发鸠山隧道拗陷盆地地质特征及选线研究

发鸠山隧道为穿越黄河流域与海河流域分水岭的越岭隧道,横穿沾尚—武乡—阳城北北东向复式向斜构造,其间山间拗陷盆地发育,磨拉石建造发育,地层松散,水文地质、工程地质条件复杂且独特。隧道穿越拗陷盆地时,线位、高程易长距离走行在第四系松散地层及地下水位以下,存在极大的施工安全风险和环境水文地质风险。拗陷盆地的成因及地质特征控制隧道线位平面位置及高程的选择。     

山西中南部铁路发鸠山隧道穿越复杂地层关键技术

山西中南部铁路发鸠山隧道地质条件复杂,存在软弱围岩浅埋段、水平岩层、断层破碎带、软弱富水及环境控制区域等风险因素,为I级风险管理隧道,给设计、施工及管理带来很大的难度。通过对各风险因素给工程带来的影响进行全面分析,给出具体的工程措施及作用机理,并通过合理的施工组织设计,成功穿越复杂地层。     

基于数值分析的区间渡线段隧道变截面施工方案比选

以沈阳地铁9号线十六标段2号竖井横通道至右线DK24+233.956奥体东站车站中间的单渡线隧道施工为工程背景,针对区间渡线段隧道变截面施工,提出了施工方案一"从2号横通道向奥体东站方向施工"和施工方案二"从奥体东站向2号横通道施工"两种施工方案。通过综合比较分析,施工方案二在施工中整体上的实施难度和操作难度大于施工方案一;对比施工引起的衬砌沉降和围岩变形,施工方案一在对隧道衬砌沉降控制和围岩变形的控制上均优于施工方案二,最终确定采用施工方案一。实践证明施工方案一能更好地保持隧道间软弱夹土层的稳定,围岩变形小,降低了施工风险、提高了施工效率,可为类似工程提供参考。     

复杂条件下地铁隧道安全快速施工技术研究

针对城市地铁隧道施工难度大、安全风险高、工期紧的工程现状，通过理论研究和技术创新，采用大包施工工法，安全快速地完成了横通道转正洞施工；采用纵横导洞施工工法，实现了突变断面从大到小安全快速施工的目的；采用双洞法施工连拱隧道和整体式二衬方案，安全快速地完成了连拱隧道施工，确保了连拱隧道防水效果；采用河底铺设防水毯、地层超前降水、小导管加密注浆等技术，提出了区间隧道过河过桥安全控制模式。同时，借助数值模拟手段，优化施工方法、验证施工方案和评估施工效果，提出了一些合理化的建议。工程实践表明，文中的分析方法是合理的，所采用的技术方案是安全可靠的，加快了施工进度，降低了施工成本，取得了良好的技术经济效益。可供类似工程参考。     

大梁隧道突水突石机理分析及处理措施研究

研究目的:大梁隧道施工中通过向斜翼部奥陶系灰岩与板岩接触带时出现突涌水,水量达2 300 m3/h,在处理突涌水过程中又出现了3次较大规模的突水突石,严重地影响隧道施工安全。因此,必须查明隧道突涌水带的水文地质条件,分析突水突石产生的原因,以采取科学合理的处理措施,确保施工安全。研究结论:(1)突涌水带岩体破碎,裂隙充填有粉末状物质,堵塞了地下水径流通道,使地下水位升高、水量聚集,在水动力平衡条件破坏后,产成突水突石;(2)迂回平导宜设置在地下水补给径流方向的下游侧,以降低施工风险;(3)高位泄水洞宜设置在地下水补给径流方向的上游侧,终点底面高程宜高于正洞拱顶6~10 m;(4)本研究成果对高压富水隧道水文地质条件分析及突涌水处理具有一定的实用意义。     

七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用

为了降低岩溶隧道施工风险,基于地质调查法、多种物探法和超前钻探法相结合的综合超前地质预报方法,并在此基础上设计岩溶隧道“七步法”超前地质预报方案,用于探测岩溶隧道的工程、水文地质条件。在张吉怀高铁永顺隧道的实际应用表明,该方法可精准定位掌子面前方不良地质体空间范围与位置,提高预报精准度,降低施工安全风险,同时方便技术人员进行系统自检,查漏补缺。研究结果表明,“七步法”超前地质预报实现了多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合预报目标,可较好地解决岩溶超前预报难的问题,为岩溶隧道的安全施工提供技术支持。     

地铁区间渡线大断面段浅埋暗挖技术研究

研究目的:地铁区间设置停车折返线、渡线等段处大跨、复杂洞群、变断面的浅埋暗挖隧道施工设计难度大、施工风险高,如何通过优化设计确保结构安全、方便组织施工、降低施工风险成为类似工程设计的难点及重点。本文结合北京地铁3号线区间渡线大断面隧道浅埋暗挖工程设计中采取的关键技术和具体的工程措施,解决上述设计中的重点问题,以期为区间渡线段等类似工程设计提供借鉴与参考。研究结论:(1)通过研究比选横通道的位置、大断面的数量、总体施工筹划、施工工期及难度等,提出了最佳的区间渡线大断面隧道浅埋暗挖总体方案;(2)通过优化施工横通道设计,提出了带中隔壁的正洞段横通道,减小了正洞通道两侧大面积开马头门的相互影响,实现了开马头门施工期间受力体系的简单安全转换;(3)通过洞门超前加固,设置加强梁、钢支撑及加强格栅等加强措施,确保了开马头门的安全;(4)施工带中隔壁的正洞段横通道进区间正线,结构受力转换安全、施工工序简单,通过制定合理的马头门施工方案及合理规划施工步序等,可确保结构安全可靠,可供同类工程参考或借鉴。     

干庆隧道深井降水技术

大西铁路客运专线干庆隧道穿越富水砂土地层,极易引起流砂、涌砂及涌泥现象,严重影响隧道施工安全及质量。主要介绍该隧道降水技术方案的确定思路及方法,以及通过分析比对确定地下水位补偿方案,最大程度恢复地下水资源。     

渭河隧道水文地质条件分析对“V”形坡设计方案的优化与施工建议

在条件允许的情况下,地下水发育的特长隧道防排水一般优先采用"人"字坡设计。宝兰客运专线渭河特长隧道进口端,受不良工程地质和建筑物的控制,隧道采用"V"形坡形式下穿籍河河谷阶地区,下穿段及各斜井、竖井在施工中风险相对较大,存在涌水涌泥等风险,且隧道"V"形坡地下水需永久抽排。通过分析宝兰客运专线渭河隧道水文地质条件,研究隧道下穿籍河河谷段地表水、地下水及含水岩组的特征,进而对隧道涌水量进行预测,提出优化的下穿线路及辅助坑道方案并被采用,对通过富水地段的隧道和辅助坑道施工及运营安全提出具体建议。     

某铁路隧道涌砂病害的原因分析及整治思路

研究目的:某铁路隧道位于西南可溶岩地区,施工过程中未发现异常情况,但开始运营后的第1年和第3年雨季分别遭遇了因涌砂覆没道床而中断行车的病害;为有效根治病害,通过研究涌砂过程,探查涌砂点岩溶发育情况,补充隧道附近水文地质测绘,详细分析岩溶及岩溶水地质环境,联系降雨量因素论述涌砂病害的产生原因及整治思路。研究结论:(1)雨季极端暴雨通过岩溶裂隙及管道下渗后,地下水位抬升并高于隧道,有压地下水携带岩溶裂隙中充填的砂土涌入隧道形成涌砂病害;(2)类似位于岩溶水季节变动带的隧道,在洞周岩溶裂隙发育且填充泥砂的情况下因水位抬升导致的洞身涌砂病害,宜采用能有效降低暴雨后洞身地下水位且维护方便的泄水洞方案处治;(3)本研究成果可供西南岩溶地区修建铁路、公路隧道工程时地质勘察人员及设计人员参考。     

京张高铁正盘台隧道施工通风方案研究

正盘台隧道施工过程受工期紧张、大规模涌水、文物保护、生态保护等因素影响,需要设置泄水洞、支洞、横通道等辅助坑道,施工工作面增加较多,对隧道的施工通风提出更高的要求。根据现有辅助坑道条件,结合施工组织各阶段特点,通过理论计算及现场施工组织配合,研究和制定出正盘台隧道符合现场实际条件的施工通风最佳方案,实现隧道施工人员工作环境的极大改善。     

浅谈隧道施工释能降压法对环境的影响

深埋岩溶隧道常遇到富水溶腔,隧道施工安全风险大、处理难,为降低施工风险,有时采用释能降压的施工方法。研究释能降压法对环境可能产生的影响,并实例分析野三关隧道602溶腔释能降压后对环境的影响。研究表明,在岩溶发育的深埋越岭隧道采用释能降压法处理高压富水溶腔可降低施工风险,便于隧道快速通过,但对地表和地下水环境具有一定的影响;建议隧道通过后,对释放的地下水进行封堵,恢复地下水原有的状态,避免对生态、居民的生产生活环境产生破坏性影响。     

五尖大山隧道施工通风与排水方案研究

针对武广客运专线五尖大山隧道的工程和水文地质情况,结合工程的特点、难点和重点,通过科学分析和计算,制定切实可行的施工通风和排水施工方案,从而达到改善施工作业环境、保证施工和结构安全,加快施工进度的目的。     

浏阳河隧道进口穿越人工填土层盖挖法施工技术

浏阳河隧道进口为人工填土的软弱地层,隧道施工时地表沉降大,出现多处裂缝,为此提出了地表减载,利用钻孔桩加横撑,支撑洞顶两侧填土,然后进行盖挖的施工方法,制定了相应的施工工艺和施工流程,给出了施工注意事项。通过上述措施,地表沉降变形得到了有效控制,顺利地通过了96 m人工填土地段,降低了施工风险,缩短工期4个月。     

隧道下穿暗河施工技术

研究目的：通过对五爪观暗河的处理，总结出一套经济合理、安全可行的隧道下穿暗河的施工方法，确保隧道施工及运营安全，为类似工程积累经验。研究方法：工程类比和现场试验。研究结果：通过采用上游注浆截流堵水使地下暗流走行于隧道之上、岩堆体内深孔注浆堵水加固相结合治理暗河方案，以及洞外堆积体内动水注浆、洞内小导管注浆、台阶法开挖、强支护，隧底钢管桩注浆加固等一系列工程措施，五爪观隧道成功下穿暗河。研究结论：在岩堆体敞开式边界条件及高富流动水状态下，根据暗河工程地质和水文地质条件，采用“分区分序、多泵联合、多浆组合、快凝早强”等关键技术，可有效解决注浆截流、抬高地下水位、隧道下穿暗河堆积体开挖支护的施工难题。     

BEAM系统在盾构施工中的应用

为了优化盾构隧道工程的技术、造价和工期等方面,了解隧道开挖前方的地质、水文地质和岩土的详情非常重要。BEAM系统是目前国际上唯一能与盾构机同步进行实时、自动化地质超前探测系统。它可以探测隧道直径3倍距离范围的地质情况,对隧道前方的岩土、地质和水文地质条件变化进行预报。对于隧道前方由于断层、岩溶、洞穴或含水、气地层引起的地层变化的自动预报能降低施工风险,有助于隧道安全、快速的施工。     

TBM隧道施工诱发地下水环境负效应演化过程研究

TBM隧道穿越微风化凝灰岩、节理密集带及断层破碎带时,极易诱发隧道内涌水,造成地下水位下降、水资源流失、地表塌陷等问题。本文基于泄水孔+深孔联合泄水设计,研究适用于高水压环境下的新型联合泄水式管片。在此基础上,基于等效衬砌法,利用有限元软件系统分析TBM隧道掘进过程中孔隙水压力、开挖面涌水量及地下水位在超前注浆与未注浆两种工况下的演化特征,并使用数据分析软件对隧道总涌水量和地下水位降深关系进行拟合。结果表明：隧道超前注浆造成孔压比随地质岩层渗透系数增大而降低,并使渗流场影响高度和宽度得到有效控制;超前注浆导致隧道在施工过程中开挖面拱顶孔压比基本保持在同一水平直线上,有效降低总涌水量上升速率;地下水位降深随隧道掘进距离增大而增大,且地下水位降深与掘进距离之间呈线性正相关。研究结果可为TBM隧道穿越不良地层诱发地下水环境负效应问题的处置提供技术支持。     

长沙劳动路湘江隧道方案的地质论证

长沙劳动路湘江隧道是正在勘察设计的城市交通过江的主要方案。对湘江隧道的工程地质及水文地质条件进行了分析,并分明挖段和暗挖段,结合隧道施工方法,对隧道修建过程中可能遇见的涌水、坍塌、江水倒灌等灾害地质及环境地质问题进行了研究,从地质角度对穿越湘江通道方案进行了评价,给出了湘江隧道地质勘察中应注意的问题,提出应慎重采用隧道方案,并提出相应建议。     

广州轨道交通沿线岩溶形成和发育特征及对隧道施工的影响

广州地区轨道交通沿线岩溶是在有利的地层条件、地质构造条件和水文地质条件下形成的。溶洞高度大多数小于3m,溶洞埋藏较浅,溶洞顶板较薄等。岩溶分布规律与发育程度主要受岩性、地质构造、地下水位变化等因素的控制。查明岩溶形成条件、分布规律和特征,对于隧道施工风险防范具有重要意义。     

长沙地铁越江隧道穿越岩溶地层关键技术研究

研究目的:长沙地铁3号线阜埠河站-灵官渡站区间是穿越湘江及江中橘子洲的越江隧道区间,江底存在不同程度的岩溶发育区,工程及水文地质条件复杂,实施难度大。长沙地区尚无越江隧道长距离下穿江底岩溶强发育区先例,为解决复杂岩溶水底隧道穿越技术,降低施工风险,实现隧道穿越水下岩溶地层,本文对复杂岩溶水底隧道关键技术体系进行研究,以期为类似工程建设提供借鉴。研究结论:(1)对于越江隧道,通过确定合理过江线位方案,绕避岩溶区,能有效地减小岩溶穿越区距离,降低工程风险;(2)岩溶区越江隧道采用泥水盾构掘进工法,工程风险更为可控;(3)对于岩溶处理平台采用水上钢平台,能有效地减小岩溶处理产生的环境影响;(4)岩溶注浆处理通过制定合理注浆方案、注浆参数,保证溶洞处理效果并控制投资;(5)盾构掘进过程需合理控制,工筹安排应结合试验段开展,精细化控制盾构掘进过程;(6)本文关键技术体系对其他同类地层隧道施工具有一定借鉴作用。