山区带状交通工程物探技术研究及应用

山区带状交通工程物探通常面临崎岖地形、高山峡谷、飞水暗河、植被茂盛、陡倾地层等复杂地理环境和地质构造影响。当前,针对山区的物探方法手段单一、技术思路不开阔、数据信息严重不足,存在勘察盲区,尚未形成技术体系,难以有效提导钻探,存在重大地质风险,严重影响后续勘察设计和工程造价。以崎岖山岭DGT深埋长隧道紧邻断裂带和高山峡谷BFSH深埋特长隧道穿越地热发育区勘察项目为依托,运用大数据思维,对近几年涌现出来的航空物探、广域频电磁法、地震微动以及井中物探等新技术进行系统研究,试验攻关综合物探技术在山区勘察的有效性,揭示复杂地形地质条件下工程物探面临的问题并提出针对性措施,综合利用遥感、地质、钻探、试验等勘察技术,建立了“空天地”+“工可-初勘-详勘”多场源一体化勘察模式,形成了数据量大、属性要素全面、动态的勘察大数据,准确识别了断裂带、地热性质、围岩质量和岩土分界面,为优化线路和钻探选位打下良好的基础。通过案例研究,认为运用大数据思维可以提高山区工程勘察设计水平,采用综合技术可以提高地质参数的准确性。

某红层砂泥岩深埋特长隧道涌水量综合预测分析

红层砂泥岩区深埋特长隧道数量日益增多,由于隧道长度较大,往往跨越多个不同的水文单元,涌水量关系着施工开挖与后期营运安全,因此,红层砂泥岩深埋特长隧道的最大涌水量分析是隧道勘察中的关键问题。本文以云南某拟建特长隧道为研究对象,对其进行水文地质专题研究,通过抽水试验得到其岩层渗透系数,进行水文地质单元分区后采用不同计算方法综合预测分析其涌水量,为类似红层砂泥岩深埋特长隧道的涌水量综合预测分析提供参考。

隧道的埋深划分

随着大埋深特长山岭隧道的日益增多 ,过去关于隧道埋深的划分显得过于粗糙 ,有必要进行更详细的分类。隧道按埋深分类应考虑的主要因素之一是围岩的变形破坏方式 ,而后者与围岩的初始应力状态密切相关。大多数山脉的初始地应力架构基本类似 ,即 ,σH max、σH min分别与山脉走向垂直和平行 ,σv/σHmin随标高的变化而变化。鉴于大多数长隧道都与山脉走向垂直 ,根据σv/σH min、围岩变形方式、变形破坏位置及围岩自承能力等 ,将隧道划分为浅埋隧道、深埋隧道和超深隧道三大类 ,它们的临界深度分别为 (2～ 2 .5 ) hq和 5 0 0 m。

超深群桩对邻近已有隧道的影响研究

针对邻近高层建筑桩基础对地铁隧道的影响问题,分析超深群桩在工作荷载下对邻近土体应力状态和已有隧道沉降的影响。以改进后的剪切位移法为基础,考虑桩间加筋和遮拦效应的影响,得到刚性承台下群桩的荷载分布特性;结合Mindlin解和引入空隙参数的土体位移场公式,求解隧道剖面的平面应变解答。编制Matlab程序进行计算,对群桩与隧道的相对距离、布桩方式、荷载水平和群桩规模等因素进行分析,得出了一些有益的结论。

西秦岭特长隧道综合地质勘察效果分析与评价

兰渝铁路西秦岭特长隧道地质条件复杂,岩溶、活动断裂、高地应力等工程地质问题突出。文章采用综合地质勘察技术,评价和预测了围岩特征、构造与地应力、地下水与岩溶等情况,与隧道施工揭示的地质情况进行对比,评判了地质勘察效果,分析了勘察效果与施工揭示情况有出入的原因。在此基础上,提出了长大深埋隧道勘察中应注重区域地质构造背景的分析研究、尽量开展钻探验证、扎实做好水文地质抽(压)水试验等建议。

宝兰客专渭河隧道1号竖井设计

宝兰客专渭河隧道全长10.016 km,设置3竖井2斜井辅助施工,1号竖井深54.4 m,开挖断面230 m2,属于深大竖井,地层上软下硬,选择安全合理的结构型式及施工方法意义重大。结合实际地质情况及受力分析,采用钻孔咬合桩加喷锚支护的联合支护型式,逆作法施工,并设置内衬墙,保证了竖井施工安全;竖井回填加设钢筋混凝土隔板,确保正洞隧道结构受力安全。

深大断裂构造带对隧道地下水环境的控制作用

莲花山断裂带地质条件复杂,修建隧道时突涌水风险较大。依托深埋特长双线鸿图隧道,研究隧址区工程地质及水文地质资料,揭示了莲花山深大断裂带对隧址区地下水环境的控制作用机制,探讨了在以NE向断裂带为核心,NW向和EW向断裂共同组成的区域构造网络影响下,区域地下水的整体演化特征及对隧道涌水的时间、空间分布的影响规律,最后利用现场涌水实测数据,提出隧道建造期间宜以排为主,建成后使用堵排结合的排水措施,构建了深大断裂带控制下隧道的防排水体系,加快了隧道施工进度,减弱了隧道涌水灾害,有效指导了隧道的施工。

二郎山特长深埋隧道通风斜井反井法施工技术

结合二郎山特长公路隧道工程实例,文章针对隧道施工中遇到的难题,提出了在斜井对主洞掘进任务起不到辅助作用时,通过主洞反向施工斜井的施工方案。文章重点阐述了联络通道上跨主洞、地下风机房挑顶、各交叉口施工、斜井出洞等关键施工技术,可为今后类似隧道工程的施工提供参考。

西部山区深埋特长公路隧道综合勘察技术研究

西部山区深埋特长公路隧道大多面临极其险峻的地形、极其复杂的地质和极其艰巨的施工条件等建设条件,是控制高速公路规划、设计、施工及投资的关键性工程,也是高速公路勘察设计工作的重点和难点。该文针对特长深埋公路隧道存在的主要工程地质问题,提出应在加强宏观地质分析和发挥传统勘察技术优势的基础上,创新勘察方法,积极采用遥感航测、无人机探测、三维激光扫描、综合物探、深孔绳索取芯钻探、硐探等勘察新技术,重视施工全过程的地质工作,加强综合分析与评价的综合勘察技术。为提高特长深埋隧道的综合勘察能力和水平,更好地服务于工程设计、施工及建设管理,提供了可靠的地质技术保障。

超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析

文章基于唐家塬超大断面黄土隧道工程实例,采用常用的五种围岩压力计算方法分别计算了围岩压力,并与实测值进行了对比分析,得出了现场实测垂直压力与太沙基理论计算结果基本吻合的结论。在此基础上提出了太沙基理论侧压力系数修正方法,并推荐采用修正后的太沙基理论作为唐家塬隧道的围岩压力计算方法。针对现有隧道深、浅埋界定标准的问题,提出了以中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深、浅埋界定数值模拟方法。由此认为,唐家塬隧道为浅埋隧道,隧道深浅埋界限为90 m。

深埋公路隧道高地应力场特征分析及岩爆预测

深埋隧道岩体中有较高地应力,在岩石强度较高的围岩处易发生岩爆,影响围岩稳定性。笔架山公路隧道埋深大,为降低其安全建设风险,通过工程区岩样岩体力学实验对围岩性质进行研究,结合地应力资料建立三维有限元地质模型反演隧址区地应力场,最终利用谷-陶岩爆判据和强度应力比岩爆判据对笔架山隧道岩爆状态进行预测。结果表明:隧道工程区内岩体有中等-强烈岩爆倾向;隧道沿线地应力场由自重应力场主导,大多数区段岩体处于极高应力状态,且水平最大主应力与隧道夹角较小,有利于围岩稳定;开挖后沿线围岩最大主应力峰值为63.2 MPa,均发生在断面侧壁,因此在该部位发生岩爆的可能性较大;隧道沿线24%区段有发生岩爆的可能,且以中等-高岩爆活动为主,岩爆预测结果可为隧道开挖施工和灾害防治提供参考。

TGP206与TSP203地质预报系统优势对比分析

针对目前隧道施工地质风险预报系统预报准确率不高的问题,分析了TSP203预报系统存在的问题:1)数据采集触发方式存在时间延迟误差;2)存在隧道声波干扰;3)检波器耦合方式造成采集的地震波记录信号容易失真;4)数据处理手段简单。从预报原理出发,TGP针对这些问题进行了改进,同时强调需要结合工程地质知识进行综合分析,以及合理选择与其他手段的有效配合。通过在具体工程中的应用实践证明,改进后的地质预报系统很大程度上提高了隧道施工地质风险预报的准确性。

轨道交通站区间隧道中间井施工技术

介绍了上海轨道交通10号线龙柏新村站—龙溪路站区间隧道中间井61m深地下连续墙的施工技术。从成槽设备选取、钻孔辅助成槽工艺、导墙处加设支撑、分阶段施工连续墙、缩短槽段分幅、采用新型复合泥浆、接头形式等方面作了详细叙述;并对施工中出现的接缝渗漏封堵也作了详细叙述。

深埋特长隧道涌水成因分析及处治方案研究

以实际工程为例,文中依据隧道勘察报告及实地踏勘分析了涌水成因,并针对涌水部位提出了主要处治措施和建议。

深长隧道突泥涌水原因及处治对策探讨——以登楼山隧道2#斜井为例

突泥涌水是隧道施工中的主要地质灾害和隧道运营中的主要病害之一,若措施不当,会造成隧道建成后地表环境恶化、运营环境恶劣,给生活、生产带来重大损失。文中结合登楼山深埋特长隧道2#斜井2XJK0+697部位在富水发育区复杂地质条件下发生的突泥涌水事件,根据2#斜井涌突水点位置、水量特征,分析了突泥涌水机制及水源,本次涌水主要是基岩裂隙水,地下水主要赋存于包气带与浅层岩石裂隙中,同时详细阐述了对突泥涌水部位采用混凝土止浆墙封闭掌子面、在止浆墙上预留泄水孔、对掌子面进行帷幕注浆堵水等主要处治对策和建议。

水文地质试验在隧道工程地质勘察中的应用及涌水量预测

深埋特长隧道的水文地质勘察及涌水量预测是隧道方案设计的重要依据。以拟建的深圳外环高速公路三期工程田头山隧道为例,通过分析隧址区地质构造特征,并结合隧道深孔钻探,在孔内开展抽水试验、水位恢复试验、压水试验,以获取隧址区典型深度段岩体的渗透系数,然后采用降水入渗系数法、裘布依理论式及古德曼经验式对隧道涌水量进行预测及分析;同时综合隧址区工程地质与水文地质特征,分段预测出了隧道的涌水量。通过研究认为,该隧道受节理裂隙发育带、褶皱构造、强烈风化的影响,局部将会形成导水通道,在隧道施工时可能产生涌水;复式向斜轴部是地下水富集区域,是良好的储水构造,开挖后会造成大量地下水涌出。

登楼山深埋特长隧道岩溶发育类型及特征分析

可溶岩与侵蚀性地下水相互作用的过程将导致岩溶发育,地下水溶蚀作用对可溶岩原始结构面的改造强度影响其发育程度。登楼山深埋特长隧道可溶岩出露岩溶发育特征受控地层岩性、地质构造、排泄基准面和后期的外营力地质改造作用影响较大,在研究区出露岩溶发育特征各异,岩溶类型既有裸露型岩溶也有覆盖型岩溶,还有埋藏型岩溶。地表裸露型岩溶主要以汇水洼地、漏斗、落水洞、石芽等岩溶形态为主,地下岩溶主要以溶孔、溶洞、地下暗河为主。岩溶发育主要受气候背景、地质条件、水文网等因素控制,当气候背景、地质条件相似时,水文网则是控制地下水循环和岩溶发育的主要因素,通常情况下,岩溶系统中发育的大型水平和垂直岩溶管道可以反映水文网的稳定和下切的过程。

四川锦屏山隧道岩爆综合防治施工技术

锦屏山隧道工程是锦屏水电枢纽工程的关键性控制施工项目,隧道地处我国西南高地应力区,全长约17.5km,隧道最大埋深约为2375 m,埋深大于1500 m的地段长度约12875 m。通过对锦屏山隧道现场岩爆特征的分析总结和研究,介绍了锦屏山隧道岩爆独特的工程特点和综合防治施工技术。

秦岭输水隧洞突发涌水应对措施研究

引汉济渭工程秦岭输水隧洞全长98 km,施工过程中洞内突发涌水会影响工程进度,处理不当还会引发安全事故、造成环境污染等,对工程建设造成严重影响。结合秦岭隧洞7#主洞突发涌水事故的特点,制定堵、排结合的方案,通过在上游设围堰堵水、掌子面超前钻孔,增设二级沉淀池和渗水池等措施,有效地加快了涌水衰减,同时,保证了洞内涌水经处理之后达到排放标准,为恢复施工创造了有利条件。

桥隧相连特高边坡条件下深基坑联合支护技术

当前受各种因素限制,桥隧相连特高边坡条件下的工程作业仍是一项关键性的技术难题。为探寻这类技术难题的解决途径,本次研究中结合实际工程案例,从多个角度着手,详细探讨了桥隧相连特高边坡条件下的深基坑支护工作,基于联合支护技术实现了该区域深基坑的支护。预计该联合支护作业模式有助于进一步提升桥隧相连段的施工效率和质量。