厦深铁路梁山隧道L7深埋富水软弱带超前预加固体系支护机理分析

厦（门）深（圳）铁路梁山隧道穿越L7富水软弱带，使工程进展严重受阻。L7富水软弱带与该隧道洞身相交于里程DK96＋505～DK96＋533段，延伸长度约2．3km。为确保隧道顺利通过L7富水软弱带，通过多种经济、技术比选，最终确定的超前预加固方案为：“令环水平旋喷桩超前加固圈＋拱墙大管棚超前支护及补充注浆十掌子面水平旋喷桩改良预加固”的综合加固措施。文章对该预加固体系的支护机理及支护效果进行了研究分析，得出的结论是：旋喷桩加固圈厚度为0～3m时，加固效果显著；全环水平旋喷桩可以起到承载与止水的双重作用，并可减弱支护体系所承受的外荷载；综合考虑多因素的相互关系，开挖循环进尺宜取0．5m。

水平旋喷桩在梁山隧道深埋富水软弱构造带中的应用

厦(门)深(圳)铁路梁山隧道DK96+495^+535段穿越L7深埋富水陡倾软弱构造带,施工中多次发生突水突泥,并引发270m埋深地表发生塌陷,处理极其困难,为国内外罕见。经技术与经济论证后,确定采用水平旋喷技术进行超前预加固,因长度达40m的水平旋喷桩技术目前无任何经验,在此背景下实施了水平旋喷试验。通过试验确定了施工技术参数、工艺流程;并明确了水平旋喷桩的加固效果,并在梁山隧道深埋富水软弱构造带中成功实施,其研究成果可为类似地质条件中隧道的设计与施工提供借鉴。

隧道深埋富水滑动型软弱带突水突泥处理技术

研究目的:厦深铁路梁山隧道DK 96+.505~DK 96+530里程段发育有富水全~强风化花岗岩软弱带,长度25 m。该段隧道埋深270 m。软弱带呈陡倾状,倾角为75°~85°,两端为完整的花岗岩。软弱带沿隧道横向延伸长度约2.3 km。2009年3月14日,隧道开挖至软弱带时发生突水突泥,涌泥总量约3万m^3,淤积隧道长度230 m,致使地表塌陷200 m^2,陷坑深度20 m。随后在隧道左侧设置迂回导坑,施工中再次发生突水突泥,使地表陷坑加剧,施工受阻。因此,必须研究施工技术方案处理该深埋富水滑动型软弱带。研究结论:(1)针对深埋富水滑动型软弱带突水突泥,采用'排水降压、旋喷加固、超前管棚'综合处理方案是可行的;(2)针对大跨度复杂地质隧道,采用'高扬工法',施工期间总变形量约2 mm,该工法安全可靠,施工相对简单;(3)该研究成果可用于隧道深埋富水滑动型软弱带的处理。

梁山隧道带状深风化富水陡倾软弱构造集成排水系统研究

厦深铁路梁山隧道DK96+495^+540段穿越地层为L7深风化富水陡倾软弱构造,该构造极为富水,水量大、水压高,为国内外罕见。为降低施工期间地下水流及高压动水对溃口处理、清淤工作、超前支护以及衬砌结构施工的不利影响,同时降低运营期间正洞结构的风险,对带状深风化富水陡倾软弱构造的集成排水系统实施研究。通过研究,提出了带状深风化富水陡倾软弱构造环境中设置集成排水系统的技术措施和实施办法:即先进行地表沟水封闭处理,防止地表水入渗;然后洞周利用导坑进行高低位排水,采用旋喷造孔技术实现隧道体外"排清留固",并形成泄压排水系统;最后在支护结构中采用排水板与综合排水盲沟系统相结合的方式,形成洞内排水系统。目前梁山隧道带状深风化富水陡倾软弱构造段的主体工程已施工完毕,从现场水压、水量以及衬砌结构内力的监测结果来看,该集成排水系统是科学的、行之有效的。

高黎贡山隧道敞开式TBM穿越高压富水软弱破碎蚀变构造带施工技术

为解决敞开式TBM在高压富水软弱破碎蚀变构造带不良地质条件下围岩变形、钻孔困难、支护困难、刀盘被卡、护盾被卡、突涌掩埋设备等工程难题,结合大瑞铁路高黎贡山隧道2台敞开式TBM在滇西南极端复杂地质条件下的施工情况,以PDZK221+481处高压富水软弱破碎蚀变构造带处治为例,从初期支护加固措施、钻孔技术、超前加固措施、侧壁导坑泄水降压措施、TBM卡机脱困技术、不良地质掘进支护措施等关键技术方面进行研究。总结出对于此类不良地质,可采用高位小导洞探测地质、侧壁导坑超前泄水降压、原位超前管棚及注浆加固、盾体区域扩挖释放护盾脱困、掌子面化学注浆加固后清理刀盘周边释放刀盘脱困、初期支护加强等综合处理技术通过,同时提出侧壁导坑断面形式及支护措施、管棚工作室断面及支护措施、超前加固支护措施等。

某隧道突泥涌水成因分析及处治技术研究

针对富水软弱带突泥涌水工程,通过理论分析和现场试验,对该隧道突泥涌水成因、处治技术进行研究,得出突泥涌水灾害的形成主要受地质条件和施工作业影响。对于一定规模的突泥涌水灾害,泵送混凝土、注浆改良松散体,释放水压力,超前大管棚,超前注浆小导管等措施有较好的处治效果。总结出“控制能量积蓄,合理释放能量,增强防突能力”的突泥涌水处治技术原则,在某隧道突泥涌水处治实践中取得良好效果。

铁路隧道十字交叉隔壁后拆式工法施工力学特性及其应用研究

厦(门)深(圳)铁路梁山隧道穿越L7富水软弱带使施工严重受阻。为确保隧道顺利通过L7富水软弱带,通过多种经济、技术比选,最终确定通过超前预加固措施改良地层条件后,采用十字交叉隔壁后拆式工法施工。阐述十字交叉隔壁后拆式工法的特点及施工工序,同传统CRD工法相比,该工法的最大特点是:"后拆式"的十字交叉临时支撑体系,确保在临时支撑体系拆除时,初期支护和二次衬砌已经同时承载,避免传统工法中因拆撑时应力释放导致的初期支护结构失稳风险,确保施工过程中的安全可靠性。然后通过数值计算和力学分析方法,对十字交叉隔壁后拆式工法在施工过程中的支护力学转换体系进行详细分析,得出以下结论:初期支护与临时支撑组成的支护体系,在开挖的每一步中,都是承载的主体,尽可能早地闭合成环;二次衬砌的闭合时机就是二次衬砌的支护时间,以初期支护极限位移的60%作为施工二次衬砌的位移指导值较为合理。