基于Peck公式的藏区公路隧道施工地面沉降预测

在隧道施工中结合现场地表下沉量测实测数据,利用Peck公式进行地表沉降计算,反分析法确定沉降槽曲线最大沉降量和沉降槽宽度及关键参数,并对拟合参数进行了检验。比较修正了沉降槽宽度计算经验公式,给出青藏高原东南部地区Peck公式中沉降槽宽度系数的初步建议值,验证了适合我国藏区具体地质条件与施工手段的公路隧道地表沉降预测模型。研究表明:Peck公式适用于青藏高原地区公路山岭隧道施工地面沉降预测,隧道进口浅埋段施工引起的地表沉降曲线基本符合高斯分布规律,进口段埋深较浅地表沉降槽宽度越大,埋深越大沉降槽宽度越小。     

盾构/TBM施工煤矿长距离斜井的技术挑战与展望

采用盾构/TBM修建深埋长距离斜井是一个崭新的课题,对于缩短矿井建设周期,降低造价具有重要的意义。文章通过对传统矿山法与盾构/TBM法的技术参数与经济指标进行全面比较,分析了盾构/TBM技术在煤矿矿井建设中的应用前景,介绍了盾构/TBM施工斜井应用现状,在此基础上,着重从盾构/TBM的选型与适应性、斜井井壁结构设计、复杂环境中施工等方面分析了盾构/TBM施工煤矿长距离斜井所面临的挑战,综述了近期开展的相关技术研究与进展,主要包括:双模式盾构/TBM的研制、新型井壁结构体系的构建和复杂条件施工时的处置技术等。最后,讨论了尚存的问题以及相关问题研究的发展趋势。     

基于分段单孔反演的隧址区多断层地应力分布特征

目前,针对具有多个原位地应力测试钻孔的隧址区初始地应力场反演,往往一次性将全部实测值用以计算值的回归反分析,没有考虑到隧道纵向长度远超其他方向且钻孔分布较远的特点,单个钻孔表征的临近区域地应力分布特征或反演精度被其余钻孔实测值“拉低”,导致整体反演结果容易陷入局部优解。依托拉林铁路桑珠岭隧道、叙毕铁路斑竹林隧道、沿江高速火山隧道、木寨岭公路隧道等工程,采用多元线性回归法结合最小二乘法寻优准则,分析了隧址区仅有单个钻孔反演精度较高的原因,提出了对具有多个钻孔的隧址区分段并分别进行单钻孔回归反演的新方法。在此基础上,重点讨论了木寨岭公路隧道断层破碎带区域地应力分布特征。结果表明：分段单孔反演较多孔反演进一步提高了反演精度;地应力的分布在断层前后呈现出先急剧增大后急剧减小的特征;除自重应力与埋深存在一定关联外,两项水平主应力随断层间距或厚度的增大突变性加剧;断层之间间距、断层倾角、断层厚度均是影响地应力方向偏转大小的重要因素,断层之间间距或断层倾角越小、断层越厚,地应力方向偏转越显著。     

考虑走滑断裂活动影响的公路隧道初始地应力场反演分析

为了使跨活动断裂带区域地应力反演结果更加符合实际,提出了考虑走滑断裂活动影响的公路隧道初始地应力场反演思路。通过在断裂带与两侧岩体之间建立接触单元,采用边界位移荷载实现了断裂带两侧岩体的相对挤压及滑动作用。依托华坪至丽江高速公路东马场1号隧道工程,对比分析了采用常规边界荷载和考虑走滑边界荷载2种情况下隧址区地应力场的反演结果。研究结果表明:考虑走滑边界荷载反演得到的地应力场更加符合实际且精度更高;常规边界荷载的最大残差为2.29 MPa,而走滑边界荷载的最大残差仅为0.66 MPa,其残差平方和也均小于常规边界荷载;在断裂带附近,考虑走滑活动影响的最大、最小水平应力值相对常规边界均有所减小,上盘岩体垂直应力也相对减小,下盘岩体受上盘岩体的影响垂直应力相对增大,符合跨断层岩体区域实际地应力场的分布规律;隧址区整体表现为水平应力大于垂直应力,以水平构造应力为主。     

加泥式土压平衡盾构机在成都砂卵石地层中应用的几个关键性问题

成都地铁一号线一期工程区间隧道大多通过富水砂卵石地层,且含有少量大粒径漂石。结合地层这一特点,对成都地铁采用加泥式土压平衡盾构施工的几个关键问题--大漂石处理方案、刀盘刀具的耐磨性、喷涌防治等进行了分析和探讨。     

重庆高速公路现役营运隧道渗漏水病害统计及成因分析

在全面搜集重庆地区现役187座高速公路营运隧道的基础上,针对目前出现渗漏水病害的66座隧道进行了调研,依据对隧道区域分布、隧道长度、渗漏水病害的严重程度等综合因素的考虑,选取了14座典型渗漏水病害隧道作为研究对象,分别就裂缝的几何形态和闭合度,渗漏水的形式以及渗漏部位进行了分类统计分析,并就地下水、衬砌裂缝以及渗漏水之间的关联性进行了探讨,最后根据对隧道地勘、设计、施工等资料的统计,结合现场调研的情况,认为导致重庆地区现役高速公路隧道渗漏水病害的原因主要有4点:不良地质条件、施工因素、防排水设施以及地下水的腐蚀性等.研究成果对于开展重庆地区公路隧道渗漏水病害的防治与营运期间的维护具有重要的现实意义和参考价值,同时也可为其他地区或全国公路隧道渗漏水病害的统计分析提供参考.     

不同渗透系数地层中泥浆渗透成膜试验研究

为了改善泥浆在高渗透性地层中难以成膜的问题,给泥水盾构工程中泥浆的配制提供参考,针对膨润土泥浆在砂土地层中渗透成膜的过程,以某高铁隧道砂卵石地层中泥水盾构施工为背景,开展了泥浆在不同渗透系数地层中的成膜试验。试验采用自行设计的内径为300 mm的泥浆渗透装置,利用分级加压的方式使泥浆压力转化为地层的有效支护压力,分析了地层渗透系数、泥皮厚度、泥浆滤失量三者的关系以及成膜的判断方法。研究结果表明:泥皮厚度随着地层渗透系数的变大表现为先增大后减小,而泥浆滤失量随之不断增大,在泥皮厚度增大阶段厚度与滤失量成正相关,在泥皮厚度减小阶段厚度与滤失量成负相关,泥皮厚度最大值点是泥浆渗透有效成膜的转折点;过泥皮厚度最大值点的k线可为泥浆适应性判断提供参考,k线左侧是泥浆渗透成膜的稳定区域,而在k线右侧区域,泥浆颗粒的消耗量与滞留量呈负相关,泥浆的适应性较差;采用D₁₅/d₈₅的值能大致地划分泥浆的渗透成膜类型,D₁₅/d₈₅在10附近是成膜是否有效的过渡区,该区域对应k线右侧临近区域,泥浆渗透可以形成泥皮,但稳定性较差,故泥皮不能作为有效泥膜形成的标志;增大泥浆中颗粒的粒径能提高泥浆的成膜能力,使泥浆k线向右移动,能有效解决泥浆在高渗透性地层中成膜难的问题。     

我国西南部山区隧道施工期支护结构力学行为特征案例分析

为研究我国西南部山区隧道施工期支护结构所面临的重大问题,将雅安—康定、汶川—马尔康高速公路的典型隧道作为案例,归纳总结施工期存在的高地应力、软弱围岩、断层破碎带、次生地质灾害等潜在危险源,通过现场实测数据深入分析不同危险源环境下支护结构体系的力学行为特征。研究结果表明： 1）当隧道穿越软弱围岩时,围岩强度低、自承载能力差,接触压力、钢拱架应力均显著高于普通围岩隧道,二次衬砌分摊荷载比例显著上升; 2）当隧道穿越断层破碎带时,支护结构受力需要较长时间才能稳定下来,其力学行为呈现出3阶段演化规律,前期快速降低、中期缓慢降低、后期基本稳定; 3）当隧道洞口穿越松散堆积体时,坡体稳定性易受到扰动,其支护结构力学行为具有显著的偏压特性,围岩压力主要集中在深埋侧; 4）高地应力与围岩强度联合控制着围岩稳定性与支护结构体系的力学行为,高地应力硬岩隧道也具有一定的流变时间效应,但由于硬质围岩的强度较大、稳定性较好,支护结构受力相对较小,安全储备较高; 5）高地应力软岩隧道的围岩压力与结构受力显著升高,其支护结构力学行为在施工期便呈现出明显的流变特性,开挖约200 d后,仍然保持着缓慢增长。     

大型跨江海隧道整体化设计的基本思路

目前大型越江隧道的结构设计基本系单独针对单一结构物或其单一方面进行的,如结构的横断面、纵断面、联络横通道、竖井等附属结构物等方面的设计一般是分开考虑的,虽然在初期规划设计时考虑了结构各方面、各局部的相互影响关系,但往往是由专家凭经验定案,尚无一个整体化设计理论作为指导,因此在实际的设计中往往将结构各部位相对孤立起来进行设计,遇到冲突再进行变更,对整个结构往往难以形成优化方案。因此,文章提出了以系统论为框架,利用模糊数学、可靠度理论、专家综合评估法和优化分析等数学理论和工具,以结构整体和局部的关键设计参数的取值及其对目标函数的影响度形成的样品空间进行综合优化分析,考虑水位变化、地质差异、横断面受力、纵向变形、附属结构的修建、偶然荷载及结构稳定性等因素,为大型越江隧道作出整体结构性能好、经济效益高,抗风险能力强的综合最优化设计方案的整体化设计思路。     

超大直径盾构隧道同步双液注浆原位试验研究

为探明水泥-水玻璃双液浆在超大直径盾构隧道工程中的浆液特性、扩散形态及注浆填充效果,在北京东六环京哈高速—潞苑北大街区段盾构隧道工程负环段进行同步双液注浆原位试验,通过在负环管片上安装钢套筒的方式形成盾尾注浆间隙,并采用土压力和孔隙水压力传感器检测同步双液注浆过程中盾尾间隙内压力的分布及变化情况,探明双液浆的胶凝特性及初步扩散形态。注浆完成后,通过现场取样和三维激光扫描的方式揭示双液浆的物理力学性能和注浆填充效果。研究结果表明： 1）在同步双液注浆过程中,双液浆浆液压力整体呈“单峰”式曲线变化,即注浆开始后传感器量值随浆液注入快速增加,在注浆停止后传感器量值迅速下降,然后缓慢下降,最后稳定至一定量值; 2）由于原位试验过程中室外温度变化大、湿度低,并且存在混合不均及双液浆产物不稳定的问题,现场取样测得的抗压强度略低于室内试验所测得的抗压强度; 3）由三维激光扫描结果可知,适当调整注浆参数后双液浆能够很好地填充盾尾间隙,注浆圈无明显缺陷。