基于突变理论的岩溶隧道与隐伏溶洞安全距离分析

在弹性力学基础上,应用突变理论建立了岩溶隧道开挖时掌子面与隐伏溶洞安全距离的非线性-尖点突变模型。将岩梁假设为固支单位宽度的弹性梁和周围固支的弹性圆板力学模型,给出了不同尺寸溶洞与掌子面斜交和正交(溶洞的跨度大于和小于隧道直径)空间状态下的突变理论安全距离计算公式,对隧道掌子面与不同空间状态溶洞安全距离的因素进行了分析研究,结合新建沪昆客专(贵州段)岩溶隧道的工程实例进行分析,分析结果表明:用尖点突变模型描述隧道与不同空间状态下隐伏溶洞安全距离的方法是合理的、有效的,对岩溶隧道的施工建设有指导作用。     

侧部高压富水溶腔与隧道间岩柱安全厚度的研究

岩溶区隧道周围不可避免地存在一些中小规模的隐伏溶洞,由于隧道的开挖、卸荷改变了隧道与溶洞间岩柱的应力状态,溶洞中的高压岩溶水进一步恶化了其稳定性,造成隧道突水、突泥等岩溶灾害的发生,带来了重大安全危害和经济损失.成为岩溶地区隧道施工中亟待解决的重要问题.除施工扰动、高水压作用外,隧道与溶洞间岩柱厚度不足是引起这一工程问题的主要因素,建立隧道与溶洞间岩柱安全厚度预测模型具有重要的理论意义和重大的工程实用价值.针对常见的中、小尺度的侧部高压富水溶腔,综合考虑安全厚度的影响因素,以隧道周围的塑性区和溶洞周围的高渗透带的贯通与否作为中间岩柱稳定的判断标准,建立了中间岩柱安全厚度力学预测模型,在此基础上分析了各因素对最小安全厚度的影响规律.以忠垫高速公路岩溶隧道为例,利用最小安全厚度预测公式判断中间岩柱的稳定性,其结果同基于现场量测判断的结果一致,从而说明上述方法具有一定的可行性.     

岩溶隧道施工过程中大型溶洞的综合预报及治理方案研究

根据尚家湾隧道隧址区地表水文点观察情况,并结合地形地貌特征、岩性和构造条件,判断尚家湾隧道在施工过程中可能揭露大型溶洞,出现突水突泥等工程灾害。文章针对前期隧道施工风险评价结果,采用综合地质预报方法对隧道前方不良地质体进行探测:采用TSP(隧道地震预测)法对ZK67+835处溶洞位置进行了准确预报;采用地质雷达法准确预报了YK67+805处的溶洞;采用超前钻探探明了溶洞在隧道底板下方的具体位置、走向及规模。探测结果表明,左右线隧道溶洞相互连通,为特大下伏无充填型溶洞。针对揭露的溶洞特点,分别采取填堵法和跨越法进行治理。左线在雨季期间无水流通过,采取填堵法;右线采取跨越法,梁板分离,分别承担隧道结构荷载和路面车辆荷载。通过对治理后围岩的变形监测,验证了治理方案的有效性,为后期类似溶洞治理提供了借鉴。     

岩溶地区公路隧道穿越大型溶洞处治技术研究

文章以大新至凭祥高速公路某隧道为例,研究岩溶地区公路隧道穿越大型溶洞的处治方案。根据超前地质预报和现场调查结果,提出“洞中洞”方案：在掌子面附近2 m内的初支增设背拱,支护形式调整为S5a,待初支稳定后泵送混凝土形成护拱,增强初支强度,减小危石掉落对隧道结构的影响,同时加强施工监控。通过对监控量测数据进行分析,此溶洞段隧道施工过程中,溶洞围岩稳定,隧道的拱顶沉降和周边收敛变化均在合理范围,验证了“洞中洞”方案的合理性,为类似隧道溶洞处理提供了参考。     

顶部溶洞对隧道围岩稳定性影响的数值分析

文章以纳黔高速公路叙岭关隧道工程为依托,运用迈达斯GTS分析软件,建立了隧道结构及围岩的计算模型,分析了不同位置、大小的顶部溶洞在隧道开挖过程中对围岩位移、应力、塑性区以及支护结构受力的影响。     

公路隧道溶洞冒顶处理方案

文章根据红岩山隧道水文地质情况及冒顶塌方现场具体状况,从排水及加固角度提出了针对性的隧道溶洞坍塌冒顶处理方案,并对方案的加固处理效果进行了监控量测。监测结果证明,该方案能有效处理隧道溶洞坍塌冒顶问题。     

水下隧道合理覆盖层厚度的有限元模拟研究

水下隧道覆盖层厚度目前基本上是凭经验确定的,采用不同的经验公式得到的计算结果差异很大。文章针对目前情况提出了采用有限元的求解方法,并结合公路隧道施工规范,模拟了拟建的重庆朝天门两江隧道在不同隧道覆盖层厚度时的拱顶位移和拉应力的分布及大小。通过与标准隧道的比较,得出了该隧道的合理覆盖层厚度,对同类工程有一定的参考价值。     

隧道掌子面与溶洞安全距离分析

岩溶地区隧道开挖掌子面前方存在的大型溶洞对施工的威胁非常大,如何确定开挖掌子面前方合理的岩盘安全厚度,并及时进行超前支护或对溶洞进行处理,是岩溶隧道施工中必须解决的一个关键技术问题。文章通过数值模拟和理论计算,对隧道掌子面与溶洞安全距离的影响因素进行了分析研究,建立了预测隧道掌子面前方岩盘安全厚度的计算方法(经验类比法、理论计算法、数值分析法)及计算图式,给出了安全距离计算公式并进行了工程实例分析。     

山区公路隧道下隐伏富水溶洞处治方法

傲江隧道左洞入口处发现一个溶洞,溶洞位于明洞与暗挖法连接处,洞内有水且下部与地下暗河直接相连。为解决该难题,文章提出架设一座长为18.5 m的跨板跨越暗河,该方法不仅可直接跨越溶洞,提高施工效率,桩基施工还提高了整体结构稳定性,保证了隧道的安全。同时,利用有限差分法软件和现场监测对该方法可行性进行探究,通过提取隧道拱顶沉降、隧道边墙收敛以及实心板变形进行分析,发现各项变形均在安全范围内,因此该处治方法可有效地解决溶洞跨越难题,保证隧道的稳定。     

沉砂横洞处治岩溶隧道拱墙外侧季节性涌水溶洞施工技术

为有效解决隧道施工中穿越涌水溶洞的问题,文章提出采用沉砂横洞的处治方案,并介绍了其技术原理和施工要点。结果表明,处治后隧道排水迅速,对围岩扰动小,能够很大程度地提高隧道的结构耐久性,施工安全和施工质量得到了保证。     

城市地铁穿越溶洞施工技术

以大连地铁2号线松江路站—东纬路站暗挖区间工程为例,介绍了暗挖爆破法穿越富水岩溶区时的施工工序和超前地质预报手段。利用地质补勘钻孔、地质CT探测、洞内超前探孔等技术手段探明溶洞发育位置、形态,通过洞内与地表相结合的处理方式消除或减小溶洞对暗挖施工的影响。     

公路隧道穿越大型溶洞处理方案的确定

文章通过贵州省崇(溪河)遵(义)高速公路凉风垭隧道施工中所遇大型溶洞(季节性暗河的一段)处理方案的比选,介绍在该类溶洞处理过程中的一些方法,可供类似隧道处理溶洞过程中参考。     

拉之洞隧道溶洞涌泥处理施工技术

拉之洞隧道是黔桂铁路扩能工程QG3标段新建重点工程项目之一,全长2 240 m,分别从进、出口同时掘进。2005年7月1日,当隧道从出口端掘进至DK174 610掌子面时,突然发生罕见的溶洞涌泥事故。在此次自然灾害处理中,进行了综合超前地质预报,采用炮震引泥、机械清泥综合处理措施清除了涌出的填充体;制作了钢结构防护台车(并兼做模板台车),浇筑了混凝土护拱,加强了防护设施的安全性和初期支护的强度及整体性。由于采用了一系列有效措施,隧道于12月10日安全通过了大型溶洞。文章介绍了拉之洞隧道溶洞涌泥概况及处理措施。     

铁路隧道穿越岩溶群区施工控制技术研究

文章以渝(重庆)怀(怀化)铁路板桃隧道为工程背景,阐述了该隧道穿越DK215+650～DK216+105段岩溶群区的施工技术.为确保施工工期,施工中采取了"先绕行后处理"的原则,设置施工迂回导洞绕行岩溶区,并通过横通道与正线相连.针对岩溶区内不同的溶洞类型分别采取跨越、支顶、锚喷支护、浆砌片石回填等技术措施,同时根据暗河与溶洞内的水流大小及流向采取了诸如涵洞、小桥等设施或开凿泄水洞将水排出洞外,安全稳妥地通过了455 m岩溶群区.本工程取得的经验可供类似工程施工中借鉴.     

齐岳山隧道富水溶槽注浆堵水技术

齐岳山隧道进口端采取反坡施工,隧道施工到DK362 060处遇到富水溶槽。文章主要介绍了该富水溶槽的注浆设计方案、注浆材料及堵水技术。     

富水岩溶隧道围岩注浆模拟试验研究

文章以渝怀铁路圆梁山隧道为工程背景,对富水岩溶地区复杂工程和水文地质条件以及洞穴围岩特性进行了围岩注浆室内模拟试验.试验中采用不同的注浆材料分析其在岩溶洞穴充填物--粘土粉砂地层中的注浆过程、浆体分布形态及注浆后效果评价,提出了此类岩溶洞穴条件下隧道围岩注浆设计和施工中的一些建议.     

连拱隧道洞口段地表沉降量测预报及坍方治理

在宜(宾)水(富)高速公路鞋底坡连拱隧道工程中,通过地表沉降观测(四个量测断面),成功地对隧道洞口段的地质灾害进行了动态预测和预报,避免了重大事故的进一步发展.在连拱隧道施工过程中出现塌方后,岩土体的分层回填要尽可能形成穹隆状,这样可以借助岩土体拱形结构的承载能力来达到隧道结构受力的最佳模式,以减小对初期支护的承压荷载.     

隧道地震反应的数值分析

从土-结构相互作用模型出发,利用粘-弹性边界条件,采用时程分析法,对隧道衬砌在地震作用下的反应进行有限元模拟.对模拟结果进行分析讨论,建立了隧道抗震设计中的一些主要事项,并提出了相应的对策.     

武隆隧道岩溶暗河整治方案探讨

文章介绍了渝怀线武隆隧道施工中揭示的岩溶暗河及水文地质情况,结合岩溶暗河整治方案的研究,分析了岩溶对隧道工程的影响,并对隧道内岩溶暗河的整治及充填岩溶段的隧道施工方法进行了探讨.