高速铁路隧道穿越富水全风化花岗岩地层施工方法研究

以长昆客运专线铁路大断面双线隧道穿越全风化花岗岩浅埋段落为背景,对分别采用三台阶七步法、三台阶临时仰拱法和双侧壁导坑法施工时围岩和支护结构的受力变形情况进行分析,综合计算结果和施工因素,确定了三台阶临时仰拱法为最优施工方法。在此基础上,根据现场实际施工情况,对现场施工效果和监测数据进行对比分析。研究表明,赋存于围岩中的基岩裂隙水和孔隙潜水等地下水是影响全风化花岗岩地层隧道施工安全的主要因素,对地层围岩进行注浆加固效果有限,采取地表井点降水或洞内降水措施可以有效阻止地下水通过裂隙进入隧道周边,并能提高围岩稳定性。

大岗山隧道近库区富水全风化花岗岩地层综合施工技术

位于青藏高原向四川盆地过渡的长大深埋公路隧道地质构造复杂,地质环境不确定性因素多,施工困难。以泸石高速邻近库区的大岗山隧道为工程背景,采用数值模拟和现场测试相结合的方法研究并提出了与富水全风化花岗岩地层相适宜的施工技术。研究结果表明:(1)受区域地形地貌以及构造作用影响,大岗山隧道富水全风化花岗岩段呈现典型的碎屑流地层形态;(2)现场综合超前地质预报探测显示隧道前方突涌水风险极高,为此设计采用了“高排低堵”的方案有效治理了掌子面突涌水;(3)数值分析和现场测试表明,富水全风化花岗岩地层采用上台阶按2榀钢架间距,最大位移量4 cm,可实现隧道安全快速开挖;(4)综合考虑库区及隧道施工安全,构建了基于绿色施工理念的近库区富水全风化花岗岩地层综合施工技术,研究为类似工程提供了参考。

富水全风化花岗岩地层隧道进洞技术研究

以长昆铁路客运专线湖南段寨子岗隧道工程施工为例,深入分析该隧道出口段的复杂地质、边仰坡坍塌及进洞困境等情况,采取围护基坑开挖、止降水措施及加固措施相结合的综合进洞方案,有效处理富水全风化花岗岩地层中隧道的安全进洞问题,为今后类似地质条件下隧道洞口段的设计与施工提供较好的借鉴。

北岭隧道富水风化花岗岩类地层浅埋段关键设计技术

花岗岩类岩石的全风化~砂土状强风化层是工程性质介于土岩之间的特殊性岩土。北岭隧道富水全风化~砂土状强风化花岗岩类地层长距离浅埋段具有“断面大、埋深浅、地质差、段落长”的特点,修建难度大、安全风险高。本文结合工程实际,介绍了辅助坑道、衬砌结构、超前支护、隧底加固、地下水处理及开挖方法等关键设计技术,并进行了施工力学分析与衬砌结构验算。实践表明,采用加深加强仰拱、加强衬砌结构、“超前管棚+超前小导管”双层超前支护、“注浆钢花管+注浆锚杆”加固隧底、“工作面抽排水+隧底井点降水+径向注浆堵水”处理地下水及双侧壁导坑法开挖等措施,可提高围岩稳定性及有效控制变形。

全风化花岗岩富水地层注浆治理研究与应用

研究不同水压条件下疏水降压对全风化花岗岩富水地层注浆模拟加固效果的影响,分析1 MPa水压条件下土体中浆脉分布及被注试样抗压、抗崩解特性规律,并将研究结果应用于广西岑水高速均昌隧道地下工程建设中,建立基于地层密度、含水率、颗粒级配、富水区水压等信息特征的理想疏水降压判据。研究结果表明:在不同水压条件下,随着疏水降压的增大,注浆量增多,浆脉呈现由局部细小构型过渡到复杂分支-网络构型再到单一粗大或平行构型的分布特点;土体压密区试样的抗压强度及水稳特性均随着疏水降压的增大而增高,与疏水降压呈正相关关系;当疏水降压为30%时,分支-网络型浆脉对土体起到压密和骨架支撑双重挤密作用,大幅度提高压密区试样抗压强度及水稳特性的增长速率。

富水浅埋全风化花岗岩地层隧道施工降排水技术研究

某高铁隧道段处于富水浅埋全风化花岗岩地层,全风化花岗岩遇水迅速崩解,隧道无自稳性,且开挖极易造成塌方冒顶,施工风险极高,基于以上工程背景,论文开展了富水浅埋全风化花岗岩地层隧道施工降排水技术研究。通过研究得到:浅埋富水全风化花岗岩隧道采用地表截排水、井点降水、洞内掌子面引排水技术可有效降低地下水位,降低地层含水率,实现掌子面稳定并方便施工;井点降水作业需提前隧道开挖掌子面40m或提前掌子面开挖20d实施,隧道仰拱施工完成后停止;浅埋隧道可采用在隧道初期支护顶部预埋波纹管方法,将隧道内积水直接抽排至洞顶排水系统,从而减少洞内反坡排水设备投入,节省电力。现场实践证明,本文形成的研究成果可为浅埋富水长大隧道的反坡排水施工提供一定的借鉴作用。

全强风化花岗岩富水地层隧道施工技术

小天都隧道洞身段左线340 m、右线290 m范围内为全强风化花岗岩富水地层,开挖变形大。为在富水地层全强风化花岗岩中控制围岩变形,达到快速安全施工,以小天都隧道为研究对象,采用理论和现场监测等手段对全强风化花岗岩富水地层中的施工技术进行探究。研究结果表明,采用三台阶预留核心土环形开挖并施作超前支护能够有效控制围岩变形、减小隧道拱顶下沉;全强风化花岗岩遇水会显著降低自身强度,采用洞内引排水及洞外井点降水措施可有效降低围岩含水率,进而有效降低其遇水崩塌的危险性,保证施工安全与进度。所得结果可为大断面隧道在类似地质条件下的施工提供参考。

富水风化花岗岩地层深竖井衬砌破坏特征研究

为了研究在富水风化花岗岩地层中修建的深竖井衬砌发生坍塌、突涌水等事故的破坏特征,依托高黎贡山铁路隧道1#竖井副井项目,以现场监测数据和实际工程地质条件为依据,借助RFPA软件设计三组模拟方案,通过模拟衬砌破坏过程并进行对比分析,得出了衬砌破坏特征,最后分析了1#副井626.7~+627.7 m处发生突涌水的具体破坏特征。研究表明:在非对称荷载作用下,竖井衬砌加载初始受压,随着荷载增加,衬砌由受压变为受拉,最后发生受拉破坏,受拉破坏沿着荷载较大一侧的方向上,且荷载越不对称,衬砌由受压变为受拉的阶段出现越早,发生受拉破坏越早,且破坏荷载越小。该研究结果可为类似工程的设计和施工提供一定参考。

莲花山1号隧道富水全强风化花岗岩地段施工技术探讨

莲花山1号隧道进口段485 m为富水全强风化花岗岩地层,采用双侧壁导坑法开挖。施工过程中,通过采用合理的分部开挖、加强超前支护、洞内引排水及洞外井点降水,有效降低了全强风化花岗岩遇水崩塌的危险性,保证了施工安全与进度。介绍莲花山1号隧道在富水全强风化花岗岩地层中的施工技术,总结大断面隧道在此类地质条件下的施工方法,为同类工程施工提供参考。

富水风化花岗岩地层工程特性试验研究

以云南凯腾锡矿斜井施工工程为例,对富水风化花岗岩基本物理力学指标和水稳定性能进行了试验研究,并对试验结果数据进行了分析;总结了富水风化类岩体施工特性,为在该类岩层进行地下工程开挖和支护等提供了科学的依据。

富水强风化花岗岩公路隧道壁后注浆堵水补强试验研究

以富水强风化花岗岩公路隧道初期支护施作后混凝土开裂渗漏为工程背景,根据相关文献资料和工程局部注浆加固技术应用经验为基础,开展了隧道局部注浆加固堵漏试验,设计了5组双液浆材料配比工况,通过施工准备、注浆加固和异常情况处置,对注浆加固后的止水效果进行了检验。结果表明:注浆压力为3 MPa,浆液材料配比采用水泥∶水∶水玻璃=1∶1∶1.8的双液浆即可满足局部注浆堵漏效果,实际使用效果良好,采用该配比的注浆材料可以实现隧道的快速堵漏,保障隧道的安全掘进。

富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术

为研究富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害机制与帷幕注浆技术,以广西均昌隧道富水全强风化花岗岩地段突水突泥灾害处治实践为例,对隧道突水水泥灾害特征、诱发机制及防治措施进行深入研究分析。结果表明:富水全强风化花岗岩隧道突水突泥灾害突发性强,演变速度快,次生灾害严重,影响范围大;隧道突水突泥灾害的孕险环境因素有长条状谷地汇水负地形、水资源丰富、导水通道发育、岩层水稳定性差,而超前勘探工作不充分、注浆效果不到位及施工扰动是主要致灾因子,岩体受地下水浸泡软化,岩层在静水压力作用下被击穿,掌子面发生局部渗流失稳,形成突水通道,渗流转变为管道流,形成突泥通道,在静水压力和动水冲刷的共同作用下迅速演化发展成突水突泥灾害,同时引发地表塌陷、河流断流、池塘干涸等次生灾害;通过修正帷幕注浆参数,隧道注浆治理段开挖面整体稳定性显著增强,稳定渗流量减少53.78%~80.19%,对隧道堵水加固效果明显,能有效防治突水突泥灾害,确保工程施工安全,缩短建设工期,增大工程效益。研究成果对全强风化花岗岩隧道防治突水突泥灾害具有一定指导意义。

富水全风化花岗岩隧道施工技术

(南)靖(龙)海高速湖山隧道进口浅埋段为富水全风化花岗岩,开挖变形大。本文对控制围岩变形的方法进行了研究。研究得出:富水全风化花岗岩自身强度低,采用降排水措施可有效降低围岩的含水率,提高全风化花岗岩强度;采用台阶法施工开挖宽度大,隧道极易塌方,改为CRD法施工缩小了开挖宽度,钢拱架很快能封闭成环,可有效控制隧道拱顶下沉,减少围岩变形。湖山隧道进口富水浅埋段采用降排水和CRD法施工后每月平均开挖26 m,未发生塌方现象,隧道施工顺利。

超浅埋富水全风化花岗岩大断面隧道施工技术

新建沪昆客专湖南段磨把公隧道出口段近800 m为连续浅埋全风化花岗岩,施工采用常规的短台阶工法,超浅埋和强富水地段采用袖阀管注浆和井点降水预加固,加强开挖支护参数等措施,有效控制了变形沉降和坍塌事故发生。在此基础上,研究总结了全风化花岗岩变形规律,提出了预防与控制措施,可为同类工程施工提供参考。

浅谈全风化花岗岩浅埋富水隧道开挖施工技术

本文介绍了下关隧道通过全风化花岗岩浅埋富水隧道开挖采取的施工方法和措施,隧道安全顺利的通过浅埋段施工,施工进度明显改善,施工成本有效减少。通过洞外井点降水,变洞内为洞外施工,加快了全风化花岗岩浅埋段富水隧道开挖的施工进度。

浅埋富水全风化花岗岩隧道施工技术

全风化花岗岩结构松散，有微弱残余结构强度，原岩中长石、黑云母矿物已完全风化，长石已风化成高岭土，强度很低，手可捏成粉状，透水性较好，遇水极易软化及崩解。在高速铁路大断面隧道穿越全风化地层施工时，如何控制全风化花岗岩软化及崩解是防止掌子面坍塌、掉块，确保隧道施工安全的重中之重。南龙铁路扩能改造工程，荆西隧道DK92＋448~DK92＋600段，连续152m为全风化花岗岩地层。设计采用四步cD法、三台阶临时仰拱法开挖，结合洞口长管棚、超前小导管超前支护。隧道施工过程中通过加强洞内外排水、降水，增设洞身长管棚、加密超前小导管超前支护，缩短循环进尺，加强初期支护及监控量测等措施，在雨季成功穿越了全风化花岗岩浅埋、富水段，为以后类似隧道施工提供参考。

全风化花岗岩富水隧道浅埋段开挖施工技术研究

石长铁路与益娄铁路间下行疏解线李家冲隧道为单线隧道,穿越地层为燕山晚期花岗岩全风化层,结构较松散,透水性强,自稳性差,在重力作用下易坍塌。该隧道多处浅埋,局部存在软弱夹层及导水裂隙,地质条件差,地下水发育,为确保安全顺利的通过浅埋段施工,结合施工实践介绍全风化花岗岩浅埋富水隧道开挖施工技术,以供参考。

浅埋偏压全风化花岗岩富水隧道综合注浆加固施工关键技术研究

广东省东北部山区分布着大量的花岗岩地层,部分洞身处于浅埋偏压的不利状态下,全风化花岗岩富水隧道的稳定性差,开挖过程中掌子面难以自稳,注浆加固是保证隧道开挖安全的重要手段。本文以梅汕铁路大岭隧道溜塌段为研究对象,通过分析该段全风化花岗岩的成分及崩解特性,得到溜塌的原因,采用前进式(或后退式)注浆+多管注浆及后期地表注浆联合加固技术。隧道施作效果表明,该综合加固施工措施有效解决了全风化花岗岩段透水性强、遇水软化、掌子面难以自稳、初期支护变形大的难题。

深埋富水全风化花岗岩中长距离水平旋喷桩试验与分析

厦深铁路梁山隧道因在DK96＋ 495 ～ DK96＋ 535段穿越L7深埋富水全风化花岗岩软弱带,为全线的控制性工程.为穿越该软弱带,经过技术与经济论证,最后决定采用全环水平旋喷桩超前预加固技术.为确保长度达40 m的水平旋喷桩在该地层中的可实施性,进行了本次现场试验.通过试验,得到试验桩平均桩径51.5 cm,平均桩长43 m,桩体平均强度3.2 MPa,并根据试验结果改进了部分施工工艺.采用该技术顺利通过了L7深埋富水全风化花岗岩软弱带,并施作了衬砌结构,实践证明,通过试验得到的长距离水平旋喷桩加固技术是成功的.

全风化花岗岩突水通道扩展的颗粒起动流速研究

突水突泥是富水全强风化花岗岩隧道施工常见的地质灾害,地层颗粒的流失是导致突水通道扩展的关键因素,其中颗粒达到起动流速是其流失的临界条件。考虑水流冲刷和土体黏结作用,对突水通道断面颗粒进行三维受力分析,导出颗粒的临界起动条件,建立了考虑颗粒粒径、颗粒坡面位置、相对暴露度三因素的颗粒起动流速函数,并利用数值方法分析了上述三因素对起动流速的影响规律。计算分析表明:起动流速随粒径增大先减小后增大,通道断面不同坡面位置颗粒起动流速呈明显的对称性,总体上起动流速随相对暴露度的增大呈增大趋势。采用正交试验法研究了三因素对颗粒起动流速的敏感性,发现粒径对起动流速影响最为显著。同时根据断面颗粒起动最小流速标准及相对暴露度的随机性,简化颗粒坡面位置和相对暴露度两因素,导出颗粒起动流速的简化公式,最后利用室内试验和工程实例验证了该公式的合理性。