近边坡地下洞室设计分析及处理对策——以曾文水库防淤隧道消能室为例

曾文水库为台湾容量最大之水库,亦为嘉南地区最主要之水源。自1974年营运至今饱受坝前库床淤积之困扰影响蓄水总量,由于缺乏库底排砂设施因而规划新建一防淤隧道于水库左坝座,利用蓄清排浑之操作来减缓水库淤积以延长水库寿命。由于防淤隧道出水口河道并无足够腹地提供浑水消能,故于山体内设置一长190 m、宽23 m、高46 m之地下洞室。针对防淤隧道消能池室范围进行案例说明,并利用三维数值模型检核设计需求之稳定性,透过岩盘参数的假设说明及开挖支撑系统设计的检讨,来确保地下洞室开挖之安全,亦针对该区域遭遇之关键课题进行说明,其中包含闸室顶拱两翼岩盘承载力、隧道分岔区域岩盘处理对策、边坡浅覆盖偏压处理对策等项目。     

隧道爆破振动试验研究

由于某隧道从水库斜下方穿越且存在断裂破碎带,为确保隧道施工不会引起F3断裂破碎带孔隙变大、同时保证隧道爆破施工不危及水库大坝的安全运营,必须进行爆破振动试验及监测分析。通过对水库坝体及隧道洞内进行爆破振动监测与试验,数据结果表明,大坝坝体两测点监测的爆破振动速度均小于爆破振动控制预警标准2.5cm/s,表明隧道洞内掌子面爆破未对水库大坝坝体造成不利影响,隧道洞内拱腰位置水平切向振速较大。并通过爆破振动监测,了解地下工程爆破振动规律。     

贝尔隧道与滑坡相互作用机理及加固方案

根据贝尔隧道实际工程概况,基于隧道与滑坡的相互作用机理研究,分析贝尔隧道与西尔瓜子滑坡的位置关系及水库、隧道和滑坡三者之间的联系,得出贝尔隧道与水库滑坡的相互作用机理及产生的原因。将隧道简化为合理的结构力学模型,并针对贝尔隧道提出合理的加固方案,对滑坡隧道进行理论分析,再结合数值模拟得到的结果,进一步分析了贝尔隧道与滑坡两者之间的关系及加固效果。     

厦门文兴隧道近接东山水库段地下水连通试验研究

厦门文兴隧道近接东山水库段,工程地质与水文地质条件复杂,较发育的构造裂隙,以及断层破碎带的存在,容易形成集中渗漏水通道。该文介绍了其地下水连通试验研究。为了全面查明该区隧道内渗漏水与水库水的水力联系,分析了多种地下水连通试验方法,并形成了城市隧道地下水连通综合试验方法流程图,现场主要进行了氢氧稳定同位素、水化学和水样系统聚类三种天然示踪地下水连通试验。连通试验成功查明了隧道内渗漏水与水库水无水力联系,隧道内渗漏水来源于大气降水,即文兴隧道与东山水库不连通。该连通试验的成功实施,指导了文兴隧道近接东山水库段施工,保证了文兴隧道顺利贯通,可供类似工程借鉴参考。     

毗邻水库隧道断层破碎带限制性防排水注浆技术研究

毗邻水库的隧道穿过断层破碎带时,有可能诱发隧道涌突水,这对隧道施工、水库正常蓄水及地质生态环境会产生不利影响.为此,基于毗邻水库隧道断层破碎带涌突水机理的研究,通过注浆圈理论提出F4-5断层破碎带围岩限制性防排水注浆圈参数,并结合工程实际情况,进行了超前帷幕注浆和防排水的设计与施工.研究与实践结果表明:选取注浆圈厚度为...     

基于工程经验法的山岭公路隧道信息化设计体系研究及应用

为解决工程经验法在山岭公路隧道应用时所面临的不同项目经验数据收集、获取和分析难度大的问题,提高公路隧道设计效率和设计质量,基于数据库及CAD平台搭建隧道设计数据存储和利用体系。该体系将已有隧道设计成果存储在隧道设计经验库中,按照经验法设计思路对经验库中的设计数据进行计算和处理,并将得到的推荐支护参数反馈给设计人员,同时将新的设计参数存储在经验库中,实现设计系统的动态自我增强。研究表明:所构建的隧道信息化设计系统可提高既有隧道工程设计与施工经验数据的利用效率,实现设计过程中隧道支护参数的自动反馈,有效提高设计参数的合理性;此外,该系统还可对经验库进行自我丰富与持续增强,不断增强经验库中支护参数的可靠性。     

TGP206在下穿水库段隧道地质超前预报中的应用

为了研究隧道开挖施工在穿越水库下方时的稳定性问题,分析在特殊地质条件下隧道超前地质预报采集的结果。以新建商合杭高速铁路某隧道的DK450+150～DK450+000地段为工程实例,采用TGP206隧道地质超前预报系统对隧道掌子面前方150 m的位于水库下方的岩体性质进行了探测,并对预报的结果进行了分析研究。预报结果表明:通过超前地质预报分析预测得到的掌子面前方地质情况与隧道实际开挖时现场观察得到的地质情况基本相吻合;岩溶溶洞及隧道在开挖过程中的各种水害情况的预测也基本与实际情况一致,该隧道上部的水库对该隧道的施工安全影响不大。     

隧道施工对水库安全的影响分析

结合山岭隧道下穿深圳梅林水库实际案例,采用有限元模拟开挖施工中隧道的安全稳定性,以及开挖对水库的影响。分别按照完全排水施工工况和堵水限排施工工况进行分析,研究了隧道开挖的初衬变形,运营阶段二衬的安全性和水库在不同施工工况下的变形。水库在不同排水施工工况下的变形趋势不同:采用完全排水工况下变形较大;采用注浆限排的工况下变形较小。对此,推荐采用"堵水限排"施工方法,开挖时对掌子面和洞圈一定范围土层进行注浆。     

南疆铁路吐库二线中天山隧道取得阶段性胜利

近日,中铁隧道承建的南疆铁路吐库二线中天山隧道出口洞身开挖突破9 000 m,取得了重大阶段性胜利。南疆铁路吐库二线SK2标中天山隧道全22.467 km,隧道出口工区位于新疆和硕县乌什塔拉乡境内。     

代家坳隧道涌水量计算

在综合分析了岩溶、基岩裂隙和水库对隧道涌水的影响后,对隧道涌水量进行计算,探讨了复杂地质条件下隧道涌水量的计算方法,并在此基础上提出相应的工程建议。     

注浆加固对近水库隧道裂隙密集带区地下水渗流场的影响性分析

利用Visual-modflow三维可视化渗流软件建模分析了邻近水库裂隙密集带地层，隧道开挖至注浆前后全过程地下水渗流场分布规律。结合隧址区水库、裂隙密集带等水力联系的影响，研究了隧道施工未扰动下渗流场演变过程。结果表明，毛洞开挖后裂隙水垂直补给隧道，影响范围很大，水库方向的反向补给或贯通排泄并不明显；隧道初期支护有利于保持地下水流场稳定，由于密集裂隙带的存在，横断面渗流变化与毛洞状态初期较为接近；随着注浆加固止水效果的提升，地下水向隧道内汇集的趋势减弱且范围减小，当围岩渗透系数折减到90%时，与初始渗流场较为接近，表明良好的防水体系对维持地下水渗流场稳定发挥了较好的作用；密集裂隙带的存在仅对局部渗流场有影响，对隧道和水库之间的水力联系并无显著影响。     

南化水库防淤隧道工程规划设计

南化水库于1994年开始蓄水营运,其原库容达1亿5 400万m3,为南部重要供水水源。为延缓南化水库淤积速率及提升水库因应气候变迁之防洪能力,经济部水利署南区水资源局正推动南化水库防淤隧道工程。南化水库防淤隧道工程利用底层之进水口吸取随着台风暴雨挟带进入水库坝前之异重流及浑水进行水力排砂,隧道进水口位于设计水位EL.180 m下45 m深之右坝,在营运中水库施作底层进水口困难度相当高。本计划之特殊性包括进水口施工(含水中围堰及水下施工作业)、大型高压闸门制造及安装、大规模地下洞室开挖等。在水库水位EL.180 m之设计流量为1 000 cms,年平均排砂比约24%,即年平均减淤量约72万m3。     

轨道交通工程方案对地下温泉资源的影响研究

为减小轨道交通工程建设对地下温泉资源的影响,以市郊铁路重庆中心城区至南川线工程对重庆市东温泉地热资源的影响为研究背景,结合温泉热储构造对线路避让东温泉地热资源的线、站位方案进行了深入分析。结果表明：线路采用路基和高架敷设不影响东温泉地热水资源的补给、径流与排泄;线路采用隧道敷设时不得穿越热储层,可穿越热储盖层,但须完全位于热储盖层范围内,才不会引起东温泉地热水的衰减和流失。研究结果为今后轨道交通穿越温泉地热资源提供了参考和借鉴。     

公路隧道消防系统气压给水设计

向黄隧道的原消防系统设计方案是通过设置高位消防水池利用重力流供水,后改为气压给水设备加压供水。详细阐述该隧道消防系统气压给水设计方案、设备选型和控制模式,为类似工程设计提供参考。     

软弱围岩中隧道开挖对下卧过水隧道的影响分析

公路隧道下方有过水隧道穿越,隧道的开挖卸荷必然会对既有过水隧道产生影响。某高速公路隧道K21＋450~480段下方有过水隧道穿越,本段隧道为小净距隧道,处在软弱Ⅴ级围岩中。本文通过数值计算,从位移、弯矩、应力等几个方面探讨了过水隧道的稳定性。     

地下水位变化对盾构隧道的影响研究

为研究地下水位变化对盾构隧道结构的影响,利用有限元理论,建立了地下水位变化时盾构隧道结构的有限元模型,该模型可预测出不同地下水位时盾构隧道及地面变形情况,揭示出不同水位时的盾构隧道在土中的位移变化规律。结果表明： 地下水位发生变化会对盾构隧道产生一定的影响。地下水位上升会导致地表浅层土体发生回弹变形,并且下方有盾构隧道的地表的回弹值要比下方没有盾构隧道的地表的回弹值小;当地下水位从盾构隧道拱底处逐渐升高到中心处和拱顶处时,盾构隧道结构会出现竖向位移和边壁的侧向位移,并且水位越高,隧道的竖向位移和边壁的侧向位移越大。     

引水洞爆破施工对既有隧道衬砌的影响分析

某铁路隧道建成运营后,受溶洞区域水压大的影响,岩溶核心段出现衬砌渗漏水现象。为了解决衬砌渗漏水问题,通过在正洞顶部施作引水洞,截取岩溶水,减小作用在隧道衬砌周围的荷载。本文结合某铁路隧道引水洞爆破施工,通过从爆破震动、结构变形等动态监控和土压力、型钢应力、混凝土应变等静态监控,分析引水洞施工期间正洞衬砌结构受力和变形情况,得出爆破震动速度和结构受力都控制在允许标准以内,并且隧道结构变形很小、结构受力相对稳定,说明引水洞施工对正洞衬砌结构影响小,保证了运营线的安全。     

库水位变化对路基边坡稳定性的影响研究

在渗流计算理论与极限平衡方法的基础上,对库水位升降作用下路基边坡的瞬态渗流场与稳定性进行数值模拟与研究。研究结果表明：1）在库水位上升过程中,浸润线位置几乎与库水位的变化“同步”,只存在短时间的“滞后”效应;而在库水位下降过程中,滑坡体内浸润线位置严重滞后于库水位的变化。2）库水位上升期间,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数增加,最高库水位（175m）持续期,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数缓慢降低;库水位下降期间,路基边坡孔隙水压力降低,安全系数迅速降低,最低库水位（145m）持续期,路基边坡孔隙水压力降低。安全系数缓慢增加。