侵入盾构隧道基岩地面钻孔地下爆破预处理及效果检验技术

基岩侵入隧道是盾构施工中经常遇到的问题。为解决盾构区间基岩突起并保证预处理效果达到盾构机顺利通过的要求,在前期物探及钻孔验证的基础上,结合现场实际情况,采用地表钻孔地下爆破的方法对不同的岩层厚度选择不同的炮孔间距及装药量。爆破后,采用高密度电法和钻孔取芯相结合的方法验证了基岩预处理效果。结果表明:基岩破碎效果良好,实测芯样最大长度为42 cm,97.4%的芯样长度均在30 cm以内,说明采用地面钻孔地下爆破处理基岩突起的方法是可行的,能够满足盾构顺利通过的要求;应用高密度电阻率法对破碎效果进行连续监测,提出了一些合理化建议,以期为今后类似城市地铁工程施工提供参考。

隧道钻孔注浆一体化施工技术

在富水、松散、软弱破碎地层中进行隧道施工,注浆是加固地层和堵水的有效手段,大量的工程实践表明,如果采用分段前进式注浆方式,由于坍孔等因素的影响,当注浆加固长度为30m,前15m左右注浆效果较好,后15m左右效果较差,且需要反复钻注,施工效率低,成本高,因此提出了一种钻孔注浆一体化的技术,采用密封孔口方式进行钻杆后退式分段注浆,浆液从钻头排出,直接进入需要注浆的部位,实现了钻孔注浆的连续一体化作业,减少了工序转换时间,提高了注浆效率,改善了注浆效果。

三维激光扫描技术与数码影像地质编录系统隧道围岩信息采集应用对比研究

通过现场试验,将三维激光扫描技术与数码摄影地质编录进行应用对比,了解三维激光扫描技术在隧道掌子面及边墙地质信息提取的应用效果,根据现场实际需求情况,将两者优势进行集成,为开发新型隧道地质编录系统开拓思路。试验证明:利用现有三维激光扫描软件系统,实现如地质产状等信息的自动提取还有一定距离,但经过后期软件开发,利用激光回波强度分析、点云数据处理等,三维激光扫描技术具有产状自动识别、岩层厚度计算、掌子面前方产状预测等潜在优势。现有数码摄影地质编录系统也无法进行编录要素自动提取,但现场边墙编录效果好于三维激光扫描技术。

超前地质预报综合技术在公路隧道中的应用

文章介绍了地震波反射法、高密度电法(三电极法)和超前钻孔法三种探测技术的原理及现场测试,并对广乐高速公路长基岭隧道应用这三种探测手段进行的综合超前地质预报结果进行了分析研究。结果表明,间接预报和直接预报综合技术有一定的实用性;另外,单一预报方法都有一定的局限性,而综合地质预报方法能够实现优缺点互补,大大提升预报的针对性和可靠性。

隧道水射流开挖技术的可行性研究与探讨

为研究高压水射流技术在隧道开挖过程中的可行性,节省造价和工期,改善作业环境,降低安全风险,阐述了水射流破岩机制的原理,调研了适合隧道水力开挖的关键参数和开挖方法,有针对性地对单独水射流开挖隧道、水射流配合机械开挖隧道和水射流辅助机械开挖隧道3个方案进行了技术、经济效能的分析。通过计算,验证了采用高压水射流配合机械开挖隧道的可行性,认为水射流配合机械开挖隧道更能体现隧道施工的经济性,并能满足施工进度、作业环境和工程风险等方面的要求。

百店隧道第三系富水砂层快速施工关键技术研究

以山西中南部铁路通道百店隧道第三系富水砂层快速施工技术为例,根据砂层的物性参数及成因,采取理论和现场试验总结,合理优化注浆工艺,针对超前注浆加固方式、钻孔泄水降压,局部补充注浆及快速开挖封闭技术进行重点研究,提出"超前周边注浆+掌子面加筋注浆+加固体外超前泄水降压+开挖过程中补充注浆+快挖快封"的快速施工关键技术,不但能有效控制开挖过程涌水、流沙、工作面坍塌失稳现象,还可在一定程度上提高综合施工效率,节约施工成本。通过实践证明,具有较好的经济和社会效益,值得类似工程借鉴。

隧道水射流辅助机械开挖技术的研究进展

水射流辅助机械开挖岩石是提高隧道开挖速度和保障隧道安全的一项前沿技术,关键技术包括水射流参数的选择、刀具的布置、水射流辅助机械开挖岩石的机理及工艺等。主要介绍了水射流辅助开挖岩石的机理研究状况,综述和归纳了水射流辅助机械隧道开挖技术的发展状况及岩石特性与水射流参数对开挖岩石效果的影响规律。在此基础上评述和分析水射流辅助机械开挖隧道存在的问题和发展趋势,对今后隧道开挖技术的研究提供了一些新的建议。

注浆加固堵水技术在海底隧道施工中应用

海底强风化围岩的隧道施工过程中,往往由于围岩的透水能力强且力学性质差,导致开挖中存在坍塌突水等安全隐患,为此需要进行相应的加固堵水措施来保证工程的安全进行。本文以某海底隧道为工程实例,通过对围岩进行注浆加固,从而改善了围岩的透水能力及力学强度,保证了工程安全快速施工。

基于BOTDR的土质隧道深部围岩变形监测技术

为了解决土质隧道深部围岩变形实时连续监测的难题,在分布式光纤监测技术的基础上,采用模型设计、试验与应用工艺验证的方法,研究开发了一种用于测试土质隧道深部围岩变形的实时监测方法,得出了监测力学模型与监测方程,提出了传感器的制作、布设与安装方法以及系统集成与实时监测的工艺技术。对研究成果进行了工程实地应用验证,并取得了初步的应用效果。

海底盾构管廊隧道结构病害分析及治理技术

水下隧道在长期运营过程中受各种因素的综合影响,尤其结构处于海水侵蚀下,极易引起隧道结构不同形式的病害,若不及时地进行有针对性的治理,必将对隧道结构及运营安全带来严重威胁。本文通过对病害的检测,判析隧道结构缺陷及病害对隧道结构稳定性的影响,并对病害产生的原因进行分析;针对不同类型的病害,提出有针对性的治理及修复措施,并严格科学施工,取得了较好的治理效果。本文研究可为水下盾构隧道的长期安全运营提供保障,同时,可为水下盾构隧道的病害治理提供依据。

区间隧道下穿建筑物桩基托换技术

结合深圳地铁5号线百—布区间桩基托换实例,介绍桩基托换技术的施工流程及相应工艺。通过监控量测最终证明了预应力主次梁系主动托换形式以及自锁式抗震节点处理的重要意义,对后续类似工程提供一定的参考价值。

木寨岭隧道变形分析及初期支护参数优化研究

为经济有效地控制高地应力软岩隧道施工大变形,以木寨岭铁路隧道施工为例,通过建立数值分析模型,对不同初期支护厚度、锚杆长度及钢架间距的变形控制效果进行对比分析,得出了木寨岭隧道开挖变形规律,并对初期支护参数进行了优化,可为类似地质及施工环境下的隧道施工提供技术参考。

高海拔地区隧道施工通风风量计算及风机选型研究

高原地区由于海拔高度的增大,空气性质及部分有害气体毒性较平原地区发生了较大变化,施工通风难度比常压下增大很多,不能以平原地区的通风技术进行简单照搬。对海拔高度与空气性质的关系,高原隧道施工通风需风量计算,高原地区通风阻力变化及风机选型进行了分析。结果表明,高原地区的施工通风风量计算应考虑不同海拔高度时有害气体的体积膨胀及浓度限值,进行风机选型与通风阻力计算时应根据高原空气密度与平原地区空气密度的比值进行修正,该结论可为高原隧道施工提供借鉴和参考。

大型溶洞对隧道开挖稳定性的影响分析

针对武广客运专线大瑶山隧道修建过程中遇到岩溶突水导致的围岩稳定性问题,文章采用FLAC^(3D)数值模拟方法,研究了溶洞对于隧道围岩稳定性的影响规律,并对隧道开挖穿越溶洞地层采取的充填与注浆加固方案进行了比较分析。研究结果表明:(1)溶洞与隧道的影响间距范围为0~1倍洞径,边墙一侧溶洞对另一侧边墙变形的影响较小;(2)溶洞与隧道之间的岩层存在拉伸破坏区,受力与变形显著;(3)溶洞回填和注浆加固可改善围岩应力状态,减小围岩变形与塑性区范围,径向注浆加固圈以5 m厚度为较优。

木寨岭隧道炭质板岩流变力学特性研究

为深入探究木寨岭隧道工程中炭质板岩的流变力学特性,在不同条件下,对现场取得的岩样进行单轴和三轴压缩蠕变试验,并对炭质板岩的蠕变特性进行分析,描述了炭质板岩的流变特性,得出了瞬时应变占总应变的比例为80%～90%,以及高围压下的流变多为等速流变等结论;采用Burgers流变本构模型,对试验数据进行参数拟合分析,得出了3组不同围压下炭质板岩流变本构方程的弹性模量、黏性模量、黏滞系数等主要参数。

高地应力软岩隧道施工变形控制方法试验研究

为了研究高地应力软岩隧道施工变形控制方法,以兰渝铁路木寨岭隧道为例,通过对超前导洞法与三台阶法进行现场试验,分析了2种施工方法在高地应力软岩地层的变形控制效果,总结了三台阶法施工各阶段的围岩变形规律,主要结论为:1)超前导洞法与三台阶法施工,隧道中台阶是变形控制的重点;2)2种方法对高地应力软岩大变形总体控制效果相近,应结合其施工效率进行比选;3)隧道开挖后应及早施作仰拱,这对控制隧道变形极为有利。

超前大钻孔应力释放方法在高地应力软岩隧道中的应用效果分析

新建兰渝铁路木寨岭隧道为双洞单线分离式特长隧道,全长19 km,施工过程中在高地应力和软弱围岩的共同作用下出现了难以控制的大变形问题,对施工安全和顺利进展都造成较大影响。为解决这一问题,通过现场试验的方式,采用超前大钻孔对地层高地应力进行预释放,以减小作用于支护结构上的压力,使支护系统受力处于安全范围内,达到控制变形的目的。对大钻孔施工及施工效果进行分析,试验表明超前钻孔对后期的变形发展有所遏制,但对隧道施工也会产生一定影响,其现场的应力释放效果及施工组织等方面还需进一步研究和完善。

隧道施工环境舒适性研究

为了保证隧道施工环境在满足通风与职业健康要求的同时也满足舒适性要求,从隧道气候三要素(温度、湿度和风速)入手,对比分析了国内外与隧道施工环境舒适性相关的标准和规范,重点分析了隧道气候三要素对隧道施工环境舒适性的影响,总结提出了隧道施工环境舒适性建议标准,并对隧道施工环境舒适性检测与评价方法进行了比较,确定了合理的检测与评价方法,同时提出了隧道施工环境舒适性的主要调控方法。

TBM(盾构)技术应用及几个主要技术关键的探讨

为揭示TBM(盾构)技术应用中存在的问题,为类似工程施工提供技术支持,通过分析国内TBM(盾构)技术的应用现状及前景,对总结得出的问题进行深入的探讨,同时结合TBM(盾构)技术的研究动态,对关键技术进行较为深入的分析。得出以下结论:1)通过相关研究可基本建立深部复合地层围岩与TBM相互作用机制理论;2)研究提出大埋深复合地层TBM适应性评价指标体系、适应性及施工安全评价方法及模型,以期构建深部复合地层TBM适应性评价决策系统;3)通过超前地质预报技术的研究,可为今后超前地质实时探测仪器及其TBM搭载平台的研发提供技术储备;4)通过采用相关领域的新材料,为解决盾构结泥饼问题提供了新思路。

越海泥水盾构提前到达施工关键技术研究

由于竖井施工进度滞后,为解决盾构提前到达并保证顺利出洞这一技术难题,以台山核电站1#取水隧洞盾构提前到达施工为例,在理论研究的基础上,对盾构到达前的掘进控制措施进行分析,阐述了预留段隧洞爆破参数设计,并对提前到达的关键技术及控制要点进行总结。得出以下结论:1)盾构提前到达盾构井预留5 m的安全距离,并将刀盘后退掌子面0.7 m的方案是可行的,既能加快施工进度,又能有效地保护盾构设备;2)盾构到达预留段前采用"小推力、低转速"的掘进原则,预留5 m段采用"爆破开挖+锚喷支护+管片二次衬砌"相结合的施工方法,保证了盾构安全顺利出洞,有效地控制了管片上浮、错台和接缝处漏水等现象。