岩溶隧道突泥机制与防治技术研究

为规避和降低岩溶隧道的突泥风险,采用归纳分析方法总结岩溶与隧道的位置关系,基于力学分析方法揭示岩溶隧道的突泥机制和主要影响因素,并以贵都高速公路九条龙隧道突泥现场实例,对突泥事故原因、处理方案和防治措施展开论述。得出以下结论:1)岩溶与隧道的位置关系可划分为隧道周围存在岩溶、隧道整体穿越岩溶和隧道部分穿越岩溶3种类型;2)从宏观和微观2个方面揭示岩溶隧道的突泥机制,其宏观机制是指岩溶隧道不同的突泥类型,其微观机制是指地下水对地层的小尺度物理力学作用;3)针对岩溶隧道不同工程地质特征,应重视工程勘察和隧道施工作业中的超前预报,采用合理的开挖方法和超前支护措施,规范施工作业流程,预防岩溶隧道突泥事故的发生。     

北京地铁区间隧道马头门工程综合施工技术

地铁隧道马头门既是隧道结构的薄弱环节,也是工程施工过程中结构受力转换的关键环节。在马头门施工过程中应采取有效措施,避免开设马头门时出现拱顶坍塌等工程事故。通过总结北京地铁区间隧道马头门工程施工经验,分析了工程地质及水文条件、周边环境、施工竖井设置位置等因素对地铁区间隧道马头门工程施工风险的影响,系统地总结了降低马头门工程风险的综合施工技术措施。     

海中洲隧道扩建中原隧道塌方的处理技术

目前国内尚无相应的基于改建或扩建既有老隧道的设计规范和规程作为设计方案之依据,在改扩建过程中如何制定合理、可靠的设计方案和施工方案,以海中洲城市隧道扩建过程为例,通过对原塌方区情况调查分析、研究,提出地表注浆锚杆加固、塌腔处理、塌腔回填等综合整治措施。总结出以下结论:1)对于老隧道改扩建工程,首先应熟悉老隧道情况,其次通过多种手段做详细的地质勘察,为系统性设计方案提供充分的依据;2)对于波及地表的土质浅埋隧道塌方处理,应综合考虑各种因素及相互关系,采用全面系统的整治方案;3)"稳固既有坍塌面,快速处理封闭成环"是防止原塌方规模进一步扩大的关键,对塌腔壁采用喷、网、锚、撑综合加固是行之有效的方法。     

水下盾构隧道硬岩处理与对接技术

为了对盾构隧道(尤其是水下盾构隧道)施工中遇到的特殊地层的处理方法进行总结,特别是阐明水下盾构对接施工的关键技术,以借类似工程参考。结合目前盾构隧道施工实践,分析在软硬不均地层、孤石地层、卵砾石地层中利用盾构法修建隧道的主要问题和困难,相应地提出了一些基本措施和技术对策。结合台山核电站取水隧洞(位于海域中)盾构施工中遇到的微风化花岗岩硬岩(最高强度达197 MPa)和球状风化孤石,提出了水下爆破法和冲击钻冲孔2种方法进行基岩突起和孤石处理,盾构顺利通过该基岩段,没有进行刀具更换。结合3次穿江越洋的狮子洋盾构隧道的水下对接(国内首次)问题,分析总结了"相向掘进、地中对接、洞内解体"的关键技术,对接非常成功,对接点的围岩相对稳定,精度符合要求。     

斜通道辅助竖井施工技术研究

长隧道施工时,竖井出碴、进料需垂直提升,施工交叉较多,导致隧道施工进度非常缓慢,为此提出增设一辅助竖井施工的斜通道与主隧道斜交的方案。结合实际工程,采用大型有限元软件进行数值模拟论证方案的可行性,在此基础上改进施工方案,并依据规范制订详细的监测方案,进行施工实时监测,现场实施效果和监测数据表明,改进后的方案经济合理,斜通道与主隧道安全可靠,工期大为缩短,说明此施工方案有效、可行。     

初次支护结构对围岩塑性区和位移的影响研究

为了探索初期支护对隧道围岩稳定性的影响,采用岩土工程三维有限元分析软件Z_Soil3D对隧道施工中锚杆和钢架的作用进行了模拟分析。计算结果表明:增加锚杆长度或钢架惯性矩,围岩塑性区厚度和围岩位移都减小,锚杆长度及钢架惯性矩存在优化值,当锚杆长度或惯性矩超过优化值后对进一步改善围岩稳定性的作用不明显;永久钢架主要起拱的作用,其内力以轴向压力为主,在节点处存在局部弯矩,永久钢架构件内力与施工顺序相关,最早施加的构件轴力是后施加的数倍;临时钢架为压弯构件,存在较大轴力和弯矩,水平和竖向临时钢架的弯矩相差不大,2层水平钢架构件的轴力相差较大,竖向构件的轴力与上层水平构件的轴力相当,但明显大于下层水平构件的轴力。     

隧道混凝土烟道板抗火性能研究

上海长江隧道是当时世界上直径最大的盾构隧道之一,为保证其在火灾下的抗火安全性,从隧道结构设计、烟道板耐火设计、耐火混凝土配制、混凝土耐火性能评价等角度对隧道混凝土烟道板抗火性能进行研究。通过耐火试验对混凝土烟道板的抗火性能进行评估,结果表明所研制的隧道混凝土烟道板具有良好的抗火性能,耐火极限不低于30 min,火灾损伤评级为中度损伤(Ⅱ),符合隧道耐火设计要求,对提高隧道在火灾条件下的安全性具有重要意义。     

钢管桩在模袋砂围堰加固施工中的应用

沈家门港海底沉管隧道工程北岸出入口原设计采用模袋砂围堰作为主体结构施工平台,由于在施工过程中受到地质情况、海水涨落潮水流、模袋砂刚性等因素影响,模袋砂局部产生沉降、位移。为保证沉管隧道出入口的顺利修建,通过对模袋砂围堰沉降变形原因进行分析,并对各种加固施工方案进行比选,最终采用钢管桩加固模袋砂。并对钢管桩加固模袋砂的工艺、过程及施工效果进行了介绍。采用钢管桩加固既可以发挥模袋砂施工工艺成熟、机械化程度高,又可以发挥双排钢管桩的整体性好、刚度大、抗变形能力强等优点,是柔性与刚性体的很好结合,取得了较好的经济效益和社会效益。     

浅埋暗挖大跨风道临时支撑拆除技术

西南风道具有地质条件及周围环境复杂、开挖跨度大(开挖跨度9.9 m)、埋深浅(结构上覆土厚度约10 m)、覆跨比较小(约为1)、路面外荷载作用频繁、穿过地下管线等显著特点。风道采用CRD法开挖支护,其中,临时支撑拆除是CRD法的关键技术,若施工不当易引起大的地表沉降,影响地下管线和地面交通运行安全,为了保证施工安全及周围环境的安全,采取分段、逐层拆除的方法,主要介绍CRD法临时支撑拆除施工,并通过对地层变位的监控量测,对临时支撑拆除施工效应进行分析。研究表明:1)临时支撑拆除范围原则上取隧道跨度,当环境要求严格时,应减小拆撑的范围;2)拆撑施工引起的地表沉降值比较小,占地表总沉降值的5.86%～18.49%;3)制定和完善了临时支撑拆除控制标准,包括临时支撑拆除时机的确定、位移的控制基准等。     

爆破振动对宋家湾隧道施工的影响

为评价在生产常规作业阶段爆破施工方式对隧道结构的影响,对宋家湾隧道爆破振动进行监测,以获取主振频率,最终以频率和振动速度2个指标评估隧道爆破作业振动效应.本次爆破的最大振动速度为3.1 cm/s,主振频率范围为27.34～70.31 Hz,最大振动速度远小于国家标准.可知对隧道支护结构影响有限频率范围为27.34～70.31 Hz,远高于隧道的自振频率(一般在3～9 Hz范围内),不会出现共振放大现象.