风积沙地层水平旋喷桩预支护技术

以榆神高速神木1号隧道水平旋喷桩超前支护为背景,阐述风积沙地层失稳原因,介绍水平旋喷桩的作用机理、工程特性、施工工艺及关键技术。水平旋喷实施形成的旋喷拱壳可有效解决风积沙地层中隧道施工引起的流沙、漏沙、掌子面失稳及洞周大变形问题;在合理的旋喷参数下,能够以较低的工程造价,实现安全可靠的超前支护,确保隧道施工安全。

风积砂地层隧道加固技术实验研究

我国首次修建风积砂地层铁路隧道,施工中遇到流沙、坍塌和结构过量沉降等难题,施工难度大。本文通过杏树峁隧道采用超前小导管化学注浆加固的试验研究,成功地解决了工程难题,并为今后类似工程提供了有价值的资料。

风积砂地层隧道导向水平旋喷桩超前加固与预留核心土台阶法施工技术

为解决风积砂地层隧道施工难题,提出了风积砂地层隧道施工的导向水平旋喷桩超前支护技术和先行施作仰拱边墙结合部预留核心土台阶法开挖技术,前者的技术关键是导向技术,后者的技术关键是上下台阶施工长度、上下核心土临时加固质量以及两侧墙角仰拱结合部快速跟进时机。通过现场工艺试验、数值模拟以及工程施工实践表明:采用水平旋喷桩超前支护与预留核心土台阶法联合施工,能有效控制风积砂地层的变形,确保施工安全和施工进度。

深埋风积沙隧道施工工法及围岩变形特征研究

风积沙作为一种抗剪能力弱、黏聚力低、自稳能力差的土体,隧道开挖时围岩变形难以控制,研究风积沙隧道的围岩变形特征及其适用的施工工法则显得尤为重要。依托蒙华铁路王家湾隧道穿越风积沙段,通过室内试验得到相关参数,采用有限差分法进行数值模拟,对比分析有无水平旋喷桩加固两种工况的围岩变形和塑性区发展,从而得出三台阶法、三台阶临时仰拱法、三台阶七步法、CD法以及双侧壁导坑法5种工法的变形特征和水平旋喷桩的加固效果。研究结果表明,(1)在无水平旋喷桩加固围岩的情况下,双侧壁导坑法最适用于大断面深埋风积沙隧道,但其控制效果仍然不能满足变形要求;(2)采用水平旋喷桩加固后,三台阶加临时仰拱法最适合于大断面深埋风积沙隧道;(3)水平旋喷桩与三台阶加临时仰拱法结合能够有效控制围岩变形;(4)水平旋喷桩能够显著控制上半部分围岩变形大小,并减缓全环围岩变形速率,但对下半部分围岩变形大小控制不明显。

基于现场实测的深埋风积沙隧道围岩压力计算方法研究

风积沙作为一种黏聚力低、自稳能力差的不稳定围岩,给隧道设计和施工带来很大困难。为探究风积沙围岩压力大小和分布规律,依托蒙华铁路王家湾隧道开展现场量测试验,根据实测的围岩压力分布特征,得到深埋风积沙隧道的围岩压力计算模式,并通过数值计算分析与现场量测数据对比验证其合理性。研究结果表明:深埋风积沙地层围岩压力分布很不均匀,但普遍拱部较小,初期支护大部分处于受压状态。计算分析得深埋风积沙隧道围岩压力采用太沙基计算公式是较为合理的,进一步优化得深埋风积沙隧道垂直方向围岩压力计算图示采用“双峰”形分布,水平方向围岩压力计算图示采用“阶梯”形分布,相比铁路隧道设计规范的传统模式更安全,与实际衬砌受力状态更符合。

风积沙地层仁布隧道进洞支护方案研究

风积沙地层隧道稳定性差,极易产生坍塌等灾害。为探索隧道洞口段穿越风积沙地层时有效的施工加固措施,保证安全快速施工,依托雅安至叶城国家高速公路拉萨至日喀则机场段仁布隧道洞口穿越厚层风积沙工程,结合风积沙地层特点对比分析常见的加固措施,总结一套风积沙地层条件下采用大管棚辅助、微型桩锁脚、旋喷桩加固地基及三台阶七步开挖法开挖施工隧道的进洞支护技术方案,成功实现隧道进洞。基于工程背景建立有限元模型,分析三台阶七步开挖结合管棚支护及地基处理措施对地表沉降、隧道收敛及拱顶沉降的控制效果,符合工程安全标准。

水平旋喷桩在风积沙隧道预支护施工中的应用

以榆神高速公路神木一号隧道工程为背景,介绍施工中解决开挖时漏沙以及支护完成后的变形控制,采用水平旋喷桩对风积沙层进行预加固的施工技术,包括加固机理、注浆参数、施工工艺及注意事项等;试验和监控量测数据表明水平旋喷桩能保持风积沙层在隧道开挖后的稳定,有效地防止了漏沙,保证了隧道安全快速地施工,并指出水平旋喷桩需要进一步完善和改进的地方。

西藏地区风积砂分类及风积砂隧道超前加固技术研究

我国西藏地区风积砂分布地域辽阔,其抗剪强度低、级配均匀、且埋深浅,多集中在隧道进出口段,在外力作用下易松散变形。隧道在穿越风积砂地层施工时掌子面稳定性差、围岩自稳能力差、拱顶沉降严重,极大地阻碍交通隧道的建设。有学者对我国西北、新疆地区风积砂作了研究,得出了不少成果,但现有学者较少研究西藏地区风积砂工程特性,而其工程特性与施工方法息息相关,因而基于成因和工程特性对其作一个详细的分类显得尤为重要。文章以拉林铁路沿线8个风积砂隧道为研究对象,通过实地调研和土工试验,根据风积砂成因和工程特性对其进行分类,并针对不同的风积砂类别提出相应的施工方法或工艺。研究表明,对于超前支护,大管棚预加固效果差,注浆只能扩散到管壁外2～5 cm,超前旋喷桩预加固效果相对大管棚要好;竖直旋喷桩在10 m以下效果差,对于厚度大于2 m的风积砂地基,可以采用竖直旋喷桩进行加固;开挖方式宜采用台阶法、机械开挖,对于风积砂中的孤石,宜用人工破碎,应避免爆破扰动;对于开挖形成的掌子面,宜先进行超前小导管施作,然后进行喷射混凝土封闭掌子面施工。

软弱破碎围岩隧道施工力学特性模型试验研究

为探明软弱破碎围岩超长隧道不同施工工法下的力学特性,寻求适宜该地质条件的高效安全施工工法,文章以某隧道工程为依托,通过现场钻芯取样,实测围岩力学参数,并配制相似材料及初期支护材料,在室内模拟三种工法五种工况下的隧道开挖,研究隧道在不同工法各工况下的围岩应力场及支护系统内力响应特征。研究表明:水膏比为1∶1.6时,可模拟C25的喷混凝土初期支护;三台阶法因开挖对掌子面前方围岩扰动较大,且初期支护承受较大荷载而不适合此地质条件隧道开挖,其它工法均能保证隧道施工的安全性和稳定性,综合考量施工进度及施工成本,三台阶预留核心土法M4工况最优;不同工法各工况下隧道开挖支护完成后,喷混凝土初期支护内力最值均出现在边墙处,拱脚部位次之,拱顶最小。

区间隧道过砂层开挖及初期支护施工工艺

以北京地铁奥运支线区间隧道通过砂层的实例,主要介绍地铁区间隧道遇砂层时采用矿山法施工开挖及初期支护的施工工艺。

风积沙隧道安全施工技术方案

结合具体工程实例,阐述了隧道在西北区风积沙典型地质中安全施工的技术方案和工艺控制,对其开挖方法、支护措施及工序衔接问题进行了探讨分析,以期成功地解决风积沙地区成孔困难的问题。

铁路客运专线隧道通过风积沙层施工技术

结合具体工程实例,分析了工程的地质情况,从加固坍塌段、优化开挖的方法、加强超前支护和初期支护等方面论述了铁路客运专线隧道通过风积沙层的施工技术,指出了采用上述方案施工的支护和衬砌稳定,隧道结构安全可靠。

大跨度风积砂隧道施工技术

结合306国道经棚隧道施工实例,介绍了双侧壁导坑开挖、超前钢插板防护和大管棚做超前支护等大跨度风积砂隧道的施工方法及施工技术,为类似工程施工提供有益借鉴。

风积沙地层明挖隧道支护优化及围岩压力研究

以拉林铁路嘎拉山隧道为研究对象,通过数值模拟对嘎拉山隧道进口段明挖基坑的支护参数进行比选,并对隧道洞口回填段的围岩压力进行现场测试。结果表明:设计时应充分考虑风积沙压缩模量较大的特性,避免施工中出现漏沙、涌沙等现象;最佳明挖基坑的支护参数是基坑围护结构厚度为1.00~1.25 m,横向支撑间距为7 m;围岩压力可以用土体重度与覆土高度的乘积进行计算。

富水砖红色粉质砂土隧道安全进洞技术

通过龙厦铁路线猪公寨隧道出口复杂地质条件下安全进洞实例,介绍了富水砖红色粉质砂土隧道安全进洞技术,探讨了该技术的实施效果,归纳了进洞危险源的应对措施,积累了隧道工程的施工经验。

北京地铁苏州街站细砂地层暗挖施工超前支护

结合具体工程实例,介绍了地铁车站细砂地层中暗挖施工的超前支护方法,即对开挖拱部的不稳定的细砂地层进行打管注浆加固,选用改性水玻璃作为浆液材料,处理结果表明该施工工艺完全达到了加固地层的预期效果。

浅埋砂层隧道施工关键技术

结合大断面浅埋砂层隧道洞室变形量大、稳定性差的特点,经过实际工程的实践与探索,总结了砂层地质隧道施工的关键技术,并分别作了论述,以期为砂层隧道施工积累经验。

红粘土与砂岩夹泥岩接触带隧道合理施工工法研究

针对红粘土与砂岩夹泥岩接触带围岩上软下硬、自稳能力差的特点,文章通过现场调研和分析,明确了隧道施工原则,并结合现场实际采用数值模拟计算方法优化了施工工法和支护参数,现场应用效果表明:在红粘土与砂岩夹泥岩接触带地层中施工,岩性分界面位置对隧道变形及结构应力影响明显,随着红粘土在隧道开挖断面的占比增大,隧道洞周位移及初期支护应力显著增大;采取调整台阶高度、取消预留核心土等措施优化施工工法后,最大变形值未超出允许值,初期支护最大压应力未达到材料破坏强度,围岩应力集中减弱,满足安全施工的要求;掘进速度明显提升,避免了岩性分界面位置处围岩易掉块、坍塌等问题。

水平旋喷桩超前预支护在风积沙隧道中的应用

榆神高速神木一号隧道风积沙地层颗粒单一,级配不良,结构松散,施工难度极大,通过对不同超前支护方式加固效果的分析,简要阐述了水平旋喷桩在不良地质地层加固中的优势和特点,并详细介绍了其主要施工工艺和关键技术要点。

浅埋风积砂层隧道关键施工技术研究

关角隧道需穿越1100m长第四系冲洪积砂质黄土、细砂及粉质黏土层地段。因风积砂层结构松散,黏聚力低、抗剪强度小、自稳能力差,在外力作用下极易松散、破碎,以致诱发围岩坍塌、冒顶等事故,施工风险高。基于此,针对浅埋风积砂层段隧道施工进行稳定性特征分析,并从开挖稳定性控制、支护变形控制等方面展开探讨,形成了风积砂层安全施工技术体系,总结出超前管棚支护、四台阶+扩大拱脚与筛子网双层支护体系等技术措施,避免了隧道塌方、支护变形等风险,同时可为类似工程建设提供可靠经验。