厦深铁路桑浦山隧道穿越F1断层带施工技术分析

厦深铁路桑浦山隧道全长5 500 m,隧道设计在DK215＋893～DK215＋947（54 m）段为F1断裂破碎带,F1断层沿断裂带花岗岩被挤压成碎裂岩,并具有硅化和糜棱岩化。根据桑浦山隧道工程地质、水文地质以及隧道工程特点,对桑浦山隧道穿越F1断层断裂破碎带的施工方案进行了详细分析,介绍了隧道穿越不同地层破碎带的施工技术,以其指导隧道的施工,确保工程安全。     

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。     

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。     

断层破碎带隧道围岩稳定性的离散元模拟研究

断层破碎带是隧道施工中常见的不良地质体之一,容易导致隧道围岩失稳甚至塌方等问题。为了分析其对隧道围岩稳定性的影响规律,依托港珠澳大桥连接线南湾隧道,利用离散元软件PFC~(2D)建立二维分析模型。结果表明:断层破碎带作用下隧道围岩应力呈非对称性,当断层位于受拉一侧时,断层对隧道水平位移的影响更为明显;当断层穿越隧道轮廓面时,断层对隧道围岩竖直方向位移的影响比水平方向位移更加显著;对比断层比邻与穿越隧道两种情况,断层与隧道相交时的最大潜在松动破坏区是未相交时的2倍以上;现场监测结果表明,当断层与隧道边墙位置相交时,该断面的位移最大且相比其他断面位移值明显增大,约为其他断面相同位置位移的2.5倍,这与数值计算中断层破碎带对潜在松动破坏区的影响规律类似。     

杜家山隧道信息化施工技术浅析

信息化施工技术是隧道顺利通过断层及破碎带的重要保证,以杜家山隧道信息化施工为例,采用现场高精度的超前地质预报与监控量测技术,及时掌握围岩变形和支护结构的工作状况,反馈到隧道开挖支护的设计及施工中去,为隧道在施工过程中合理调整和修改设计支护参数提供技术支撑,保证了杜家山隧道的顺利贯通,为以后隧道穿越断层破碎带的设计施工提供了宝贵经验.     

齐岳山隧道F11高压富水断层带注浆施工技术

隧道岩溶、断裂带等高压涌水是隧道修建中比较难以解决的问题,隧道突涌水地质灾害频繁发生,成为影响隧道施工和安全的主要障碍。宜万铁路齐岳山隧道所穿越暗河、溶洞、断层破碎带等不良地质高压突涌水地段,给施工带来很大的困难。目前正在施工的齐岳山隧道F11断层破碎带,水压高、水量大、地质条件复杂,成为唯一制约全线的主要技术难题。以平导F11断层的注浆施工治水防坍为实例,介绍F11高水压断裂带治水防坍新方案、新工艺及效果检查新方法等,为以后类似工程积累经验。     

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。     

青云山隧道F9断层超前帷幕注浆加固施工技术

青云山隧道地质结构复杂,并穿越12条断层破碎带,其中F9断层为所有断层破碎带中长度最长、预测涌水量最大、围岩渗透系数最大的断层破碎带,且由于实际断层位置与设计位置存在很大的偏差,于3月12日发生突发生特大涌水,结合涌水发生的原因分析,针对断层采用了超前帷幕注浆加固方法通过该断层,本文详述了帷幕注浆参数的确定、注浆方法的选定与优化、注浆质量控制与注浆效果检查等,并结合施工过程总结出存在的不足和持续改进措施,为今后隧道经过类似断层施工提供一定的参考。     

岩溶区全断面开挖隧道围岩变形特点

岩溶区全断面开挖隧道时,隧道穿越岩溶地层、断层破碎带及深埋软岩塑性变形地段,加上埋置深度大,地下水丰富,施工中遭遇灾害性的突泥、突水的可能性很大,极有可能引发重大安全事故。     

超前小导管注浆预加固穿越隧道断层破碎带效果分析

为系统分析超前小导管注浆预加固技术在隧道断层破碎带的加固效果,以采用超前小导管注浆预加固技术的某隧道断层破碎带加固工程为背景,利用超前地质预报雷达影像分析超前小导管注浆加固后岩体的破碎程度;通过现场取芯、试验得出加固后岩体的BQ值,并对比勘察阶段的BQ值,以此表征超前小导管注浆预加固技术对围岩等级的影响;采用时间-体积法对加固后的渗水量进行测算;利用徕卡TS09plus-2R500设站并观测加固后隧道洞内外位移。基于以上方法和技术对穿越断层破碎带超前地质预报结果、岩性、渗水量、洞内外沉降监测数据等4方面进行分析,结果表明：采用超前小导管注浆加固方法,虽然可以在可控范围内穿越断层破碎带,但超前小导管注浆不能改善洞深范围内围岩体的破碎程度,其止水效果较差;初始开挖时引起的变形是穿越隧道断层破碎带的主要形变,应提前完成初期支护。     

隧道穿越高烈度地震区断层带围岩地震响应分析

考虑地震荷载特征及隧道特点,运用多点同时激振的动力时程分析方法,采用结构面单元与实体单元组合模拟断层带的方法,研究了某穿越断层破碎带铁路隧道在未支护条件下的动力响应特性。分析了沿隧道横向、纵向和竖向激振地震动工况下与断层破碎带接触部位所产生的位移差、加速度放大倍率和屈服单元等。结果表明：结构面单元与实体单元组合合理模拟了断层破碎带的地震响应特性;地震运动引起断层破碎带接触部位产生明显的位移差,横向输入地震动时位移差值最大,达到51.8 mm,而沿纵向和竖向输入时,位移差值仅为横向输入的44.3%和23.1%;同一高程处断裂带的加速度放大倍率明显大于混合花岗岩;断裂带与混合花岗岩过渡段出现明显的剪切屈服区域,且横向、竖向输入地震动时尤其突出;断层破碎带对隧道在地震动作用下的响应规律影响显著,穿越断裂带隧道的断裂带部位与过渡段为抗震设计控制性区域,应深入加强抗震措施研究。     

富水断层带隧道施工技术

隧道的富水断层带，由于围岩软弱破碎，稳定性差，加之水的影响，出现大量的渗水或者涌水，使得施工极其困难，作业不安全，掘进速度慢，工程质量难以保证。但随着技术发展，逐渐总结出了大量渗水及涌水断层带隧道的施工方法。     

富水软弱围岩隧道穿越断层破碎带的稳定性分析及施工技术

研究了富水软弱围岩隧道穿越断层破碎带围岩稳定性影响问题及施工技术.以国家一带一路重点项目云南临沧临翔至清水河高速公路马家寨隧道工程为依托,通过有限元软件MIDAS GTS NX分别建立不同断层破碎带夹角、倾角的隧道三维有限元模型,对隧道围岩稳定性进行分析,并提出相应处治措施.研究结果表明:拱顶沉降、仰拱隆起及周边收敛均呈现出先增大后减小的现象,说明距离断层越远,对围岩稳定性影响越小;围岩变形的突变范围均随着断层倾角、夹角增大而减小;不同断层倾角、夹角工况下围岩应力均为压应力;断层处围岩应力明显小于周围围岩,围岩应力分布状态发生改变;断层破碎带对富水软弱围岩隧道围岩稳定性影响较大,应加强地质预报并采用全断面超前帷幕注浆堵水方案.     

深埋隧道穿越富水破碎带围岩突水机理

基于隧道穿越处于复杂应力场与渗流场环境的富水破碎带时存在发生重大突水事故的安全隐患,通过对破碎岩体的渗流特点进行研究,建立孔隙颗粒介质流失的渗流模型;基于连续介质力学和变质量动力学理论,推导饱和破碎岩体变质量渗流-变形耦合理论模型;以福建漳州梁山隧道L7富水破碎带为工程背景,分析围岩的渗流场、应力场与位移场分布特性,并总结隧道断层破碎带的突水塌陷机理。研究结果表明:断层破碎带突水实质上是围岩的力学平衡和地下水的渗流平衡因施工扰动发生急剧变化,引起围岩应力重分布及地下水能量释放;隧道施工揭露断层后,岩体颗粒随孔隙空间的流体发生迁移形成新的渗流通道,导致地下水在水头压力作用下向工程临空面涌出,形成漏斗形的渗水区域;随着渗流作用时间的延长,地下水和岩土体逐渐流失,隧道上方的破碎岩体发生严重的滑移变形,形成椭圆形塌陷区域,与现场实际塌陷破坏规律基本吻合。本文提出的渗流-变形耦合模型对理解破碎岩体渗流力学机制和深埋隧道突水灾害的预防设计具有参考价值。     

隧道浅埋段破碎带开挖揭盖施工技术

针对沪昆铁路客运专线野火芽隧道出口埋深较浅,围岩破碎,地表水丰富,穿越断层,节理裂隙发育,其自稳能力差,难以形成平衡拱效应,隧道初支施作时困难。通过采取开挖施做初支的技术,保证了施工质量和安全。     

八字岭隧道软弱富水段施工技术

宜万铁路八字岭隧道为全线5座动态设计隧道之一,该隧道存在岩溶、断层破碎带、煤层瓦斯、高地应力、易发生突泥突水及高水压段等不良地质。介绍该隧道通过施工超前地质预报技术,先探明DK108 510～ 630地质情况,针对该段地质情况确定帷幕注浆、长大管棚穿越方案和施工特点。     

穿越富水断层带隧洞渗流特性正交模拟分析

为了解决福建某引水隧洞开挖过程中产生的(突)涌水问题,采用FLAC3D软件建立隧洞穿越断层破碎带模型。设计了正交模拟试验对不同围岩岩性、隧道埋深及地下水位3个因素下隧洞穿越断层破碎带过程中的渗流作用进行对比。试验结果表明围岩级别对位移影响最大,隧洞埋深影响次之,地下水位影响最小。在此基础上对隧洞进行不同厚度注浆加固设计,解析解与模拟解均表明防渗和加固效果明显。现场施工采用3 m厚注浆圈,穿越断层带引水隧洞的竖向位移和涌水量均得到了有效控制。     

浅谈大伙房水库输水工程主支洞断层处理施工技术

本文介绍了隧道工程施工中在临空面过大过多、地应力分布复杂、断层带过宽过长等条件下,安全顺利通过断层破碎带的一点施工技术方法。     

分水关隧道F1断层破碎带施工方法比选

根据分水关隧道F1断层破碎带的工程特点,分别采用CRD法和三台阶法时所产生的不同施工效应进行了对比分析,同时结合工程造价、施工组织难易程度以及施工速度等因素,对本隧道合理的施工方法进行了充分论证和优选,以确保隧道施工安全和洞室稳定。     

穿越断层破碎带隧道设置减震层的振动台模型试验

以某高地震烈度区穿越断层破碎带的铁路隧道工程为依托,开展设置减震层的振动台物理模型试验,介绍试验方案及过程,包括试验装置、试验内容、模型相似比、模型箱体设计、相似材料、测试方案及传感器布置、地震波输入及加载制度等,并对设置减震层的减震效果进行分析.试验结果表明:对高地震烈度区穿越断层破碎带隧道振动台模型试验的设计方案合理可行,设置减震层是一种降低地震荷载作用下衬砌的内力峰值,提高隧道抗震性能的有效手段.