中老铁路友谊隧道石盐地层工程建设关键技术

中老铁路友谊隧道穿越石盐地层,含盐量高达80%,国内外罕见。为解决石盐地层隧道出现的隧底围溶蚀空洞、钢材严重腐蚀、衬砌开裂和底鼓等病害,保证施工与运营安全,通过实地调查、现场补勘、室内试验、数值模拟等方法,对石盐地层隧道防水体系构建、注浆堵水设计、氯离子侵蚀防治、结构选型和建筑材料研究等关键技术进行深入研究,结合现场监测和目前友谊隧道运营状态发现,整治处理取得了良好效果。研究结果表明:(1)探明石盐地层具有强溶解性、强侵蚀性、膨胀性的工程特性;(2)为限制地下水流动,避免石盐溶解,需采取全包防水措施,同时根据初支渗漏水情况分别采取隧底注浆、局部径向注浆和初支背后充填注浆;(3)针对超高浓度氯离子环境提出多道设防理念,设置素混凝土隔水层结构及两道卷材防水层;(4)通过结构比选,二衬推荐采用60 cm厚圆形衬砌结构,同时全段落衬砌结构取消洞室和各种加宽加高,降低结构防水难度;(5)为解决高强度等级混凝土易开裂问题,推荐隔水层结构采用C35聚合物混凝土,二衬采用C40低热混凝土。

中老铁路友谊隧道盐岩段衬砌开裂变形机理研究

中老铁路友谊隧道穿越盐岩地层,石盐含量高达80%,国内外罕见。隧道穿越盐岩地层时发生了较为严重的开裂、底鼓和变形等病害。结合现场补勘及监控量测,对衬砌开裂和变形机理进行了深入研究。研究结果表明:(1)盐岩段衬砌开裂和变形主要是由盐岩重结晶作用产生的膨胀力引起;(2)重结晶易发生在初支与二衬间空隙、初支与围岩间的空隙、离开挖轮廓距离较近的围岩裂隙内;(3)重结晶作用的发生程度与盐岩含量和地下水发育程度紧密相关;(4)对仅施作矮边墙及仰拱段落,随着膨胀力的增大表现出不同的受力状态;对于全环衬砌地段,当膨胀力大于126 kPa时,衬砌将出现开裂破坏;(5)对于盐岩段衬砌,应重点控制地下水流动,防止盐岩重结晶发生,同时采用圆形以结构加强,以防止隧道开裂变形。