砂岩夹泥岩地层隧道围岩稳定性分析及支护对策研究

以云南某拟建高速公路为依托,利用Midas NX有限元计算软件对砂岩夹泥岩地层隧道开挖进行了数值分析,通过对地层倾斜、水平、竖直三种代表工况进行开挖模拟,研究发现倾斜地层情况下隧道稳定性更差、支护结构受力更大,对施工最为不利,垂直地层分布次之,水平地层分布最安全;不同地层倾角下,锚杆受力具有典型差异,与地层垂直时均受力更大;泥岩地层的塑形分布区更广泛、等效塑性应变范围更为集中,是发生失稳或大变形的主要地质因素。总结了国内类似工程案例,发现砂岩与泥岩组合地层多是在倾斜下出现失稳、大变形,采用及时封闭围岩、加强初期支护、锚杆与层面垂直等措施具有显著效果。     

金沙江干热河谷泥岩坡地植被恢复研究

坝周低山区是金沙江干热河谷生态环境最为脆弱的地带,而泥岩坡地植被恢复又是坝周低山丘陵区植被恢复的难点。在中科院元谋水土保持生态试验站进行了泥岩坡地的封禁植被恢复、半封禁植被恢复及人工植被恢复试验,并对比分析不同植被恢复方式对植物群落的影响。结果表明,封禁、半封禁和人工促进的植被恢复方法都能促进干热河谷区植被恢复与重建,植物群落的高度、盖度和生物量均有改善,而封禁恢复可能带来相对丰富的物种多样性。     

水平泥岩砂岩互层隧道超欠挖控制技术

水平泥岩砂岩互层围岩的地质特点导致围岩在施工爆破后易沿结构面及软弱破坏面破坏,形成较难人为控制的超欠挖现象。以大梁峁特长公路隧道为工程背景,提出了相应的超欠挖控制措施：采用科学合理的控制爆破技术和施工措施,经此处理后,超欠挖值明显减小,开挖面基本平整、光滑,隧道施工过程中未发生塌方事故,拱顶掉块也明显减少。     

CHF土壤固化剂在路基土壤改良中的应用研究

CHF土壤固化剂是具有自主知识产权的液态离子型土壤固化剂,属于高分子复合材料,可增加黏土强度,减少吸水膨胀性,提高水稳定性。文章结合四川省泸渝高速公路路基工程实例,介绍采用CHF土壤固化剂改良风化泥岩土壤的配合比与原材料技术要求,阐述了采用该土壤固化材料铺筑路基试验段的施工工艺流程,并通过施工检测分析得出结论:采用CHF土壤固化剂改良后,路基的抗压强度和水稳性可以得到显著提升,经历雨天后,路基表面不再翻浆和变形,完整性较好,可满足规范和设计要求。     

木寨岭隧道7#斜井试验段信息化施工

为积累指导正洞的施工经验,结合木寨岭隧道斜井炭质板岩段控制高地应力大变形的方法,通过在斜井进行模拟正洞试验段信息化施工,从施工、支护、初期支护结构内力、变形发展进行分析探讨,得出采用分层分次支护、提高拱架强度、加强锚杆施作以及完善的施工工艺等措施能有效控制变形。     

鱼梁航运枢纽工程闸坝泥岩基础剪切软弱带加固处理

鱼梁航运枢纽工程闸坝基础开挖过程中发现岩层中层间存在剪切软弱带且节理裂隙较为发育,岩体完整性较差;同时,层间剪切软弱带、节理裂隙面、岩层面等结构面互相切割,组合形成大小不一的块体,对坝基抗滑稳定较为不利,经计算,深层滑动不满足规范要求。经多方案对比分析研究,最终采用挖除部分软弱夹层、布设锚筋桩和基础固结灌浆等措施组合的地基处理方案。     

越江隧道泥岩段掘进技术研究

以武汉轨道交通3号线穿越汉江段盾构掘进为背景,针对该泥岩段掘进速度慢、扭矩大、泥浆门堵塞、刀 盘结泥饼等技术难题,经过隧道领域专家论证及与高校技术合作,通过数据分析对比,针对性地采取进舱处理泥 饼、改良盾构机循环系统及刀盘冲刷系统、改良泥浆、优化掘进参数、优化掘进方式等措施,从而很大程度上解 决泥岩段掘进中遇到的问题,对类似工程有一定的参考价值。     

基于声发射参数分析的红层泥岩高周循环加卸载损伤及变形特性

为研究不同应力上限及加载频率条件下软弱红层泥岩的损伤及变形特性,基于声发射损伤监测手段开展高周循环加卸载试验,系统分析应力上限与加载频率对红层泥岩损伤及裂纹扩展模式的影响。结果表明：当应力上限低于屈服临界动应力值时,泥岩经历先剪缩后缓慢剪胀的过程,岩样中微裂隙的发展与黏土矿物的膨胀逐渐占据主导地位;低频AE信号产生于静载阶段,而高频AE信号主要出现在循环加载阶段,且随加载频率的增大,超过300 kHz的超高频声AE信号占比逐渐增大;红层泥岩循环荷载下所产生的裂纹总体以张拉裂纹为主,但第I阶段剪切裂纹占比相对其他阶段较大,且随着动应力幅值减小或加载频率的增大,剪切裂纹所占比例减小;在裂隙自愈合效应下,泥岩中由动载引起的损伤裂隙会被逐渐修复,且随着放置时间的增加,声发射Kaiser效应逐渐减小甚至消失。     

基于BP神经网络的砂泥岩互层地质爆破参数优化研究

砂岩、泥岩互层地质在黄土地区路基工程中比较常见,其软硬相间的特性使得爆破参数设计困难,工程实践中难以达到理想的爆破效果。本文提出一种基于BP神经网络的爆破参数优化方法,该方法以影响爆破效果的主要因素作为网络输入参数、以爆破效果作为输出参数、采用搜集的数据样本作为训练和检测样本建立BP神经网络。以通过理论计算得出的爆破参数为基础,利用正交试验法筛选出16种试验方案。基于训练好的神经网络预测爆破效果,从中选择爆破效果较好的5组方案进行试爆,并根据试爆效果确定最佳爆破方案。该方法应用于横山车站路堑工程施工,效果良好。     

炭质页岩隧道循环式高压注浆预加固技术

针对层状炭质页岩地层中隧道围岩破碎,遇水易软化等特点,依托郑万高铁罗家山隧道,通过方案比选,确定了采用循环式高压注浆预加固技术;同时对注浆参数进行了多工况的现场试验,明确了采用稀浆(水灰比3∶1)劈裂,浓浆(水灰比0.5∶1)灌注的施工方法,确定了相应的岩体注浆参数;注浆施工时应采用高压风代替传统清水清孔,浆液配置时通过添加减水剂来减少水的用量。实践表明,采用循环式注浆预加固处理后,浆液沿层理扩散且能形成较高强度的结石,有效控制了围岩变形,为隧道的安全施工提供了保障。