冰水堆积体隧道注浆圈厚度与初期支护受力特性研究

为解决不良地质软弱围岩造成隧道失稳、软弱围岩注浆参数不确定,以及米林隧道冰水堆积体围岩注浆厚度对支护力安全性造成影响等问题,基于三维有限元FLAC3D模拟软件,建立不同注浆厚度的隧道围岩模型,得到注浆后的围岩特征曲线,通过允许变形量确定了不同注浆厚度对应的允许支护力。基于此,进一步探讨围岩不同注浆厚度下,采用上下台阶法并打设锁脚锚杆对初期支护结构的影响,并计算得到断面每个位置初期支护的安全系数。结果表明:1)注浆圈厚度越大,基于允许变形的允许支护力越小;且围岩条件越差,相同注浆厚度对应的允许支护力越大;故米林隧道冰水堆积体段Ⅳ1、Ⅴ1和Ⅵ级围岩的合理注浆圈厚度建议分别取3.5、3.5、5.0 m。2)随着注浆圈厚度的增大,各级围岩各个位置对应的初期支护安全系数增大。3)初期支护安全系数一般在拱肩、拱顶和拱底较大,在拱腰和拱脚位置最小。

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。

隧道过富水断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究

超前帷幕注浆加固法是令隧道安全快速通过富水断层破碎带的一种有效方法,以某隧道过富水断层破碎带为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同注浆圈渗透性与注浆圈厚度对隧道围岩稳定性的影响,确定了最优注浆圈渗透系数比n值50和注浆圈厚度4.5 m,为隧道安全快速穿越富水断层破碎带提供数据支持。

岩溶富水区深埋水沟排水隧道注浆圈参数研究

为合理确定深埋水沟排水方式下隧道注浆圈特征参数,以某岩溶富水区隧道工程为依托,采用FLAC3D软件建立流固耦合计算模型,针对其注浆圈参数进行合理探讨,研究注浆圈厚度、注浆圈渗透性对隧道涌水量、衬砌水压力、结构安全性的影响规律。研究结果表明:增加注浆圈厚度或降低注浆圈渗透性可降低衬砌水压、控制涌水量、保障结构安全,但并不代表实际工程中注浆参数需要追求最值,而应兼顾安全性和经济性,选取相对合理的注浆参数;结合模拟计算结果与同类工程案例,建议依托工程注浆圈厚度以5~6 m、渗透性比值以注浆前的1/50(渗透系数为2×10-6cm/s)为宜,并应结合实际进行技术经济对比,合理确定现场注浆参数。

既定排水量下隧道注浆圈参数的确定研究

文章以海新3号隧道为例,分析研究了在既定的地下水允许排放量下,注浆圈的厚度及渗透系数的确定,最终得出海新3号隧道注浆圈最合理的厚度为5m,对应渗透系数为0.00375m/d,在该种情况下,不仅能够满足标准排水的要求,还能够满足施工方面经济可行的要求。

破碎岩体隧道注浆参数确定方法

基于渗流应力耦合本构方程和水力耦合理论,提出破碎岩体隧道涌水量预测与计算方法、注浆圈厚度的计算分析方法。理论分析结果表明:注浆圈厚度的理论计算结果与现有估算方法结果及工程应用实例结果较吻合,表明该方法具有一定的工程应用价值;随着注浆圈渗透系数的降低和注浆圈厚度的增加,隧道涌水量随之减小,但并不是注浆圈的渗透系数越低、注浆圈厚度越大对隧道涌水量的控制效果越好,而是存在相对经济合理的注浆圈最优值。

地铁暗挖区间穿越富水裂隙地层注浆技术优化

长春轨道交通某暗挖隧道穿越富水裂隙地层,制订技术方案前,借助构建流固耦合数值计算模型,对注浆止水加固圈的厚度进行了优化。通过工程现场试验证明:当加固圈厚度增加,拱顶沉降量和渗漏水量呈下降趋势,当隧道周围注浆加固区域厚度达到5 m后,拱顶沉降和渗水量下降趋缓;随着注浆止水加固圈渗透率越来越高,加固圈注浆效果越来越好。结合数值模拟分析结果与施工成本,该项目确定富水裂隙地层注浆止水加固圈最佳厚度为5 m,可满足初期支护防水要求。

注浆加固对深埋富水围岩隧道开挖变形影响研究分析

注浆加固作为一种提高围岩力学性质的手段,具有堵水防渗和加固的作用,主要用在IV^V级围岩地段。文中分析了注浆对于围岩参数的影响和注浆加固后隧道孔隙水压力分布情况。依托某隧道工程,采用数值模拟的方法,从注浆圈厚度和渗透系数2个方面探讨注浆加固对围岩开挖变形的影响。结果表明:注浆加固会减小渗流影响下围岩开挖变形速度及变形量,在开挖边界一定范围内注浆加固效果比较明显,注浆圈渗透系数的大小主要影响隧道整体的固结沉降。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

基于流固耦合分析的富水隧道外水压力与限量排放标准研究

隧道衬砌结构外水压力和限量排放标准是岩溶山区隧道工程建设关注的焦点。以某富水隧道为依托,借助FLAC3D软件通过流固耦合数值分析,对富水隧道衬砌结构合理的外水压力取值和限量排放标准进行研究。分析了围岩无注浆条件下隧道外水压力随排水量的变化规律,进而提出了基于结构安全的隧道外水压力取值和地下水排放标准,同时分析了围岩注浆条件下隧道外水压力随注浆圈厚度和地下水排放量的变化规律,提出不同注浆厚度条件下地下水排放标准和合理的注浆圈厚度取值。

基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水研究

断层破碎带是隧道工程建设过程中常见的不良地质现象,常导致突涌水以及塌方等灾害,是隧道建设的重点控制对象。依托五指山隧道工程进行基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水技术研究,结果表明:(1)从生态保护的角度出发,针对超前预注浆和后注浆方案分别提出了一定期限内恢复地下水位的限排量计算方法。对于五指山隧道,超前预注浆和后注浆方案对应的一年内恢复地下水位的限排量分别为1.82 m3/(d·m)和0.96 m3/(d·m);(2)结合地下水限排量和围岩注浆后的排水量,提出了围岩注浆圈厚度计算方法。五指山隧道超前预注浆和后注浆方案一年内恢复地下水位对应的注浆圈厚度分别为2.07 m和4.5 m。

山岭隧道地下水限量排放方案参数研究

对于山岭隧道,综合考虑环境与成本的影响,采用限制性防排水措施最为合理。限制性防排水的设计需依据对隧道工程涌水量的预测,影响其效果的关键因素之一便是地下水的限量排放方案。地下水的限量排放由排水、堵水措施来实现,所以需要对排水量及注浆参数进行研究。结合小北山1#隧道水文试验情况,采用降雨入渗法和稳定流理论公式法对其涌水量进行预测,并依据涌水量预测值来研究隧道限制性防排水的相关参数合理取值。