施家梁隧道K44+090岩溶水处治设计

施家梁隧道为3车道大断面高速公路隧道,在施工开挖过程中雷口坡组灰岩与须家河组砂岩的界面上出现了3个看似不连通的溶洞,K44+090处发现的溶洞甚至为一无水干溶洞。但由于对溶洞的处治认识不足,忽略了各溶洞的连通性,致使隧道二次衬砌完成后,雨季来临时二次衬砌开裂,给隧道衬砌结构造成了很大危害。介绍K44+090岩溶水的处治设计思路,为以后类似工程施工和设计提供借鉴。     

基于透明土的隧道突泥破坏特征试验研究

为探究不同致灾介质和地下水体量条件下隧道突泥灾害的灾变机制,利用透明土材料开展了全可视化突泥室内模拟试验,并利用PFC-CFD方法开展数值模拟试验对室内试验结果进行验证。论证了透明土材料用于岩土室内试验的可行性,克服了传统突泥试验的"黑箱"问题,分析了隧道突泥灾害的破坏形态,提出了刻画灾害破坏形态的抛物线旋转体形态模型;研究了介质内部位移场演化规律;发现了突泥扰动区,探究灾害真实影响区域的变化规律,最终从灾害的破坏形态、演化过程和影响区域等破坏特征角度揭示了隧道突泥灾害的灾变机制。研究结果表明：突泥灾害的破坏形态呈明显的抛物线旋转体状,且致灾介质和地下水的体量对灾害破坏形态的形态类型无影响。除因介质涌出形成直接破坏区外,突泥灾害还导致未突出介质中形成扰动区,破坏区和扰动区联合构成了灾害真实影响区;破坏区和扰动区均随致灾介质和地下水体量的增加呈扩展趋势,但破坏区范围受致灾介质体量影响显著,而扰动区范围则受地下水体量影响显著;突泥灾害演化过程分为介质启动运移、临空面形成、介质整体迁移和灾害渐停4个阶段,灾害过程中突泥量依次呈现启动、加速、缓慢和稳定的时变特征,突泥口应力呈现急剧上升、持续波动、缓慢下降的演化特征。     

暗河发育区隧道选线与突涌水灾害预控分析（双语出版）

为控制隧道穿越暗河发育区突涌水风险,通过对中国21例隧道穿越暗河发育区突涌水工程实例的统计分析,研究暗河发育规律和地质判识特征,提出"横向查延伸-竖向定标高-洞内探位置"的三阶段暗河识别方法和隧道穿越暗河发育区选线原则;研究隧道穿越暗河发育区突涌水的孕灾环境和致灾因子,遴选出隧道突涌水的主要影响因素,建立隧道穿越暗河发育区突涌水风险评估层次模型,确定评价指标的权重,开展暗河发育区隧道选线与突涌水灾害预控分析研究。研究结果表明：提出的三阶段暗河识别方法综合采用地质勘察、工程类比、示踪试验、物理探测等方法,可依次确定暗河流向、暗河水位、暗河与隧道空间位置关系;暗河发育强度、暗河水流量、暗河与隧道的空间位置是隧道穿越暗河区突涌水风险的主控因素,其次为超前地质预报、暗河形态、暗河坡度,最后为前兆信息、监控量测、开挖支护。研究成果在利万高速齐岳山隧道德胜场暗河的识别与风险评估中得到了成功应用,验证了暗河识别和突涌水风险评估方法的合理性与可行性,对类似穿越暗河发育区隧道工程建设具有一定的借鉴意义和参考价值。     

某隧道底板大规模突水原因分析与处治技术

某隧道在穿越破碎盐溶角砾岩与完整石膏夹层接触带时,由于充足的地表水源和良好的补给通道,引发隧道底部3 800 m3/h的大规模突水,给周边环境和施工安全造成严重破坏和威胁。如何有效的处治隧道底部如此大的突水,控制施工风险和保证隧道结构稳定成为最关键的技术问题。经过多种方案对比研究,通过“先引后堵、先径向加固再底板封堵、先易后难局部集中处理”的总体步骤,实现了隧道底部突水由快速流动状态到相对静止状态的转变,为隧道底部注浆堵水提供施作条件,再通过径向注浆和深孔底板注浆降低围岩的渗透系数和提高隧道结构稳定性,控制地下水流失,不给通车运营留下质量和安全隐患。     

象山隧道岩溶涌水突泥治理技术

龙厦铁路象山隧道在富水岩溶区段开挖施工过程中突发涌水突泥地质灾害,引起地表塌陷,给周边环境和施工安全造成严重破坏和威胁,由于隧道反坡施工,造成洞内蓄积了50多万m3的泥砂和涌水。如何安全地进行抽排水及清淤工作,并针对高压岩溶突泥段采取何种技术手段进行治理,有效控制施工风险成为最关键技术难题。经过认真研究,通过实施"堵泥不堵水"地表深孔封堵溃口,顺利完成排水清淤,并采取"超前注浆、加强支护、合理开挖"等技术手段,实现了在高压富水复杂岩溶突水涌泥区封水带压安全开挖作业的目的。     

深孔和大管棚注浆在隧道突泥突水治理中的应用

在各类工程中注浆技术的应用十分广泛，其技术本身也日臻完善，本文以广东乳源京珠高速公路洋碰隧道道右线出口突泥突水段治理为工程实例，重点针对深孔和大管棚注浆在隧道突泥突水段治理中的应用及其有关机械、材料，注浆工艺等综合配套技术进行探讨。     

盾构隧道开挖面涌水对地表沉降及管片内力的影响分析

土压平衡盾构在高水压砂层中掘进时,施工措施不当会使开挖面发生涌水涌砂险情,进而引起较大的地表沉降,土体下沉会使得管片严重变形,威胁施工人员的生命安全。以武汉地铁7号线小东门至武昌火车站盾构区间为研究背景,通过建立精细化数值模型,考虑水土流固耦合作用,研究土压平衡盾构在砂土层中掘进时开挖面涌水对地表沉降及管片和螺栓内力的影响。结果表明:开挖面涌水量与地表沉降呈线性关系,与管片螺栓内力呈非线性增长关系,较大的涌水量使隧道拱顶处发生严重的挤压变形,进而引起管片破损及螺栓屈服。因此,当开挖面发生涌水涌砂险情时,为防止地表严重下沉及管片破损,应尽快采取紧急措施减小涌水量。     

黔桂铁路那马隧道施工方案浅析

黔桂铁路扩能改造工程的那马隧道设计全长2788m，地质松散破碎，而且穿过多处断层。施工中发现出口部分段落处于山体滑坡层上，地质情况相对复杂。由于工期紧迫，施工方案选定中采取增设斜井增加工作面的方法，而且针对各地质不良段，分别采用管棚预支护结合小导管注浆加固突泥体及周边围岩、钢拱架加强支护等措施，成功安全穿越不良地质段。对此隧道施工方案以及不良地质段处理措施进行介绍。     

隧道穿越填充型溶洞超前帷幕注浆技术研究

针对贵南高铁永兴一号隧道的填充型溶洞,采用多种超前地质探测技术探明溶洞的规模和填充状态;对溶洞导致的突泥涌水问题,选用洞渣换填方式进行处治。鉴于溶洞规模大且填充物丰富,选用超前帷幕注浆方案对隧道拱墙范围的溶洞充填物及围岩进行加固。结合地质探测结果确定注浆参数和范围,采用定量定压相结合的方法控制注浆过程。钻孔取样结果显示,当设计注浆填充率为15%～20%时,加固体各处的抗压强度均大于5.5 MPa,钻心采样率均高于85,达到较好的注浆效果,有效防治了隧道突泥涌水等问题,对帷幕注浆方案的选用和实施效果提出了参考与建议。     

翼型突体尾流引起的螺旋桨湍流场试验研究

本文通过在低湍流风洞中测试两个翼型突体模型尾迹区的流场结构和特性,详细给出了该区域湍动能和雷诺应力的分布及其发展过程,并分析了对螺旋桨来流湍流度的影响。从降低螺旋桨噪声的角度,提出了翼型突体声学设计的构想。