金沙江特大桥岩体结构特征及地质力学分析

研究目的:丽(江)香(格里拉)线金沙江特大桥为国内首座重载铁路悬索桥,桥址区岸坡高陡,构造发育,地震活动频繁,河谷地质结构复杂。通过地质调绘,平硐、垂直钻探,工程物探等勘察方法,查明岩体的结构特征,并对岩体进行地质力学分类,确定岩体的宏观力学参数,为锚碇建基面的选择和锚碇围岩稳定性分析提供科学依据。研究结论:(1)桥址区岩体经历强烈的构造作用、表生改造作用,形成了片理化带、卸荷带、风化带相互叠加的三重地质结构;(2)锚碇区域的岩体可分为(1)～(3)区,(1)、(2)区属于Ⅳ类不良岩体,不能承受较大的拉应力及剪切应力,(3)区属于Ⅲ类一般岩体,完整性较好,可以作为锚碇的持力层;(3)基于Hoek-Browm准则获得的岩体力学参数是合理的、可靠的,可用于可研、初步阶段桥梁方案的论证及锚碇围岩稳定性分析;(4)本研究结论对高山峡谷区桥梁工程的勘察设计具有指导意义。     

软岩大变形发生的边界条件及对策探讨

研究目的:软岩大变形是长期困扰隧道施工的难题。以往研究多以强度应力比作为大变形预判和潜势分级的依据,但存在相当大的局限性和误判、漏判的可能性。本文从地壳运动出发,以区域地质条件中的地应力场、地层岩性、地质构造为主要支撑点,通过对大量典型隧道大变形地质条件的分析,定性地提出大变形发生的边界条件,并论证了通过试验段确定大变形支护参数的思想。研究结论:(1)大变形是人为改变内营力,导致地壳结构改变、地壳内部物质变位的构造运动;(2)大变形发生的边界条件主要有:最大主应力近于水平,薄层极软岩(R 5 MPa)占比较大,以及适宜的构造条件;(3)大变形隧道的支护参数应在施工中考虑地质条件、工艺工法及施工组织等因素,通过开展试验段确定;(4)本研究成果适用于软岩隧道大变形的预判和工程处理。     

金沙江特大桥区域地质构造特征及稳定性分析

研究目的:金沙江特大桥位于滇西北虎跳峡地区,工程区构造环境十分复杂,断裂构造发育,新构造运动强烈,地震活动频繁,受外围强震带的波及影响较大,遭受历史地震的最大影响烈度达到了Ⅷ度。依托现场调绘、钻探、物探、平硐勘探及室内外试验等获得的新近地质资料,从区域活动性断裂特征、地震活动性、构造稳定性等方面进行分析研究,为桥位的比选提供科学依据。研究结论:(1)近场区呈断块构造格局,挽近时期以来,表现为断块本身的间歇性整体抬升,地应力总体上以水平应力为主;(2)区内活动断裂发育,对桥梁工程影响最大的是中甸-龙蟠-乔后断裂带,全新世以来活动明显;桥址区50年10%超越概率的烈度为7.9度,基岩加速度峰值取226.7g,未来百年内仍有发生多次7级以上地震的可能性;(3)工程区构造稳定性较差,桥位宜差中选优,在场地稳定指数较小的区域通过;(4)本研究成果对构造活跃区桥梁工程的规划选址和工程建设具有指导意义。     

孤峰平原区岩溶隧道工程地质问题探讨——以马判桥隧道为例

为了解决孤峰平原区岩溶隧道在勘察、设计和施工中常见的主要工程地质问题。通过马判桥隧道施工地质与勘察成果的对比、分析、研究,发现孤峰平原区岩溶隧道的工程地质问题主要有三个方面:(1)孤峰岩层平缓,卸荷严重,一般发育两组陡倾或垂直节理,张开度大,岩体被切割成码砌大块状,隧道顶板稳定性极差,易坍顶;(2)孤峰的形成过程,是水平岩溶长期发育的结果,因此峰体内岩溶问题突出;(3)孤峰平原区的围岩分级,数十米埋深的隧道,应以Ⅳ、Ⅴ级为主,埋深小于50 m的隧道,则以Ⅴ级为主。     

岩石高边坡抗剪强度参数的确定方法

在丽江至香格里拉铁路金沙江大桥的岩石边坡稳定性分析中,岩体的抗剪强度是对边坡进行稳定性评价和确定治理方案的前提。基于此,介绍了3种以室内岩石试验及现场工程地质调查为基础的抗剪强度估算的方法,并以金沙江大桥丽江岸边坡为例,对这3种方法的适用性进行了讨论分析,获得了合理、有效的力学参数。     

山岭隧道大变形危险性评价的功效系数法研究

研究目的:山区铁路隧道地质条件复杂,构造作用强烈,软弱围岩大变形灾害频发,经常会引起支护结构变形、开裂甚至坍塌等,对其进行科学合理的危险性评价并采取针对性的防护措施具有十分重要的意义。本文通过综合分析大变形破坏特征及发生规律,构建完善的大变形评价指标体系。采用层次分析法和熵权法相结合综合确定各个指标的权重,基于功效系数法理论及计算规则,构建一种隧道大变形危险性评价模型,将其应用于成兰铁路杨家坪隧道大变形危险性评价。研究结论:(1)大变形与围岩洞壁最大主应力、岩石抗压强度、围岩强度应力比、岩石弹性模量、围岩级别、地质构造、地下水密切相关,评价指标总体反映了大变形发生所需的地应力环境、围岩性质和岩性条件;(2)结合层次分析法和熵权法,通过引入距离函数,综合主观赋权和客观赋权建立组合赋权规则,解决了单一客观或主观权重的差异性和片面性问题,使得大变形评价指标权重的确定更加符合实际、更具科学性;(3)本文模型评价结果的准确率达到90.9%,验证了模型的可行性和准确性,可为预防隧道大变形灾害发生、降低施工损失及安全运营提供科学依据。     

高速铁路隧道岩溶灾害及防治关键技术研究

为总结高速铁路隧道岩溶灾害及其防治关键技术,结合沪昆高铁、重庆枢纽及成贵高铁的典型实例,分别从综合超前地质预报、深埋隧道高水压富水区综合防控、强岩溶化洞段围岩成套加固和隧底大(巨)型溶洞跨越4个方面对目前高速铁路隧道岩溶中涌水突泥、强岩溶化洞段围岩失稳及隧底大(巨)型溶洞三类灾害的致灾机理及防治技术进行总结和分析。结果表明:(1)综合超前地质预报是预防岩溶隧道涌水突泥灾害发生的有效手段;(2)对高速铁路岩溶隧道高压富水区,可采用超前帷幕注浆、径向注浆堵水的综合防控技术;(3)强岩溶化洞段可采用圬工回填、钢管群桩、微型桩、旋喷桩等围岩加固技术;(4)对岩溶隧道底大(巨)型溶洞,可采用空心柱混凝土回填、桥梁跨越、桩基框架结构、桩筏结构等综合处理技术。