二郎山特长深埋隧道通风斜井反井法施工技术

结合二郎山特长公路隧道工程实例,文章针对隧道施工中遇到的难题,提出了在斜井对主洞掘进任务起不到辅助作用时,通过主洞反向施工斜井的施工方案。文章重点阐述了联络通道上跨主洞、地下风机房挑顶、各交叉口施工、斜井出洞等关键施工技术,可为今后类似隧道工程的施工提供参考。

特长深埋隧道断裂—岩溶发育段的勘察认识和反思

在常规高速公路隧道勘探中,特长深埋隧道一般采用地质调绘、物探、钻探方法,即在以稀疏控制性钻孔配合全线物探剖面结合地调完成全线勘探工作,对覆盖层厚度、断裂破碎带、隧道围岩级别进行划分,此模式在汉十高速、厦蓉高速等隧道勘探中取得了较好的勘探效果。但在沪蓉西高速公路龙潭隧道断裂及强岩溶发育段出现了不足,未能达到理想效果,由于该问题比较典型,在此针对其问题进行总结反思。

峡谷区特长深埋岩溶隧道成套勘察技术及工程应用

为解决深切峡谷区特长深埋岩溶隧道因险峻的地形地貌、复杂地质构造等地质条件带来的勘察难题,依托重庆巫溪至陕西镇坪高速公路工程,提出利用“空-天-地”勘察技术手段,从“点-线-面”维度逐步递进,构筑、完善岩溶地质体模型,并对其开展工程地质分析工作。工程实践发现:从空间地质体模型上进行分析,能有效解决隧道线路走廊选择、围岩分级、动态及静态岩溶涌突水、水环境影响等重大地质问题,更好地服务于工程设计,为施工及建设管理提供可靠的地质技术保障。

超深埋特长隧道支护结构存在的问题及应对措施

对隧道围岩的力学特性进行分析,结果表明,超深埋隧道围岩应力分布非均匀,受地质构造、岩性变化及地应力场影响。以川藏铁路雅安至林芝段为例,分析支护结构在复杂地质环境中的受力状态及潜在问题,并提出相应的应对措施。通过采取地质勘察、溶洞探测与定制化支护方案,不稳定岩层支护结构设计与实时监测,支护结构地下水的防水、排水设计与注浆加固等措施,可改善支护结构受力状态,提高结构稳定性和耐久性,确保隧道安全施工和长期运营。

某红层砂泥岩深埋特长隧道涌水量综合预测分析

红层砂泥岩区深埋特长隧道数量日益增多,由于隧道长度较大,往往跨越多个不同的水文单元,涌水量关系着施工开挖与后期营运安全,因此,红层砂泥岩深埋特长隧道的最大涌水量分析是隧道勘察中的关键问题。本文以云南某拟建特长隧道为研究对象,对其进行水文地质专题研究,通过抽水试验得到其岩层渗透系数,进行水文地质单元分区后采用不同计算方法综合预测分析其涌水量,为类似红层砂泥岩深埋特长隧道的涌水量综合预测分析提供参考。

高压富水地层超深埋特长隧道施工技术研究

研究目的:我国修建的锦屏隧道全长17.5km,具有洞身埋深大(2375m),断层、褶皱、可溶岩发育,独头掘进无轨运输距离长(9800m),施工工期紧(50个月)等特点。迫切需要解决出现高压涌水及跨岩爆地质灾害、威胁隧道施工安全的问题。研究结果:通过流体力学模拟试验,采取择机封堵、超前帷幕注浆、径向封堵灌浆、摸袋和索囊封堵灌浆等技术,有效封堵了高压大流量地下水;通过离散单元法数值模拟试验,采取超前应力解除、控制爆破及水胀式锚杆、挂网、钢筋拱肋、喷超细沸石粉添加剂混凝土等岩爆预防措施,有效防治了岩爆灾害;通过气体力学模拟试验,研究了大功率射流风机及射流巷道式通风技术,解决了独头掘进超长距离的无轨运输施工通风技术难题,创造了独头掘进9800m无轨运输的世界记录;通过综合超前地质预报、岩爆与富水段喷射混凝土、特长隧道快速施工及监测等技术的深入研究,提高了超前地质预报的准确率(85%以上)及施工效果。锦屏隧道的成功修建,总结了一套高压富水地层深埋特长隧道综合施工技术及工艺,推进了我国隧道施工技术的发展。

深埋特长软岩隧道二次衬砌支护时机研究

软岩强度低,易风化破碎,易产生流变,其变形具有比较明显的时空效应,因此二衬最佳支护时间的确定成为软岩隧道施工中的难点。本文以十房高速公路通省隧道为工程背景,对3种不同的支护形式Z5,Z5b,Z5c进行数值模拟分析,得出Z5,Z5b,Z5c 3种支护形式下二次衬砌的最佳施作时间分别在16,12和15 d。同时结合对现场监测数据的拟合回归分析结果,借鉴相关规范,对规范中二衬支护时机的相关指标进行修正,得出各支护形式下二衬支护时机的变形速率:Z5,Z5b,Z5c 3种支护条件下周边收敛变形速率分别为0.66,1.10,0.88 mm/d,其拱顶下沉变形速率分别为0.54,0.91,0.85 mm/d。该方法有效地指导了隧道的施工,可为类似工程提供参考。

超深埋特长隧道穿越断层破碎带施工风险研究

在详细分析断层破碎带隧道围岩稳定性影响因素的基础上,综合断层特征信息,采用层次分析法建立断层破碎带的施工风险评价指标体系。计算各指标的相对权重,同时制定各指标的分级标准,进行模糊综合评价。引入工程实例对评价方法进行验证,结果与实际情况较为吻合,说明模糊综合评判指标体系是有效的。

某深埋特长隧道岩爆预测及防治措施研究

岩爆预测及防治研究是深埋特长隧道世界性难题之一。本文以翻坝高速公路秋千坪隧道岩爆预测为例,在隧道围岩岩石力学性质研究的基础上,从岩爆临界深度和岩爆发生强度的判别标准两方面对秋千坪隧道岩爆发生的部位和等级进行了预测,并在总结国内外地下工程岩爆防治经验的基础上,结合秋千坪隧道岩爆洞段围岩性质的特点,提出了一套岩爆防治措施。通过对比工程实际开挖支护情况,表明预测结果与实际基本吻合,岩爆防治措施有效,可为类似深埋特长隧道工程岩爆预测及防治提供借鉴。

深埋特长公路隧道三维初始应力场的回归分析

结合苍岭隧道现场的工程地质条件及实测地应力资料,在分析工程区初始应力场各影响因素的基础上,采用有限元数值模拟对建立的隧道三维地质概化模型在各影响因素单独作用下进行分析计算;并在实测点地应力值与计算得到的应力值之间建立多元回归模型。通过多元回归分析,建立最优的回归方程,从而获得整个工程区初始地应力场较为合理的分布规律。利用上述方法获得了苍岭隧道初始应力场分布的回归方程,并通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较可知,回归得到的初始应力场是合理的,为苍岭隧道的设计、施工提供了重要的基础性资料。

深埋硬岩特长隧道快速掘进技术研究

对于深埋硬岩隧道,快速掘进技术的运用能够有效缩短工期,从而带来极高的经济效益。选择合理的爆破进尺以减少对围岩的损害是保证快速掘进的前提,同时配合高效的施工方式才能实现快速掘进。采用数值模拟方式,以虹梯关隧道为例,通过松动圈厚度及变形量大小对3,3.5,4,5 m各爆破进尺下围岩的稳定性进行评价,得出快速掘进的理论爆破进尺并应用于工程实际。在理论研究的基础上结合现场施工组织提出深埋硬岩隧道的快速掘进的合理进尺,即Ⅱ级围岩可采用3.5~4 m爆破进尺。

深层地震勘探在深埋特长隧道勘察中的应用

以沪蓉国道主干线湖北省高坪-吉心段大水井隧道的工程地质勘察为例,讨论了深层地震勘探在深埋特长隧道勘察中的应用。利用深层地震反射波法可以有效地探测覆盖层、各风化层以及不同基岩界面的埋藏深度,根据波速判断隧道围岩类别、探测不良地质现象(喀斯特、断层、节理裂隙等)等。因此,深层地震勘探可为隧道的设计、施工提供必要的地质依据。

深埋特长隧道快速安全施工的关键技术

制约深埋特长隧道快速安全施工的主要因素除包括掘进长度、高压地下水、高地应力、地温、施工通风等,还与特定工程的施工条件具有密切的关系。结合锦屏水电站枢纽工程辅助洞的西端工程标段的施工,分析了制约深埋特长隧道快速安全施工的主要因素,并探讨了克服这些制约因素的实施方案。研究了实现深埋特长隧道快速安全施工的关键技术,包括机械配套、深孔直眼掏槽爆破、快速支护、施工组织等。

深埋特长隧道涌水成因分析及处治方案研究

以实际工程为例,文中依据隧道勘察报告及实地踏勘分析了涌水成因,并针对涌水部位提出了主要处治措施和建议。

岩浆岩地区深埋特长隧道涌水量预测及差异分析

深埋特长隧道一般背负着极其复杂的地质条件,提高对其涌水量的预测准确度并选用合适的预测模型公式,对设计及施工都具有极大的意义。该文结合广东北部某山区岩浆岩地区在建的某一深埋特长隧道,通过区域水文参数、地面调查测绘、地质钻探、原位试验、地面物探等成果,结合地形地貌、岩体构造、水文单元等综合划分,选用地下水径流模数法、降雨入渗系数法、裘布依理论式及古德曼经验式分别对该隧道进行涌水量预测,并结合实际开挖涌水量,分析预测与施工实际情况存在的差异,得出以下结论:(1)岩浆岩地区深埋特长隧道在施工过程中遇到淋水状出水时,多数为张性节理裂隙带富水形成,可采用地下水径流模数法、降雨入渗系数法、裘布依理论式进行预测正常涌水量;(2)遇到高压股状出水时,是为较大规模断裂构造带导水所致,可采用古德曼经验式进行预测最大涌水量。

大相岭深埋特长隧道综合物探研究

大相岭泥巴山隧道为深埋特长隧道,隧道地质勘查难度大,地形、地质条件复杂,植被茂密,钻探、调绘难度巨大,如何采用综合物探,探查隧址区的主要不良地质问题是隧道地质勘查的关键。隧道综合勘察中,采用可控源大地音频电磁法为主,辅助高密度电法、氡射气探测等手段,以贯穿隧道的剖面为主,以冲沟或山脊的剖面为辅,布设勘探线位。通过勘探查明了10条异常带,通过后期验证,说明结果的可靠性。

深埋特长隧道岩溶涌突水灾害形成条件及流场演化机制研究

大型地下工程中涌突水灾害大部分属于岩溶涌突水。登楼山隧道是弥玉高速公路全线关键控制性工程。文中结合弥勒至玉溪高速公路登楼山深埋特长隧道,从岩性接触面涌突水的形成、断层影响带涌突水的形成两个方面阐述了隧道涌突水灾害形成条件,同时分析了隧址区岩溶隧道流场演化机制。

登楼山深埋特长隧道岩溶发育类型及特征分析

可溶岩与侵蚀性地下水相互作用的过程将导致岩溶发育,地下水溶蚀作用对可溶岩原始结构面的改造强度影响其发育程度。登楼山深埋特长隧道可溶岩出露岩溶发育特征受控地层岩性、地质构造、排泄基准面和后期的外营力地质改造作用影响较大,在研究区出露岩溶发育特征各异,岩溶类型既有裸露型岩溶也有覆盖型岩溶,还有埋藏型岩溶。地表裸露型岩溶主要以汇水洼地、漏斗、落水洞、石芽等岩溶形态为主,地下岩溶主要以溶孔、溶洞、地下暗河为主。岩溶发育主要受气候背景、地质条件、水文网等因素控制,当气候背景、地质条件相似时,水文网则是控制地下水循环和岩溶发育的主要因素,通常情况下,岩溶系统中发育的大型水平和垂直岩溶管道可以反映水文网的稳定和下切的过程。

深埋特长隧道高地应力状态评价及复核研究

深埋特长隧道易遭受高地应力作用,隧道设计及施工阶段高地应力状态的准确评价及复核对于隧道设计、施工及运营具有重要的价值和意义。针对贵州省桃子垭深埋特长隧道工程,在勘察设计阶段对地应力状态进行了测试及综合预测和评价,为复核隧道围岩真实应力状态,在隧道开挖后,利用水压致裂地应力测试方法进行了隧洞内地应力检测,以及钻孔取芯进行岩石单轴抗压强度测试,并基于Hoek-Brown强度准则的岩体强度应力比法地应力评价判据和围岩变形及破坏现象,综合分析了桃子垭隧道的地应力状态并给出了评价及复核结论。研究结果表明,隧洞内地应力测试结果有效复核了勘察阶段地应力量值预测结果的可靠性;桃子垭隧道埋深560~900m时,应力状态为中等应力,埋深超过900m时,可能出现中—高地应力状态。本文提出的隧洞内高地应力复核与评价方法,可以有效复核地应力预测值的准确性和隧道高地应力状态,为隧道施工方案的变更及科学造价提供依据。

基于水文地质综合勘察的隧道导水特性研究

深埋特长隧道是高速公路建设中的关键控制性工程,查明水文地质条件和准确预测涌水量是保证施工安全的重要前提。本文以拟建的深圳外环高速公路三期工程田头山隧道为例,采用水文地质测绘、物探、钻探、水文地质试验和室内试验相结合的水文地质综合勘察方法,对隧道围岩分段分级、富水段落划分、涌水量预测等方面进行了分析研究。隧道经过向斜轴部地段,为良好的储水构造,富水段落集中在K84+680~K84+840,预测在施工时将产生大涌水,将此范围洞身段划为Ⅴ级围岩,判定为主要导水岩体;隧道受断裂构造影响,富水段落中的断层带及宽张裂隙将会成为重要导水通道。进一步,在获取隧址区典型深度段岩体的渗透系数后,分别采用降水入渗系数法、裘布依理论式及古德曼经验式对隧道涌水量展开预测,表明水文地质综合勘察方法可以很好地评估隧道导水特性及估算涌水量。