土压平衡盾构在不同地层中的应用

介绍国内盾构的发展状况及主要特点。详细阐述土压平衡盾构在重庆地铁砂岩地层、北京砂砾石地层、西安黄土地层及大连钙质板岩地层中的应用,针对应用中存在的问题,提出盾构的针对性设计制造及相应的施工技术措施。由于工程地质及水文条件的不同,设计采用的盾构类型其设备系统配置也不同;即使在同一工程项目中,对不同的地质情况,同一台盾构掘进施工中采取的掘进参数和施工技术措施也不一样,必须适应地质条件的变化,采用合适的掘进参数和施工措施,才能保证掘进施工的顺利进行。     

Surrounding Rock Classification of Banxi Group Slate with Abundant Water北大核心CSCD

For water-rich slate, surrounding rock argillization and softening is a serious problem. At present the uni-axial saturated compressive strength of rock is used as one of the indexes for classification of water-rich slate sur-rounding rock. Since Banxi Group slate has special geological characteristics, the above mentioned grading index is not completely suitable for its surrounding rock classification due to limitations. For this reason, using the Youfang-ping tunnel at the Changsha to Kunming Section of the Shanghai to Kunming high-speed railway in China as an ex-ample, a softening coefficient is introduced, and the underground water, rock mass integrity coefficient and angle of the main structural surface and tunnel axis are regarded as the main controlling factors. A system of surrounding rock classification for tunnels in water-rich slate is established. Based on the theory of fuzzy mathematics, the member-ship function of each index is structured and the weight of each index is calculated by AHP, and the grade of the sur-rounding rock is determined according to the maximum membership degree principle. The results show that the fuzzy information of surrounding rock classification is processed effectively and the classification of surrounding rock is achieved by qualitative analysis to quantitative evaluation by using fuzzy theory. The surrounding rock classification determined by introducing the softening coefficient on the basis of fuzzy theory is close to that determined in practical application, indicating that the practicability of this classification of tunnel surrounding rock in water-rich slate is high. This classification system therefore is a reference for the design and construction of tunnels in water-rich slate. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

高地应力板状软岩隧道大变形控制试验研究

研究目的:针对板状高地应力软岩隧道开挖的大变形问题,采用单层初期支护+双层二衬的结构形式进行支护,并进行现场试验,对初期支护、钢拱架以及两层二衬的变形与受力进行了测量,分析该支护结构在控制高地应力软岩隧道大变形方面的效果及该方案的可行性是本文的主要研究目的。研究结论:(1)传统的初期支护方式在控制高地应力软岩隧道的大变形方面效果不佳;(2)板状岩层的走向和岩层的倾角对高地应力软岩隧道开挖后的变形及受力会产生影响,一般来说,在垂直于板状软岩岩层(倾斜线)方向上的挤压力最大;(3)采用双层二衬结构,使初支与围岩一起产生变形而消除围岩的部分压力,第一层二衬起到强而稳定的支护作用并承担绝大部分的围岩压力,使第二层二衬受力很小而起到装饰作用,因此从高地应力软岩长期流变性的角度考虑,双层二衬结构对高地应力软岩隧道建成后的长期稳定性和安全运营具有很好的保障作用;(4)本研究成果可为类似工程的施工提供参考依据。     

砂板互层岩体中隧道围岩力学特性研究

通过建立可反映互层岩体中砂岩与板岩组成、岩层倾角、岩层走向等因素变化对岩体变形影响的互层岩体本构模型,研究了砂板互层岩体中隧道围岩的力学特性。研究结果表明:岩体中板岩体积含量越高,围岩最大变形及破坏范围越大,隧道周边围岩变形不对称性也越明显,板岩结构面的内摩擦角大小对岩体变形及破坏范围影响很大,板岩沿结构面破坏为砂板互层岩体的主要破坏形式之一;砂板互层岩体的倾角变化将影响隧道周边围岩变形的对称性及破坏区域的分布,倾角在40°～60°时,围岩变形的不对称性最明显,板岩含量较高时,砂板互层岩体的最大变形随倾角的增大而降低;岩层的走向与洞轴线交角越大,围岩变形越小,隧道周边围岩变形也越趋于对称,在陡倾砂板互层岩体中,洞轴线应尽可能沿与岩层走向大角度相交的方向布置以利于围岩的稳定;随着埋深的增加,围岩变形及破坏范围均增长,因岩层倾角、走向变化引起的隧道周边围岩变形不对称性也越明显。     

挤压破碎倾斜板岩大直径深水钻孔桩施工技术

蒙西华中铁路洞庭湖特大桥主桥采用(98+140+406+406+140+98)m三塔双索面钢箱钢桁结合梁斜拉桥,桥塔墩采用22根3.0m钻孔桩基础。桥址处覆盖层较浅,其下为挤压破碎倾斜岩面,施工过程中极易出现塌孔、埋钻、斜孔。钻孔灌注桩施工过程中,首先采用履带式跟管钻机钻进,压缩空气吹渣成孔,在直径3.2~3.5m的圆周上均匀布置10个注浆孔,采取袖阀花管分层注浆预加固;然后采用优质泥浆护壁,利用3000型和4000型钻机钻进,钻进过程中针对不同的地层调整钻压、钻速、泥浆比重以及增加稳定器等措施,确保顺利成孔。实践表明,该桥通过采取桩周注浆预加固、优质泥浆护壁、增加稳定器等技术措施顺利完成了3号、4号、5号桥塔墩共66根钻孔灌注桩施工,桩检均为Ⅰ类桩。     

围岩快速分级和松动圈测试应用研究

吉图珲客运专线小盘岭1#~3#隧道施工,遇到碳化泥质板岩地层,由于其岩质软、节理发育、岩体破碎,围岩稳定性极差,多次发生塌方、换拱等问题。为保证隧道安全快速施工,现场采用非金属声波测试技术对围岩进行施工期快速分级和松动圈厚度确定,为隧道动态设计和信息化施工提供有力保障。(1)声波测试结果分析表明,该隧道碳化泥质板岩松动圈厚度范围在4.90~6.16 m之间;左拱腰、拱顶和右拱腰位置松动圈厚度均值分别为5.91 m、5.35 m和5.19 m。(2)围岩饱和单轴抗压强度为20.6 MPa,属于软质岩;松动圈内围岩波速平均值为1.29 km/s;松动圈外围岩波速平均值为2.06 km/s。综合判定小盘岭隧道弱~强风化碳化泥质板岩围岩等级为Ⅴ级,与现场调查结果基本一致。基于测试结果对隧道支护锚杆和注浆长度进行优化,工程实践表明优化后的锚杆支护和注浆加固效果明显。     

木寨岭隧道炭质板岩段大变形控制技术

为解决高地应力炭质板岩隧道大变形的控制问题,以木寨岭隧道为例,从地质原因、设计原因、施工原因方面进行了大变形原因分析,通过选择合理的支护参数、采取保护围岩的施工理念,长锚杆、锁脚锚杆进行加强、优化断面形状、预留合理变形量并确定变形控制标准,适时进行支护加强、短台阶或超短台阶快开挖、快支护、快封闭和衬砌适时施作等综合施工技术,有效抑制了隧道大变形的发生。     

极高地应力软岩挤压变形特征及支护结构工作性态分析

极高地应力软岩变形速率快、累积大、持续久并在时空上表现出不均匀、不对称等特性,造成隧道开挖支护难、结构体系弱化、失效等工程问题。依托兰新二线大梁隧道建设,针对极高地应力挤压性软岩开展了大量原位试验、围岩量测、数值仿真及设计变更工作,分析了围岩—支护发生的一系列与时间相关的力学行为及动力响应,突破岩体结构及支护变形特征的静态认识,提出适应于该地层的变形控制和支护设计方法,确保软岩掘进工期及安全,为同类工程的建设和研究提供借鉴和参考。     

哈达铺隧道直立板岩大变形分析及控制施工技术

兰渝铁路哈达铺隧道穿越炭质板岩和碳质叶岩(局部还有千枚岩)地层,且岩层走向基本与隧道轴线平行,存在较大的水平应力,施工中出现了较大的收敛变形。文章介绍了哈达铺隧道直立板岩段的大变形情况,从水平应力、地下水、地应力、隧道断面形式等方面分析变形的原因,提出了采用大刚度支护、二次衬砌紧跟、监控量测等控制措施。     

木寨岭铁路隧道斜井大变形的控制技术探讨

为了寻找高地应力软岩隧道的大变形控制措施,对在建的兰渝铁路木寨岭隧道大战沟斜井薄层炭质板岩段进行了多种大变形控制方法的试验。试验说明：木寨岭隧道的大变形是不可避免的,但是可控的;超前小导坑、导洞和大钻孔进行应力释放对控制大变形是非常有效的,但就其进度而言,还有待完善;小幅增加初期支护刚度加套拱支护对大变形控制也是有效的...