含石膏泥灰岩地质特点及隧道工程影响分析

为揭示含石膏泥灰岩地层对杜公岭隧道衬砌结构病害影响,通过工程调研、岩芯矿物成分测试、施工观测、室内试验及结构病害分析等手段对隧址区地层特征、含石膏岩泥灰岩工程危害性进行了探讨。研究结果表明:杜公岭隧道穿越奥陶系中统上马家沟组一段泥灰岩地层,该地层中含有发育不规律的石膏岩,使其岩体中硫酸盐与碳酸盐共同溶蚀现象显著、岩溶发育强烈(溶洞最小间距不足20 m);硬石膏岩侧限膨胀力试验测试值是泥灰岩的90倍以上、软化系数是泥灰岩的0.8倍,因此,泥灰岩中的赋存的石膏岩促使泥灰岩地层软化与膨胀特性加剧,增加了隧道衬砌结构的负荷;同时,石膏质岩的存在还引发地下水对隧道混凝土衬砌结构的硫酸盐侵蚀,使杜公岭隧道混凝土结构出现了一种隧道工程中极为罕见的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀,造成混凝土凝胶材料失效而呈现为泥沙状,从而导致隧道衬砌支护结构丧失承载能力。因此,含石膏泥灰岩地层对隧道工程的影响,不仅是加剧了修建场所的复杂性,而且恶化工程结构的受力环境,并在一定条件下造成混凝土结构遭受较为严重的硫酸盐侵蚀。

高地应力强膨胀性泥灰岩隧道多层拱架支护施工应用研究

以阿尔及利亚甘塔斯隧道膨胀性泥灰岩挤压破碎带为背景,为了克服高地应力泥灰岩隧道初期支护变形大、易失稳的施工难题,提高隧道施工机械化程度,加快施工进度,甘塔斯隧道采取了玻璃纤维锚杆加固掌子面,多层拱架支护的施工方式,挖掘机配液压破碎锤全断面开挖,有效避免开挖后掌子面失稳造成的坍塌等灾害发生,提高了隧道施工机械化程度,有效提高施工工效。

李家山隧洞泥岩的膨胀特性

李家山隧洞泥岩的膨胀变形具有一定的特殊性。特殊膨胀性岩石的结构和膨胀过程与岩石形成的地质历史及构造环境有关 ,从而在同一物质同一工程受力环境下反映出不同破坏特征。

GANNTANS隧道初期支护开裂变形分析及处理

根据现场量测,从地质因素和施工因素两方面分析了GANNTANS隧道斜井软弱地层段施工后初期支护下沉变形开裂的原因,介绍了其处理方案及施工要点,并提出了在泥灰岩软弱围岩地段后期施工预防下沉的技术措施。

泥灰岩相似材料配比试验研究

为了研究泥灰岩具有承载力低,遇水易软化、泥化等特点,采用正交设计试验方法,以粒径为0.3~0.6 mm河砂和325目重晶石粉为骨料,粒径为325目红黏土粉和普通硅酸盐水泥为胶结剂,石膏粉为外掺剂进行泥灰岩相似材料研制。选取相似材料的密度ρ、单轴抗压强度σ_c、弹性模量E、黏聚力C、内摩擦角φ及孔隙率ω为主控物理力学参数,软化系数K_P为主控水理特性参数,通过单轴压缩试验及常规物理试验方法对各主控参数进行了测定。基于测定结果分析了各主控参数极差和方差值,得出各影响因素对各主控参数的敏感性,依据各参数敏感性调节相似材料配合比,确定出泥灰岩相似材料最佳配合比。并对该配合比下相似材料破坏的应力-应变曲线及水理特性进行分析。研究结果表明:骨胶比对单轴抗压强度σ_c、密度ρ、黏聚力C、弹性模量E及孔隙率ω最为敏感;内摩擦角φ对黏土∶水泥最为敏感;软化系数K_P对砂∶重晶石最为敏感。当骨胶比为1∶1,黏土∶水泥为2∶1,砂∶重晶石为2∶1,石膏掺量为30%时,可较好地对泥灰岩特性进行模拟,该配合比下的相似材料能模拟出岩石破坏的力学特性及泥灰岩遇水软化、泥化的水理特性。