穿越富水F4断层铁路隧道变形监测与分析

针对山岭隧道穿越断层破碎带围岩大变形问题,以某穿越富水F4断层铁路隧道工程为研究对象,采用现场监测手段,对隧道穿越F4断层时变形规律进行了详细分析。研究工作主要包括:(1)V级和Ⅳ级围岩段隧道开挖影响距离分析;(2)贯通施工对断层破碎带内隧道工期及后期变形的影响分析。研究结果表明:现场监测结果验证了隧道穿越F4断层施工控制措施是可行的,围岩及隧道变形得到了较好地控制;贯通施工对断层破碎带内隧道施工变形和后期变形均有较大影响,且距离贯通断面越近,影响越大;依托工程条件下V级和Ⅳ级围岩的开挖影响距离分别为47m和47.6m。研究结论可为类似工程地质条件下隧道设计与施工提供借鉴与参考。     

大直径竖井旋工工艺探讨

川气东送．天然气管道工程黄石长江盾构穿越接收竖井工程开挖深度和直径均较大，地质勘察资料反映：竖井上部覆盖层以粘土、淤泥质土存在，地表水、地下水丰富，水位较高；下部石灰岩层岩溶裂隙发育。鉴于竖井开挖、井壁衬砌、竖井防水是决定施工质量、制约施工工期、控制工程投资关键环节。本文主要就大直径竖井施工存在的常见问题进行分析，并对竖井施工工艺和相关参数进行探讨。     

不同围岩级别下浅埋偏压大跨度隧道的开挖方法

软岩地区浅埋偏压大跨度隧道进口段极易塌方施工对策,研究软弱围岩条件下浅埋偏压大跨度隧道合理的开挖方法,对于指导隧道施工、提高隧道工程质量、加快施工进度、降低工程费用等均有非常重要的现实意义。本文就不同围岩级别下浅埋偏压大跨度隧道的开挖方法进行探讨。     

深井掘进技术在厚层高渗透性粉细砂层中适用性的数值模拟研究

科学合理高效开发深层地下空间是城市不断发展的必然趋势与重要难题。深井掘进技术(vertical shaft machine, VSM)是一种开挖超深竖井的新型工法,该技术施作的竖井结构形式简单、结构受力状态好、施工速度快、对周边环境扰动小、适用性广泛,可被广泛用于城市深层地下空间的点状开发。以中国首例使用VSM施工的南京市儿童医院沉井停车库项目为原型,建立在砂性土中开挖60 m竖井的数值模型,重点研究VSM竖井在厚层高渗透性的粉细砂层开挖过程的变形情况与开挖面的稳定性问题。数值模型结果表明：60 m竖井开挖过中地表变形量均控制在毫米数量级,且最大地表变形量不超过13 mm;在水位差1 m的水下施工过程中安全系数均较好控制在2.0以上。对于变形问题,分析不同开挖深度下的井底隆起变形和地表变形情况,表明在60 m开挖深度内,使用VSM开挖砂性土竖井在深度、安全性和对周边环境扰动上均具有明显优势。针对开挖面稳定性,计算分析与竖井内外水位差和竖井深度相关的开挖面安全系数,计算结果可用于指导实际施工,实现分段施工与精细化控制。     

岭脚隧道受断层破碎带影响区域开挖方式数值分析

隧道施工时如果遭遇断层破碎带,围岩通常较为破碎,对隧道安全施工造成很大隐患,选择科学、经济、合理的施工方案就显得尤为重要。岭脚隧道受断层破碎带影响,引发涌水、突泥地质灾害。为选取合理的开挖方式,本文通过数值模拟分析,对该隧道受断层破碎带影响区域进行不同开挖方式的模拟,通过对数据进行对比分析,得出适合该隧道的开挖方式。     

高铁隧道穿越断层破碎带围岩控制效果分析

为研究高铁隧道过断层破碎段采用三台阶临时仰拱法施工下的围岩变形规律,以皇后岭隧道断层破碎段为研究对象,选取两个典型断面,通过开展现场监测,对比分析不同工况支护下围岩收敛和拱架受力以及围岩接触压力的变化规律。研究结果表明,断层破碎带下,隧道开挖支护完成后,拱顶最大下沉量10.1mm,水平收敛最大值为5.8mm,均远小于预留变形量。断层破碎段下,在距离掌子面1.2m到6m这段,拱架轴力和围岩接触压力变化速率较快,在距离掌子面12m时,拱架轴力和围岩接触压力的分布规律趋于稳定。表明断层带条件下采用三台阶临时仰拱法合理可行,以I22型钢架为核心的支护方案满足围岩控制要求,研究成果为类似工程提供了参考。     

反井钻机开挖极硬岩竖井施工技术

某水电站地下副厂房排风竖井处于微风化或新鲜的混合花岗岩地质条件下,施工中采用BMC-300型反井钻机成功完成极硬岩条件下的竖井开挖,施工进度快、误差小,满足了工程要求,通过该文期望为反井钻机在硬岩条件下开挖井筒总结一些成熟的经验和成果。     

超前大管棚在隧道施工中的应用

主要介绍了某隧道在进出口围岩较破碎的情况下,在施工中采用长管棚及注浆的施工方法,有效地阻止了开挖时软弱围岩的坍塌和涌水,为隧道的施工安全提供了保障,可供同类工程借鉴.     

断层破碎带隧道围岩敏感性及沉降控制分析

为探明施工隧道穿越断层破碎带时何种断层形态对围岩稳定性影响最为显著,以绵九高速公路五里坡隧道不同断层形态为例,采用三因素四水平数值模拟正交试验对围岩敏感性分析。此外,为避免隧道开挖至断层破碎带时围岩发生较大变形及破坏,保证隧道施工过程安全,对断层的响应特性进行概括,需对断层段围岩注浆加固提高其稳定性。最后,对注浆加固圈厚度分别为：0m、1m、2m、3m的断层段隧道施工过程进行FLAC 3D三维模拟,采用位移控制率均值K对隧道断层及前后段整个区段的围岩控制效果进行定量评价。结果表明：1）断层倾向在各水平条件下变化时,拱顶沉降和边墙位移基本不发生改变,其余两因素对隧道拱顶沉降和边墙位移的影响程度分别为：断层厚度＞断层倾角、断层倾角＞断层厚度。2）注浆加固圈厚度由0m递增至3m时,隧道轴向位移和塑性区面积依次减少,但注浆加固效果也明显下降。3）通过围岩控制率k定量分析注浆加固对位移的控制效果,断层前后段的位移控制率均小于断层处。可见,在既能保证工程安全,又能减少注浆的使用,加固圈为2m时效果最好。     

秋林隧道特大断面紧急停车带台阶法开挖快速施工技术

以秋林隧道紧急停车带洞身台阶法开挖为例,采用有限元分析软件MIDAS-GTS对不同围岩条件下的开挖过程进行数值模拟分析,为开挖施工提供理论基础,开挖施工过程中极大程度的发挥了机械功效,加快了开挖施工进度,对类似工程有一定借鉴意义。     

溧阳抽水蓄能电站引水竖井塌方体灌浆处理技术研究

本文介绍了江苏省潥阳抽水蓄能电站引水系统2#竖井在反井法开挖施工中出现大体积坍塌后,采用了多种支护方式与固结灌浆相结合的方式进行处理,为确保施工进度,采用的多层灌浆施工平台上下同时施工。     

竖井开挖施工技术

整个竖井石方洞挖方量1255m^3,历时70天。按时完成了开挖任务,开挖后的断面经检查符合设计及施工技术要求。整个开挖过程保证了施工安全。竖井开挖施工方法：①用钻机在竖井顶部钻出定位孔,钻通后定位孔偏差为16．5cm,满足定位要求要求;②用手持气退钻自下而上开挖出导井,导井直径1．2m;③自上而下按照设计竖井断面逐步开挖成型;开挖石渣料由导井向下,利用先前已开挖成型的隧洞洞身段作为通道,采用装载机装,铲装8t自卸车8t外运。     

巷道组过断层围岩控制技术研究

以深井巷道组过特大型断层(落差大于100m)破碎带为工程背景,采用数值模拟的办法对比分析了正常地层和断层破碎带中巷道组围岩的力学特征以及相互影响;结合断层破碎带围岩的实际情况,建立了"早预测、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、防突水"的断层带施工技术和综合保障体系,形成超前物探、超前加固、微震开挖、分步动态支护等综合配套技术,保证了巷道的施工安全。     

破碎围岩隧道开挖小导管高压注浆机理及效果分析

小导管高压注浆法是隧道工程不良地质施工采用的一种超前支护技术.本文以河北张石高速黑石岭隧道出口浅埋破碎段为例,对小导管高压注浆法在软弱破碎围岩开挖中的加固机理进行了研究,采用FLAC三维数值模拟方法对小导管施做过程中受力机理和注浆时围岩的塑性区、位移场进行了模拟,定量分析了小导管注浆法的加固效果.研究表明,采用小导管高压注浆法能显著抑制软弱破碎围岩的变形,减少隧道支护结构的变形和受力,避免浅埋软弱破碎围岩开挖中塌方现象的产生.     

超大跨度公路隧道施工工法转换方案研究

超大跨度隧道开挖跨度大,结构稳定性差,全断面开挖跨度大,不同围岩级别施工工法不同,因此施工转换要求高。以老虎山隧道为依托,对进口段Ⅴ级围岩双侧壁导坑法和相邻段Ⅳ围岩交叉中隔墙(cross diaphragm, CRD)法两种工法施工转换进行分析和研究。结果表明:采用控制开挖起拱线高程一致,由双侧壁导坑法分部横向采用渐变方法过渡到CRD法,避免工法转换之间的时间间隔,减少了后期双侧壁导坑法临时支撑的拆除对围岩的扰动,从而加快了施工进度;双侧壁导坑法向CRD法转换前后和转换过程中钢架受力都满足规范要求,工法转换过程中施工安全。研究结果对超大跨度公路隧道开挖时施工工法转换具有一定的参考价值。     

高地应力富水软岩铁路隧道变形机理及施工控制措施

国家一带一路重点项目云南玉磨铁路曼勒一号隧道地处喀斯特地貌区,现场施工中遇围岩地应力高、变形量大、变形持续时间较长等问题,导致初支变形严重,影响施工进度,其中高地应力是导致围岩大变形的主要原因。本文通过建立力学模型分析与施工现场试验,提出开挖迂回导坑释放高地应力的控制措施,降低隧道围岩大变形风险。研究结果显示：通过数值模拟分析增设迂回导坑后隧道正洞围岩变形量有效降低,拱顶沉降及拱腰收敛分别降低38.46%和58.34%、围岩塑性区最大塑性应变减小25.40%,围岩及初支结构应力减少了20-24%。现场施工中,迂回导坑段隧道比仅开挖隧道正洞的围岩变形量减少了61.92%。迂回导坑的开挖有效控制变形量及变形速率,现场试验效果良好,施工进度得以加快。     

大跨度土质隧道自然成拱优化数值模拟研究

土质隧道围岩在工程实际施工中具有明显的弹塑性变形特征.通过运用FLAC3D软件,模拟隧道实际开挖过程,可得到隧道开挖过程中围岩应力分布及周边位移变化量,为隧道的施工提供预警信息和优化隧道设计提供理论支持.在控制地表变形方面,采用交叉中隔壁法(Cross diaphragm-CRD)施工时,地表最大沉降量为20.37 mm,而双侧壁导坑法则为25.8 mm,结果表明CRD法在控制围岩变形方面要优于双侧壁导坑法.因此,为了避免隧道在开挖过程中发生塌方等事故,应优先采用CRD法开挖.然而,运用FLAC3D软件模拟CRD法开挖过程,得到开挖隧道上部导洞所引起地表的沉降量占总沉降量的50%以上.因此,对CRD法上部导洞的开挖工序进行优化,能有效地降低塌方等事故发生的概率.     

张河湾上水库缓倾边坡钻爆开挖实践与研究

根据现场声波检测试验，张河湾上水库砂岩1：1．75缓倾角边坡开挖，若采用常规的预裂爆破方法形成竖直的预裂面，只有预留较厚的保护层才能有效保护围岩，这将大大增加手风钻的造孔工作量，难以保证开挖工期，为此，采用大直径倾斜炮孔进行预裂爆破以形成与设计边坡平行的预裂面，仅预留3m厚的保护层即成功地保护了围岩，因而大大地减少了保护层的厚度和手风钻的造孔工作量，显著地加快了施工进度，解决了爆破质量要求与施工进度要求之间的矛盾，既保证了施工工期，又明显地降低了钻爆成本。     

发电洞进口竖井滑模施工

乌鲁瓦提水利枢纽发电洞事故门井，位于乌鲁瓦提主坝左侧发电洞上平洞进口。顶高程为1967．8m，最大高度为65m，整个竖井为矩型。经过多个方案比较，为保证施工进度。按计划发电，最后选定滑模施工。从施工完毕看，其施工进度快，质量好，外观光滑。     

隧道竖井出渣孔孔径的确定及其稳定性分析

公路隧道竖井普遍采用反井法开挖,出渣孔孔径的确定及其稳定性对整个竖井工程至关重要。云南省墨江至临沧高速公路泰和隧道竖井为大直径深竖井反井开挖工程,围岩情况复杂,其出渣孔是否可以采用无支护的形式以及孔径的大小是决策的一个难题。本文采用理论分析以及有限元数值模拟等方法对竖井无支护出渣孔的孔径的选择及其稳定性进行了分析,确定了出渣孔合理经济的孔径。研究结果为施工中能够采用无支护的出渣孔及其孔径确定提供了依据。现场观察表明出渣孔变形较小,能够正常使用。研究结果对设计和施工具有较好的指导作用。