富水砂岩夹泥岩不良地质铁路隧道施工技术

隧道作为铁路交通建设中重要的基础设施之一,在面对复杂地质条件时往往面临诸多挑战。富水砂岩夹泥岩不良地质条件的出现,会给隧道工程的施工带来一系列问题,如地层坍塌、地下水涌入等,深入研究针对这种特殊地质条件下的施工技术显得尤为重要。本文将就富水砂岩夹泥岩地质特点和相应的施工技术展开讨论,旨在为相关从业人员在实际工程中有效解决问题提供参考和借鉴。

新近系富水砂岩隧道注浆加固圈厚度研究

新近系富水弱胶结砂岩地层隧道在施工过程会破坏围岩稳定,进而出现突水和涌沙病害,在砂岩地层进行注浆加固是保障隧道安全的关键。以宁夏中卫某富水砂岩隧道为依托,采用FLAC3D建立计算模型,探明不同注浆圈厚度对围岩的影响。结果表明:隧道注浆圈厚度为3m时,围岩累计周边收敛值和拱顶沉降值分别为35.3cm和30.9cm,满足设计允许变形值。随着注浆圈厚度的增加,注浆加固效率先增大后减小,但施工难度及工程投资显著增大。综合考虑隧道施工的安全性、简便性及经济性,当围岩含水率为塑限范围及以下时,建议注浆圈厚度为3m;当围岩含水率为塑限及液限范围之间时,建议注浆圈厚度为4m。研究结果可为富水砂岩隧道的结构设计和施工提供借鉴。

基于波速对渗透性反演的富水砂岩注浆效果分析

针对富水破碎砂岩注浆止水效果难以逐点检测的问题,提出采用声波测井反演渗透性,对细部止水效果进行评价。基于Wyllie-Clemenceau波速-孔隙率公式以及Kozeny-Carman渗透方程,建立了富水砂岩波速-渗透率理论模型。以湖南某地基注浆工程为研究对象,采用岩心试验、声波测井以及压水试验,获取了注浆前、后岩心及岩层的波速和渗透率,通过拟合岩心数据,验证了波速-渗透率模型,并发现其存在以下规律:波速与渗透率呈非线性负相关,关系曲线具有明显的变化率分界点;注浆影响骨架波速与岩性指数。将测井波速反演的各测点计算渗透率与压水试验渗透数据对比,验证了模型在工程中的可靠性。以计算渗透率为基础,建立了富水砂岩注浆效果定量评价体系,并对案例进行了评价。

胡麻岭隧道第三系富水砂岩地表深井降水研究

胡麻岭隧道为兰渝线重点控制性工程,隧道中部通过长4 250 m的第三系弱胶结含水粉细砂岩,在地下水作用下,掌子面开挖扰动后工程性质迅速恶化,基本呈散砂、稀糊状,局部还伴有涌水涌砂现象,施工受阻。针对这种情况,洞内开展了集水井降水、井点降水、分步超前降水、边墙侧向深井降水、轻型井点(真空降水)、水平旋喷、注浆固结、冷冻固结等研究试验,确定采用洞内深井与轻型井点相结合施工降水方案。但受岩层地下水水头高、渗透系数小、洞内降水作业工序繁杂及降水后达到开挖条件的周期长等影响,施工进度滞缓,因此研究地表深井预降水。通过对工程场地水文地质条件、施工现状、工法等综合分析,进行现场水文地质试验,分析计算采用地表深井预降水的井间距离及设计深度。

富水砂岩中囊式扩体锚索足尺试验研究

在现场足尺试验基础上,研究了囊式扩体锚索在兰州全风化富水砂岩中的承载特性。试验结果表明,采用水泥浆护壁方式成孔扩孔,即可以防止全风化岩塌孔,又可以将岩屑有效地置换出来。选用合适的高压旋喷压力、复喷次数、进尺速度和水灰比,能够保证扩体段扩径达到设计要求。与普通锚杆相比,囊式扩体锚索在承载力和力学性能方面均有显著提高;通过对锚索扩体段的开挖验证,承压型囊式扩体锚索对周围富水砂岩没有扰动,并且能够在防腐和耐久性方面提供明显的优势。

降水措施在第三系富水砂岩隧道施工中的应用

程儿山隧道为原州区至王洼铁路控制性工程,洞身地层主要为第三系富水砂岩。本文详细介绍施工过程中采用的轻型真空井点降水与管井降水相结合的降水措施。轻型真空井点降水能有效控制围岩含水率低于砂岩塑性变形含水率,保持围岩处于基本稳定状态。特别是对于含水率较高,但渗水量又不是很大的砂岩地层特别适用。充分利用管井降水能力强的特点,在下台阶沿隧道中线间隔布置若干集水井,最大限度地排除仰拱积水和降低底部砂岩含水率,从而保证了仰拱施工的安全。

大埋深富水砂岩隧道垂直冻结法施工应用研究

考虑水分迁移和冰-水相变潜热对岩体冻结的影响,建立了大埋深富水砂岩隧道冻结法施工有限元模型,分析了隧道垂直冻结过程中交圈形成过程和冻结孔布设对冻结效果的影响。结果表明;垂直冻结117 d后冻结壁厚度及冻结体强度已经满足设计要求,可以进行隧道开挖施工;冻结孔的布置方式和间距对冻结体的冻结效果影响很大,应结合隧道结构、冻结壁的厚度、冻结体的平均温度、盐水温度、工期以及地质资料综合确定。

富水砂岩隧道垂直冻结法施工效果数值分析

依托一新建铁路工程隧道,采用数值模拟的方法,分析了富水砂质地层中大埋深铁路隧道垂直冻结法施工的效果。结果表明:在垂直冻结的前60 d,冻结管产生冻结交圈,但交圈程度存在间隙,土体温度处于-4~-8℃,交圈受施工影响容易受热融化;当垂直冻结117 d后,土体冻结效果明显,冻结壁长度为57.0 m,宽度达到了16.7 m,温度达到-16℃,呈大范围连续分布,此时进行隧道的开挖施工能够较好地保证围岩处于稳定状态;垂直冻结后,围岩的最大强度发挥系数由未冻结前的1.305(塑性区贯通)减小到冻结后的0.300(只在仰拱脚处局部存在塑性),说明在富水砂岩地层中,采用垂直冻结法施工的效果明显,能够有效保证围岩的稳定性。研究成果可为同类型地层中隧道的施工提供参考。

预留岩帽工作面预注浆+短段掘砌成功穿过立井富水砂岩层

通过介绍工作面预留岩帽工作面预注浆 +短段掘砌的施工方法在宝雨山煤矿副立井过富水平顶山砂岩段的成功应用 。

富水砂岩顶板煤层开采综合防治水技术实践研究

鄂尔多斯市中北煤化工有限公司色连二号煤矿主采侏罗系煤层,煤层顶板为一厚度较大的富含水、低胶结度、抗拉性能较差的砂岩,该砂岩因沉积年代较短,表现出了与我国其它矿区砂岩非常迥异的一些性质,"遇水成泥、遇风成砂"现象十分明显,且"抗压强度/抗拉强度"值很大,远远大于其它岩石的相应比值。这些特有的性质不仅给巷道的安全施工带来很大困难,而且对目前采用的锚网索支护方式的长期有效性产生了很大的安全隐患。因为水使得岩石的抗拉强度降低,导致围岩的整体稳定性下降,施工中冒顶、片帮事故频发;同时水的不断渗流,造成了锚杆、锚索的缓慢锈蚀、锚固力的逐渐削弱,为突发性的冒顶、片帮埋下隐患。因此要改变施工的不利条件确保安全生产,首先要治水。

浅谈中风化富水砂岩地层盾构管片上浮受力分析及控制技术

本文主要就盾构区间在中风化富水砂岩地层施工中遇到的管片上浮问题进行数据处理、受力分析和总结,主要针对该问题进行进一步的探索和思考,制定管片上浮控制措施,为类似地质工况条件下盾构施工提供参考。

富水弱胶结砂岩隧道地表降水参数优化研究

富水弱胶结砂岩成岩性差,遇水易失稳成流塑状.为保障隧道施工安全,依托某隧道工程开展地表降水参数优化研究.通过数值模拟和现场试验,分析地表深井降水时间、间距、直径对地下水位的影响.数值结果表明,采用地表超深井降水时,砂岩地层地下水位先大幅下降,随后逐渐趋于稳定.随着降水井间距的减小和降水井直径的增加,降水稳定后的地下水位也逐渐降低.从降水效果来看,降水井间距是影响地下水位的主要因素,试验结果与数值结果吻合良好.综合多因素考虑,建议砂岩地层超深井降水井参数为:间距16m、直径600 mm、预降水时间90 d.研究结果可为富水砂岩隧道的安全施工提供借鉴.

富水弱胶结砂岩地层隧道施工稳定性分析

针对富水弱胶结砂岩地层隧道施工,以中兰铁路香山隧道为工程背景,通过数值模拟对不同天然水位线高度下隧道模型的渗流场和位移场进行了分析,研究了水位变化对隧道围岩稳定性的影响。结果表明:不采用降水措施进行隧道施工时,隧道出现临空面,被挖空隧道部位孔隙水压力为0,形成漏斗形渗流场,随着水位的增高,水力梯度会增大,隧道围岩位移场呈非线性增速增涨。新近系弱胶结砂岩在自身胶结性较弱、处在自然水位线下的Ⅲ级弱胶结砂岩等级时,施工需考虑采用其他辅助工法如超前注浆、提前降水等配合施工。

山西组砂岩富水规律及其应用

张双楼井田山西组砂岩地层NNW及NNE走向裂隙普遍发育,是该地层9煤顶板砂岩出水的直接原因;-500m水平整体处于一个单斜构造中,地层局部起伏形成次一级褶曲,褶曲发育处砂岩富水性明显增强。山西组7煤及9煤回采期间工作面出水各有其特点。7煤顶板砂岩与其它含水层无水力联系,9煤顶板砂岩直接接受第四系底砾层含水层的动水量补给。掌握了山西组砂岩富水规律后,积极把砂岩的富水规律应用于实践,为-750m水平准确预计了涌水量、并为7煤工作面水害治理提供了科学依据。

富水疏松砂岩段水平旋喷桩超前支护施工技术分析

文中结合兰临高速齐家庄隧道富水疏松砂岩段超前支护施工项目,对水疏松砂岩条件下水平旋喷桩超前支护施工展开论述,以期进一步提高相关技术水平。

富水破碎砂岩隧道涌水预测及施工治理措施研究

以新建和顺至邢台铁路工程天河山隧道为研究背景,结合研究区水文地质条件,综合分析现有涌水量预测方法,确定采用地下径流深度法计算隧道正洞正常涌水量,采用佐藤邦明理公式预测最大涌水量,并与实测数据进行对比,提出相应的防突水施工治理措施。结果表明:隧道砂岩层间水为多层地下水,蕴含地下水水量较多,为地下水的富集与地下径流提供了有利条件;预测隧道正常水量约35 973.5 m^(3)/d,最大涌水量约71 947 m^(3)/d,强富水段占比76.5%;预测最大涌水量与实际最大涌水量的呈现较为一致的变化规律,剔除离散点后,实测最大涌水量与预测最大涌水量的比值平均值为1.06,表明采用涌水量预测方法的计算精度满足工程施工准确性要求,对富水破碎砂岩地层具有较好的适应性;提出“超前预报+超前预注浆”的施工治理方案,实践表明,该治理方案效果良好,为隧道的掘进施工提供了无水或低水量环境。

富水饱和砂土隧道施工降水技术探讨

以在建桃树坪隧道3号斜井施工降水施工为背景,详细介绍了桃树坪隧道穿越第三系饱和富水粉细砂岩的降水施工方案,为同类工程的施工提供了必要的技术资料和经验借鉴。

桃树坪隧道、胡麻岭隧道第三系富水粉细砂层围岩含水率与稳定性关系浅析

文章通过对桃树坪隧道、胡麻岭隧道第三系富水粉细砂岩地层开挖后不降水、先开挖后降水、先降水后开挖三种情况下围岩含水率、围岩稳定性现场监测结果,分析得出围岩含水量变化规律和围岩稳定性与含水量之间的关系及其规律,为制定降水及开挖方案提供了重要依据。

缓倾斜工作面顶板弱胶结富水岩层超前疏干措施

宁夏某矿504-1工作面设计采煤厚度3.5 m,煤层倾角16°,工作面沿煤层走向布置,顶板侏罗系延安组、直罗组含水层厚、富水性强、胶结程度差,为防止发生顶板水砂灾害及离层水害事故,设计采用超前疏干措施进行顶板水砂灾害防治。根据工作面整体呈缓倾斜的构造特征,疏放钻场布置于低位巷道,疏放孔向面外及面内分别布置,起到拦截面外来水及疏放效果检验的作用;根据岩层组合特征及工作面冒裂带高度数据,疏放层位分别控制在延安组及直罗组砂岩含水层。设计超前疏放距离为500 m,通过钻孔水量、水位监测数据实时评价疏干效果,为类似地质条件顶板水害预防提供借鉴。

富水砂层地区临河地铁深基坑降水技术研究

随着城市轨道交通的发展,地铁建设面临着各种复杂地质条件的挑战。福州地铁4号线鳌峰路站深基坑位于富水砂层地区,并且紧邻河流,地层含水量极其丰富,地下连续墙施工时开挖成槽难度大,采用明挖法修建车站,施工中如何处理地下水至关重要。论文结合该深基坑现场施工,通过三维离散模型分析演算降水参数,对富水砂层地铁深基坑降水防水及施工技术进行了详细阐述,同时,预估了降水产生的基坑周围地表沉降问题,并提出了相应的控制措施,取得了一定的经验与施工参数,希望能为类似工程提供参考。