高地应力环境下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律实测与数值分析研究

在高地应力环境下的软弱围岩中修建深埋长隧道,软弱围岩流变一是个突出的工程地质问题。位于兰新铁路上的乌鞘岭深埋长隧道工程在穿越宽达785 m的断层F7时,软弱围岩发生了显著流变,围岩最大收敛变形超过1 m,对支护结构造成严重破坏。首先,在对乌鞘岭深埋长隧道进行长期围岩收敛变形的基础上,分析乌鞘岭深埋长隧道左、右主洞的收敛变形规律,其研究结果表明左线主洞的收敛变形均大于右线主洞,这是由于进行右线主洞施工时吸取了左线施工的经验;然后,利用FLAC3D对乌鞘岭深长隧道软弱围岩流变进行数值研究,数值分析结果与实测结果较为一致;最后,提出对软弱围岩流变进行工程治理的6条原则。

某深埋长隧地应力演化及围岩应力位移模拟研究

结合西部地区某深埋长大公路隧道信息化施工 ,对深埋长隧地应力演化及围岩应力位移进行了弹塑性有限元数值模拟研究。研究结果表明 ,隧道轴线现代地应力状况与隧道埋深、地层岩性及构造发育程度有关 ,最大地应力为40 0MPa左右 ;隧道周边围岩应力在曲边墙底部最大 ,约 3 8 0MPa ,隧道开挖引起的围岩应力影响范围约 2 5 0m ;隧道水平收敛和拱顶下沉位移与隧道埋深近于成直线关系。这些研究结果为深埋长隧信息化设计和施工以及围岩稳定性分析提供了科学依据。

深埋长隧道岩爆的预测预报及防治初探

岩爆是深埋长隧道的主要工程地质问题之一，目前基于岩爆理论和岩爆破坏机制虽提出了许多理论预测方法，但用于生产实际都尚有困难。作者在现场调研和查阅国内外文献资料基础上，对岩爆的预测预报及防治对策进行探讨。

深埋长隧道有害气体发生的地质条件初探

有害气体是深埋长隧道的主要地质灾害现象之一。本文在现场调查及查阅国内外文献资料基础上 ,探讨了有害气体发生的地质条件 。

高地应力作用下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律研究

在高地应力环境下的软弱围岩中修建深埋长隧道,软弱围岩流变一是个突出的工程地质问题。位于兰新铁路上的鸟鞘岭隧道工程在穿越宽迭785m的活动断裂带F7时,软弱围岩发生了显著流变,围岩最大收敛变形超过1m,对支护结构造成了严重破坏。本文在对鸟鞘岭隧道进行长期围岩收敛变形的基础之上,分析了乌鞘岭左右两主洞的收敛变形规律。此外,作者提出了对软岩围岩流变进行工程治理的原则。

深埋长隧道TBM施工关键问题探讨

针对深埋长隧道开挖所面临的高水压、高地压、高地温、大变形、难支护等问题,分析总结传统钻爆法开挖与支护技术、全断面隧道掘进机(TBM)施工技术、TBM导洞扩挖技术应用中的优劣,TBM导洞扩挖法为深埋长隧道开挖提供了新的设计思路。由于深埋长隧道的建设环境与浅埋隧道建设环境存在显著差异,TBM施工将面临3个关键问题——岩爆问题、卡盾(大变形)问题和未准确探测前方地质而发生的施工事故(涌水、突泥等)。为揭示TBM施工过程中卡盾的存在性,分别针对某一特定地质条件下深埋软、硬岩TBM施工进行理论分析和数值模拟研究。结果表明,软岩地层TBM施工发生卡盾,而硬岩完整地层TBM施工未发生卡盾。

深埋长隧道洞线岩性CSAMT法分析研究

深埋长隧道的地球物理勘查工作主要是探测洞线高程附近的隐伏不良地质体的赋存情况。深埋长隧道的不良地质体主要为断层和破碎带,可控源音频大地电磁(CSAMT)法对于勘查这些不良地质体则是比较有效的一种方法。对西南一改建铁路进行CSAMT法勘查隧道洞线不良地质体的研究。结合CSAMT法对于本区的原始数据的质量要求,以及后期数据处理,特别对正常地层和存在断层、破碎带等不良地质体的典型视电阻率–频率曲线进行分析,了解这些特征构造的电性响应;对经过圆滑处理后数据进行反演,反演后的数据与原始数据进行拟合比对,判释反演的合理性。结合研究区钻孔所获得的地质信息,对CSAMT结果进行地质解释和验证。研究结果表明,CSAMT法在勘查深埋长隧道岩性分析方面具有可行性,对于隧道施工有一定的指导意义。

深埋长隧道有害气体的预测与防治

深埋长隧道延伸长、埋深大、地质条件复杂 ,工程建设中常会遇到一系列的地质灾害问题。有害气体为深埋长隧道主要的地质灾害之一 ,论文在现场调查及搜集国内外文献资料的基础上 ,对深埋长大隧道有害气体灾害的预测及防治对策进行了探讨。

浅议复杂条件下深埋长隧涌突水的防治

复杂条件下的深埋长隧涌突水是常见的主要灾害之一 ,严重威胁着现场施工安全及进度。以重庆通渝隧道出口段为例 ,简单介绍此类隧道涌突水防治的几点体会。

EH4在深埋长隧道地质勘探中的应用研究

EH4电磁成像系统是将部分可控源与天然源相结合的一种大地电磁测深系统,EH4能进行连续观测,获取丰富的地电信息,可以高效率、低成本、高质量完成隧道地质勘察任务。以西南某高速公路深埋长隧道施工为例,介绍EH4的原理,说明EH4在划分地质构造、查明地下不良地质体的应用效果,为隧道设计及安全施工提供参考。

地铁深埋长隧道排烟方案研究

为解决地铁深埋长隧道内事故工况下列车追踪问题,以工程实际情况为例,采用计算机模拟的方法,对地铁深埋长隧道分别采用中间风井、轨顶风道与全部采用射流风机三种通风方案分别进行建模计算分析,结合线路埋深、行车密度、隧道断面、疏散安全等各方面因素,充分分析与阐述了各种方案的特点以及存在的问题。

深埋长隧道工程施工风险接受准则研究

在深埋长隧道施工过程中,由于复杂的地质、水文等不确定因素影响造成许多风险事故。在风险管理过程中,制定科学的风险接受准则是进行风险评价的核心。重点根据国际上通用的风险评价制定准则,分析了个人、社会、经济和环境风险接受准则确定方法。在此基础上,提出了一种基于深埋隧道施工的风险接受准则。同时结合实际工程,分析了根据不同风险种类,建立相应风险后果等级的可行性。

深埋长隧道纵剖面初始地应力插值计算方法及应用

为快捷高效地获得隧道轴线地应力,满足工程实际使用需求,构建一种基于地质统计克里金法的深埋长隧道初始地应力插值计算方法。首先,采用交叉验证迭代计算出各误差指标,在3种变异函数模型中选出最优函数模型用于地应力插值计算,获得隧道剖面的主应力量值及最大水平主应力方向;然后,考虑不同地层和断层的影响,对隧道洞轴线主应力结果进行修正,获得隧道洞轴线主应力量值及最大水平主应力方向。该方法以少量的地应力实测数据为基础,不受隧道勘察资料和工程线路方案调整等影响,可快捷高效地获得隧道轴线地应力量值及方向。通过工程应用表明:1)该方法的计算值与实测地应力值拟合精度较高,其中最大水平主应力拟合度约85%;2)通过插值计算获得了隧道洞轴线主应力量值及最大水平主应力方向,隧道最大水平主应力达52.50 MPa,隧道主应力方位以NW向为主,局部段为NE向。

基于1 Hz~100 kHz天然电磁场深埋长隧道勘察

随着深埋长大隧道洞身埋深的增加,目前常用的10~8192 Hz频带音频大地电磁法满足不了隧道勘察中浅层高分辨率探测和深部数千米深度探测的需求。为了提高浅层分辨率和深埋洞身探测能力,将频率范围扩展至1 Hz~100 kHz进行研究。首先建立复杂地形深埋长大隧道与不良地质体的电性模型结构,利用非结构化网格剖分有限元二维正演计算频率1 Hz~100 kHz宽频天然电磁场的电阻率和相位响应。研究结果显示:TM极化模式对地形、断层及浅部异常体的横向分辨力更强,但受静态效应影响导致纵向分辨率较差;TE极化模式横向分辨力较TM极化模式稍差但不受静态效应影响拥有较高纵向分辨能力,理论上论证1 Hz~100 kHz的频带范围可满足0~2000 m范围内复杂地形深埋长隧道探测需求。随后,基于MPMT-18系统,一次性完整采集了重庆市武隆区高速公路谭家隧道1 Hz~100 kHz的天然场电磁信号,计算了电阻率和相位响应并反演了谭家隧道的电性结构得到电阻率剖面图,以不同岩性电性特征为物性依据进行综合解释:精细划分了地表第四系覆盖层的厚度,推断了土石界面;分辨了洞身二叠系下统的灰岩、泥岩以及志留系页岩不同岩性围岩,为隧道施工提供了依据;根据电阻率特征在灰岩、泥灰岩地层中划分出3个异常区,经SZK02和SD 33钻孔揭示异常区存在3~4 m大小的岩溶,验证了资料解释的可靠性。

长安高速公路深埋长隧道水文地质问题分析

简要介绍了长安高速公路深埋长隧道隧址区基本工程地质条件,详细研究了隧址区深层地下水的性质、赋存条件、地下水的补排等水文工程条件,并对隧道涌水量估算与影响作了分析评价,为工程施工提供参考依据。

可控源音频大地电磁法在深埋长隧道勘查中的应用研究

深埋长隧道地质情况复杂,为确保施工安全,避免重大塌方及突水事故的发生,须尽可能掌握实际地质情况。本文以我国西南地区某特长深埋隧道为例,探讨利用可控源音频大地电磁法在深埋长隧道中探测常见的破碎带、软弱岩体和含水地层的有效应用。结果表明,可控源音频大地电磁法在深埋长隧道勘查中具有良好的应用效果。

高海拔深埋长隧道施工通风技术研究

隧道施工通风是保护作业人员健康与安全的重要措施,同时也是影响施工进度和质量的关键因素。依托大(理)瑞(丽)铁路杉阳隧道进口段工程,采用理论计算与现场施工相结合的方法,对高海拔深埋长隧道施工通风需风量、风机选型以及通风设计进行了分析研究。结果表明,高海拔深埋长隧道施工通风应根据施工里程和通风参数,制定不同开挖长度下隧道通风专项技术方案;通风风量计算要考虑海拔高度的影响,采用海拔高度修正系数进行修正。实践证明,通风效果良好。

深埋长隧道压入式通风技术

针对引细入汤工程施工通风，提出隧道通风设计方案，介绍其工艺流程。

影响深埋长隧道岩爆的主要因素分析

岩爆是深埋长隧道的主要工程地质问题之一。影响岩石发生岩爆的主要因素有围岩性质、埋深、区域构造应力、地形地貌、活断层和地震等。文中对上述因素对岩爆的影响进行了分析,并指出精细的地面地质调查是合理评价深埋长隧道岩爆的基础。