杂的地质条件、极为艰巨的工程规模、极其恶劣的自然条件、极度敏感的生态环境等世界级挑战,是中国乃至世界上地质条件最复杂、施工难度最大的工程。初步分析川藏铁路雅安至林芝段隧道建设中将要面临的十大主要工程技术难题,结合川藏铁路隧道极端特殊施工环境,从地勘、选线、施工组织、技术与装备创新、防灾减灾、应急救援及环境保护等方面提出对策和建议,以期为川藏铁路勘察、设计、施工、运维等提供借鉴,通过系列化的创新,实现我国从"隧道大国"向"隧道强国"的跨越。     

我国自主研制的最大直径TBM在铁路隧道施工中首次成功应用

正2018年4月21日,"征战"中国第一铁路长隧——大瑞铁路高黎贡山隧道"彩云号"TBM(隧道掘进机)成功穿越第1个地层交接涌水带,掘进里程突破500 m,日掘进最高达到32.14 m,标志着我国自主研制的最大直径TBM在铁路隧道施工中首次应用成功。大瑞铁路全长330 km,是"一带一路"沿线的标志性工程,泛亚铁路西线重点工程,也是迄今为止穿越横断山脉的第1条铁路。高黎贡山隧道是大瑞铁路重点控制性工程,全长34.538 km,是亚洲最长的山岭铁路隧道,也是中国第一铁路长隧。隧道最大埋深     

近2年我国隧道及地下工程发展与思考(2019—2020年)

我国隧道及地下工程在"十三五"期间得到了长足发展,尤其是在新型冠状病毒疫情突然来袭的艰难形势下,2019—2020年无论是质还是量方面,铁路、公路、地铁等领域的隧道工程建设都取得了骄人的成就。对比分析近2年我国铁路、公路、地铁等领域隧道整体建设情况,从工程特点、工程难题及对应技术创新等方面,对佛莞城际狮子洋隧道、郑万铁路小三峡隧道、汕头海湾隧道等已建隧道工程,及大瑞铁路高黎贡山隧道、天山胜利隧道、川藏铁路色季拉山隧道等新开工隧道工程进行分析阐述。系统梳理近2年我国隧道及地下工程领域所取得的技术进步及未来发展中仍需要进一步突破的建设技术需求:1)基于渭武高速木寨岭隧道、引汉济渭秦岭隧洞、汕头海湾隧道等工程的建设,高地应力软岩变形控制技术、硬岩岩爆监测及处置技术、高地震烈度区海底隧道修建技术等,取得了较大突破与成功应用;国产大直径TBM和异型大断面隧道掘进机制造及应用技术迈上了新台阶,国产盾构主轴承及整机再制造装备得到了成功验证与应用;高压水耦合辅助破岩技术、基于大数据挖掘技术的盾构/TBM巡航掘进技术等在隧道行业中进行了尝试应用。2)面对穿江越海、川藏铁路等极端环境或复杂地质条件下的隧道建设需求,新型破岩方法、多功能混合型TBM装备、低真空管道磁浮隧道建设技术等亟需取得突破。3)针对传统隧道工程理念方法难以解决川藏铁路隧道等极端复杂地质隧道工程的关键性难题,提出隧道场的概念,指出应逐步建立并完善隧道场解重构理论与方法,革新极端复杂地质隧道设计理念;结合隧道及地下工程的复杂性、多变性、不可预测性等特点,有目的、有计划地促进"智能建造"、"5G"等先进技术与隧道及地下工程的有机融合。