宜万铁路岩溶隧道风险管理

宜万铁路地形、地质条件之复杂,集西南山区铁路之大成。建设条件之艰、难、险居我国铁路历史之最。为减少岩溶突水突石的灾害发生,首次引入了风险管理的理论并应用到实践之中,第一次提出了高风险的概念,建立了系统全面的应对高风险管理措施,其中地质勘察监理、超前地质预报、安全分级管理、水文监测、防灾报警系统等应对措施是第一次在铁路工程中进行了研究和应用。为其他岩溶隧道的风险管理提供了思路和方法。     

隧道施工安全风险管理实践浅析

近年来,隧道施工过程中凸显出的安全风险问题越来越多,隧道施工中的安全管理也向程序化、精细化和规范化转变。本文以宜万铁路八字岭隧道施工中的具体做法为例,浅谈隧道施工的安全风险管理和几点认识。     

谢管冲隧道岩溶段处理技术

隧道岩溶地段的施工不仅关系隧道质量,更影响到施工安全。结合谢管冲隧道通过岩溶段,介绍了相关处理技术。     

软弱浅埋隧道风险管理技术研究

软弱浅埋隧道属高风险隧道工程,在项目实施过程中迫切需要进行有效的风险控制与管理.文章结合宁安铁路钟鸣一号、二号隧道施工及风险管理的实践,从风险管理层面总结分析施工过程中采用的风险管理技术和方法,论述了软弱浅埋隧道风险管理体制、风险管理模式、风险管理技术,形成一套普遍适用于软弱浅埋隧道风险管理的模式和理念,为同类工程提供借鉴与参考.     

高速铁路隧道岩溶突水发生机理研究

针对高速铁路隧道经过岩溶发育段频频发生突水、突泥的现状,以油坊坪隧道岩溶突水为研究背景,对其突水机理展开了理论及数值计算研究,建立了油坊坪隧道岩溶突水的两类力学模型,对两类模型的力学失稳机理展开了理论推导,将理论推导结果应用于油坊坪隧道岩溶突水现场,理论计算结果与隧道现场突水情况相一致。通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行了数值分析计算,计算结果表明,隧道未开挖时,隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道;隧道开挖后,岩溶通道彻底打开,岩溶管道渗流朝管道临空面,隧道环向渗流矢量均朝隧道中心;对岩溶管道进行注浆处治并施加衬砌后,孔隙水压力发生明显降低,岩溶通道的一定范围外的左下侧、右侧易沿矢量集中位置形成渗流通道,可以将该范围视为需注浆加固处治区域。     

岩溶隧道洞中桥设计与铺架

通过田德线百布隧道洞中桥设计、施工及铺架,结合岩溶地质发育形态,总结了岩溶发育区桥梁基础地质勘探、溶洞顶板安全厚度计算、桩基设计及施工铺架等应注意的问题,确保隧道建设及运营的安全。并对今后岩溶地区隧道内桩基的设计与施工提供了经验。     

金子山隧道穿越既有岩溶空腔隧道安全厚度分析

岩溶灾害是山区隧道(洞)建设中常见的地质灾害之一。论文结合宜万铁路金子山岩溶隧道灾害调查,将隧道顶部既有大尺度溶洞引起的隧道施工期破坏问题归结为隧道顶板岩板的跨塌失稳。对不同条件下隧道顶部岩溶空腔引起的隧道失稳机理进行了详细剖析,在此基础建立了隧道失稳的力学分析模型。以岩体按抗拉为强度判定准则,推导建立了金子山隧道的最小安全厚度计算公式,为施工期岩溶隧道安全性评价提供了理论依据。     

宜万铁路岩溶隧道防排水原则及技术研究

宜万铁路岩溶隧道地质条件复杂、岩溶形态多样,高压富水溶腔段是岩溶隧道治理的重点和难点。在对充填型溶腔进行富水分级的基础上,制定岩溶隧道的防排水原则。对于可以排放的溶腔,研究总结了使岩溶水的排放得到合理控制的总体方案和安全保障方案。对于采用“以堵为主”原则进行处理的高压富水充填岩溶,研究总结了相应的全断面帷幕注浆技术、隧道周边超前预注浆技术,并提出了外堵内固周边注浆新技术,在保证安全的前提下极大地加快了施工进度。宜万铁路岩溶隧道的结构防排水按照“因地制宜、堵排结合、多道防线”的原则进行。     

宜万铁路马鹿箐隧道高压富水岩溶治理技术

岩溶灾害严重危及隧道施工的安全,影响施工的进度,是目前国内外隧道建设面临的重点和难点问题。首先对马鹿箐隧道历次涌突水特征进行了分析,主要阐述了超前地质预报技术、水文观测、反坡追排水清淤技术和泄水释能工法等技术在+978溶腔的岩溶水处治中的应用,最后对溶腔揭示后隧道跨越溶腔段的工程处治措施进行了详细介绍。马鹿箐岩溶隧道成功的施工经验,为今后类似隧道工程中大体量高压富水隐伏岩溶问题的处理提供参考和借鉴。     

宜万铁路复杂岩溶隧道水害综合防治技术

以宜万铁路8座I级复杂岩溶高风险隧道之一的大支坪隧道为背景,通过施工方案、防风险措施的不断研究与实践,总结出了复杂岩溶隧道规避风险、安全施工、防水害、结构安全的较成功的应对措施。     

隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性影响

在尚家湾隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,溶洞的存在给隧道施工带来极大的安全隐患。以尚家湾隧道为背景,开展数值试验。通过对比隧道前方有、无溶洞条件下开挖工况,从位移、应力、塑性区3个方面分析了隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究表明:对于本工程而言,溶洞对隧道底部和左侧拱腰的影响要大于对隧道顶部及右侧拱腰的影响;隧道前方存在大型溶洞条件下塑性区体积随开挖位置呈指数增长。隧道前方无溶洞条件下,塑性区体积随开挖位置呈线性增长,即溶洞的存在大大加速了隧道开挖塑性破坏区的增长。该研究对岩溶地区隧道安全施工具有一定的指导意义。     

大直径盾构隧道与下伏溶洞安全距离

岩溶发育地区的溶洞与在建盾构隧道之间的安全距离是一个重要的工程问题,如果溶洞与盾构隧道之间的距离过小则会导致隧道的失稳。本文基于武汉和平大道南延线隧道工程,在岩溶隧道失稳判断依据的基础上,设计选取围岩级别、侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的大小四个影响因素来进行正交实验,同时采用了数值模拟与回归分析相结合的试验分析方法,探讨了影响安全厚度的因素,最终建立了下伏溶洞与隧道安全距离的预测模型。研究结果表明：在大直径盾构隧道下伏溶洞情况下,隧道的埋深、侧压力系数、溶洞的直径、围岩水平对于隧道安全距离的影响程度依次增加。安全距离与围岩级别呈负相关关系,与侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的直径呈正相关关系。另外,通过对比验证试验区段典型断面的工程实例,证明了该安全预测模型在工程设计中具有参考价值。     

超大直径盾构隧道穿越岩溶发育区地表注浆合理加固范围

为研究超大直径盾构隧道穿越岩溶发育区地表注浆合理加固范围,以武汉市某在建工程为依托,设计了以围岩等级、溶洞尺寸及溶洞充填范围为影响因素的正交试验,采用了三维数值方法求解不同方位溶洞与超大直径盾构隧道的最小安全距离,并提出了以最小安全距离主要因素为分段计算准则的地表注浆加固范围确定方法。结果表明：当溶洞位于隧道上方、侧方及下方时,最小安全距离的主要影响因素分别为溶洞尺寸、围岩等级及溶洞尺寸;当溶洞位于隧道上方时,分为4个区段,加固范围在12m~22.5m之间,当溶洞位于隧道侧方时,分为4个区段,加固范围在8m~15m之间,当溶洞位于隧道下方时,分为5个区段,加固范围在8m~15.5m之间。研究成果可为类似工程注浆设计与施工提供参考。     

岩溶隧道地质超前预报及整治施工

主要对岩溶地区一座隧道的超前地质工作预报方法、揭示的溶洞情况和溶洞的治理措施做了分析，指出岩溶地区隧道地质超前预测预报工作要视具体情况采用综合的预测预报方法。     

隧道与前方大型溶洞应力集中叠加效应

在陆家寨岩溶隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,施工过程中接近溶腔段围岩变形较大且伴随围岩块体脱落,给隧道施工带来极大的安全隐患。基于深埋球形洞室的弹塑性二次应力分布,结合新奥法隧道施工理念,利用FLAC3D模拟隧道开挖接近并进入大型溶洞的过程。在自重应力场下分析不同大小的球形洞室周围应力场对隧道围岩变形的影响。结果表明:球形洞室会在周围形成中心半径为1. 5倍洞室半径的应力集中带;隧道开挖接近应力集中带时,将引起隧道前方应力集中区与溶洞应力集中带的叠加;随着隧道继续开挖,叠加效应在下一个进尺完成后失效;分布在隧道两侧围岩,该叠加再分散的过程会造成拱顶、拱肩的变形增大,影响隧道开挖的安全。研究为中国岩溶隧道的建设有重要的参考和借鉴价值。     

基于安全性能和风险程度的公路隧道群运营安全评估方法

对公路隧道"人-车-路-管理-环境"五方面在运营风险源进行了全面梳理,将其划分客观风险源和主观安全性能或者措施性缺失风险源,并提出了基于因子(安全因子、风险因子)的公路隧道的运营安全评估方法。安全因子涵盖8大类型分别为隧道总体、交通控制、照明、火灾防护、逃生救援、通信、通风、紧急事件管理,安全举措共计160子项;风险因子包含11类风险源,主要体现在隧道群总体、路面结构、交通量、交通形态等方面。将运营安全评估方法融入公路隧道设计、施工、养护和日常管理中,为公路隧道运营安全提质升级工作提供了有力的技术支撑。     

岩溶区全断面开挖隧道围岩变形特性模拟

运用相似模型试验和数值分析手段对石灰岩地区公路隧道在全断面开挖过程中 ,隧道周边不同溶洞分布对隧道围岩变形特性的影响进行了系统的研究 ,模型实验结果与三维动态开挖过程的数值模拟结果较为吻合 .研究结果表明 :有溶洞的围岩在开挖前有较大的前期变形 ,溶洞引起的隧道围岩变形主要发生在分布有溶洞的断面开挖前和开挖瞬间 ;位于隧道顶部附近的溶洞对拱顶下沉位移的影响大于侧壁位移的影响 ;位于隧道侧面的溶洞主要引起隧道的整体侧向位移 ,使隧道处于偏压状态 ;隧道底部的溶洞对隧道的顶部和侧壁径向位移的影响较小     

隧道安全自动登录报警系统在西渴马一号隧道中的应用

隧道施工作为铁路建设施工中的重要环节,施工难度大,安全风险高,安全事故也是频繁发生。随着国家基础设施建设投入的加大,铁路建设规模的不断扩大,隧道施工安全管理已成为施工管理中新的研究课题。本文立足于京沪高速铁路西渴马一号隧道施工管理实际,首次在铁路隧道施工中运用隧道自动登录安全报警系统,实现隧道安全管理信息化,以期对我国隧道施工安全管理有所裨益。     

南宁地铁4号线岩溶发育特征及处治技术

随着我国轨道交通建设的快速发展,城市地铁越来越多,修建过程中各种工程问题逐步显现。我国南方地区岩溶较为发育,给轨道交通的安全建设带来了一些工程难题,岩溶的处治技术成为近几年的研究热点。为了解决南宁地铁4号线岩溶带来的工程难题,通过地质勘察手段探明了岩溶分布规律,基于地质勘察资料分析了南宁地铁4号线岩溶发育规律,采用钻芯和室内试验确定了地层及溶洞的物理力学参数,结合有限元软件Midas GTS确定了溶洞与地铁车站、盾构隧道的安全距离,提出了岩溶区轨道交通溶洞处治范围及处治措施,并对溶洞处治区域进行取芯,通过室内试验研究了岩溶处治效果。研究结果表明,南宁地铁4号线岩溶总体上中等发育;车站区域溶洞基本上分布于底板下10m范围内,盾构隧道区域溶洞基本位于底板以及底板以下10m范围内;不同位置不同尺寸的溶洞塑性区不同,溶洞洞高越大塑性区越大,需要的安全距离越大;采用注浆加固方案是合理的,检测结果验证了其合理性。可为岩溶区地铁车站及盾构隧道溶洞处治提供参考。