莲花山隧道超前管棚选型试验研究

超前管棚对隧道穿越软弱、破碎、溶洞强烈发育等地层的预支护及灾害处治效果显著,但由于地质条件的复杂性、管棚形式的多样性,管棚选型及工艺直接影响管棚施工质量和效率。该文依托广西莲花山隧道,通过现场试验分析不同类型管棚对溶洞发育及土岩组合地层的适应性。结果表明:①潜孔钻杆管棚对软硬分布不均、强度差异较大地层的适应性好,克服了无缝钢管管棚的塌孔问题和自进式螺纹管管棚的强度不足问题;②潜孔钻杆管棚对莲花山隧道溶洞灾害的处治应用效果良好,较传统无缝钢管管棚的作业效率提高了近3倍,有效降低了二次灾害的发生概率。超前管棚可有效加固围岩,对莲花山隧道穿越溶洞发育、土岩组合等地层的隧道稳定控制效果显著。

隧道揭露地表连通型溶洞坍塌处治技术

在岩溶发育地层中开挖隧道,遇到的岩溶形状各异、大小不一,受到超前地质预报手段的局限性,对岩溶隧道施工的安全性、经济性、时效性提出了很大的挑战。因岩溶与隧道的空间位置、岩溶尺寸、岩溶充填情况的不同,使得岩溶灾害发生的可预见性差、突发性强、危害程度不一,岩溶灾害发生后,处治难度大、时间长、危险性高。本文以莲花山隧道为工程依托,研究潜孔钻杆自进式管棚在岩溶突泥灾害处治中的应用,极大的地提高了岩溶灾害处治的效率,提高了处治过程的安全性,保证了隧道岩溶突泥灾后的正常施工。

地铁隧道施工中钻爆强度对公路路基沉降的影响

以青岛地铁君峰路-西流庄区间隧道为依托工程,运用有限差分软件FLAC3D建立隧道开挖模型,研究地铁隧道开挖时爆破强度过程中路基的位移变化,并分析其沉降槽参数的变化规律。以弥补钻爆法地铁隧道施工对路基的影响目前研究较少的不足。研究结果表明:随着振速峰值在1.0~2.2 cm/s增加,路基沉降不断增长;振速峰值达到2.0 cm/s后,初始开挖面处的路基竖向位移出现上浮;随着振速峰值的增大,路基竖向位移斜率不断增大,且斜率的增长速度加快;钻爆法地铁隧道开挖过程中,路基沉降曲线符合Peck公式。通过研究得到振速峰值在1.0~2.2 cm/s时,路基沉降值最大值Smax计算公式。随着振速的变化,沉降槽宽度i的变化规律并不明显。

垂直循环带溶洞对隧道施工危害性评价体系研究

处于岩溶垂直循环带的隧道施工遭遇溶洞时面临很高的突涌泥与塌方风险。为判别溶洞对隧道施工的危害性,从而为溶洞处治施工决策提供依据,采用定量与定性相结合的方法建立了溶洞对隧道施工危害的评价体系。首先,依据溶洞充填物涌出、地表塌陷、洞内坍塌等3种灾害类型划分溶洞对隧道施工的危害等级;其次,选取溶洞与隧道相对位置、溶洞规模、溶洞填充类型、围岩级别、地下水状态等作为溶洞对隧道施工危害性的评价指标,采用层次分析法确定评价指标的权重和不同等级的定量评分,构建溶洞对隧道施工危害性的定量评价准则;最后,依据工程案例和专家工程经验建立样本数据库,并统计分析确定溶洞对隧道施工危害性定量评价值范围。

莲花山隧道进口回填冲沟段加固技术

为了防止隧道洞口仰坡发生大规模滑坡地质灾害,针对莲花山隧道进口建筑弃渣回填的天然冲沟区段,提出了在左右线隧道中夹岩打设钻孔灌注桩的加固方案,建立了平面应变弹塑性模型对比分析无降水条件下加设钢筋混凝土支护桩前后隧道拱顶和地表位移情况,并在施工过程中监测左线隧道进口仰坡沉降进行了验证。数值计算结果表明,未采用支护桩措施时,右线隧道(后行、浅埋侧)的拱顶水平位移明显大于左线隧道,右线隧道拱顶水平位移最大值为61.2 mm,地表测点水平位移最大值为59.3 mm,沉降最大值为54.9 mm;采用支护桩措施后,左线和右线隧道的拱顶沉降变化不大(最大变化量约0.9 mm),右线隧道拱顶水平位移最大值减小为24.9 mm,地表测点水平位移最大值为1.7 mm,沉降最大值为5.3 mm。现场监测结果表明,左线隧道进口仰坡变形在左线隧道施工后30~50 d趋于稳定,受右线隧道进口施工影响很小;左线隧道进口仰坡沉降量最大为10.2 mm,洞内初期支护与二次衬砌结构均未出现病害现象。经综合分析认为,该隧道加固技术对控制隧道变形、预防滑坡灾害的效果较好,可为其他类似工程设计提供参考与借鉴。