自重湿陷性黄土场地地裂缝地铁暗挖隧道涌泥灾害处理与风险控制

[目的]黄土饱和湿陷可能出现地下空洞。暗挖隧道穿过自重湿陷性黄土场地地裂缝设防段时,若遇到地下空洞,易引发涌泥灾害,需采取有效的处理措施,以控制施工风险。[方法]以我国某穿越地裂缝的浅埋暗挖法地铁隧道为例,介绍了该工程的概况及地质情况,以及发生涌泥灾害的概要。地质勘探查明地铁右线隧道上方地裂缝破碎带存在黄土空洞,根据该空洞的地层特性及涌泥风险特征,采取了挂网喷射混凝土、小导管注浆固结、型钢及支撑加固、注浆回填空洞等施工措施。在此基础上,进一步阐述了隧道涌泥体清理、隧道二次开挖过程的风险控制措施。[结果及结论]案例工程涌泥灾害的处理措施,以及隧道涌泥体清理、隧道二次开挖过程的风险控制措施是可行、安全的。措施实施后,快速控制了险情,确保了周边建筑物安全。

岩溶区钻孔桩泥浆漏失引起土体变形机制与破坏模式试验研究

岩溶区桩孔常常钻穿溶洞诱发泥浆漏失,引起孔壁失稳、地面塌陷、设备陷落,阻碍施工顺利进行。掌握钻孔因泥浆漏失而塌陷机制对优化、确定桩孔的施工工艺非常重要。该文采用室内模型试验,研究岩溶区覆盖层为上部黏土、下部砂土条件下桩孔钻穿溶洞、泥浆漏失引起土体变形机制与破坏模式,为岩溶区桩基施工方案决策提供试验依据。结果表明:桩孔钻穿溶洞顶板引起上部黏土、下部砂土覆盖层塌陷的力学原理是桩孔钻穿溶洞顶板后,泥浆快速下窜导致孔壁应力失去平衡,砂土因单粒结构而率先移动、充填桩孔,进而引起的上层黏土失稳下沉。当砂土顶面与水平面形成的夹角约等于内摩擦角时,砂土滑动停止;砂土滑动停止后,上层黏土下沉持续而形成土拱;土拱形成以后,地面趋于稳定;钻孔泥浆下窜诱发地面沉降的历程分为快速下沉、缓慢下沉、稳定3个阶段,整个过程历时约1 min,地面形成下沉盆。工程中,建议对溶洞顶板上部砂土采用注浆法加固,防止桩孔钻穿溶洞顶板引起地面塌陷,确保设备人员安全、施工顺利。

香炉山隧洞不良地质段“L”型地面超前注浆方案研究

为解决隧道(洞)建设过程中不良地质段突泥涌水和软岩大变形等问题,依托滇中引水工程香炉山隧洞,提出一种采用全孔长度超过500 m的地面“L”型定向钻孔注浆并辅以洞内超前注浆的加固方法,在实际工程中确定这一方法的具体设计方案。首先,通过现场地质调查与分析,揭示不良地质区段香炉山隧洞建设的技术难点;其次,介绍“L”型定向钻孔注浆的施工过程及注浆工艺;然后,设计出一种能够提高地层稳定性的“L”型地面超前注浆方案,并对地层进行加固;最后,采用掌子面揭示、注浆技术以及大地电磁检测等手段证明现场注浆效果。研究结果表明:1)“Z1+Z2+Z4”钻场设计为最优地面超前注浆技术方案;2)“L”型定向钻孔注浆辅以洞内超前注浆技术可满足盲区注浆区域覆盖问题,实现真正意义上的超前治理。

富水软弱地层常压开仓综合施工技术

本文依托广州市某轨道交通工程,为避免双仓式泥水盾构在富水软弱地层盾构掘进作业中出现堵管、堵仓现象和影响掌子面稳定的不理想现象,提出针对富水软弱地层条件下盾构掘进常压开仓的新施工技术。该技术通过对加固及开仓位置地质分析与泥水平衡的压力控制,采用惰性注浆+丙烯酸盐化学注浆双重加固,实时控制注浆压力、配方、粘度以及混合比,分析地面沉降数据,通过抽芯取样等方式检测浆液的稳定性和可挖性,增强其支护性能以保证人员安全开仓换刀,加装新型搅拌棒,充分搅拌处理堆渣堆积的问题。研究表明:(1)新技术可使掌子面更为稳定,地面沉降值与速率远优于传统做法;(2)形成了新的高强度骨架网格固结体,提高土体加固、砂层堵水性能及稳定作用,保障开仓过程中的安全稳定;(3)新型搅拌棒可极大解决浮渣漂浮导致的堵管堵仓现象,研究成果可为盾构富水砂层提供有效的施工指导。

某高铁隧道岩溶水文地质特征及施工病害分析

研究目的:贵南高铁朝阳隧道穿过区域性的水利背斜构造,可溶岩分布于背斜两翼,洞身位于岩溶水水平循环带。隧道施工过程中,可溶岩段发生较大规模的涌水涌泥现象,并伴随出现泉水漏失、地面塌陷等环境地质问题。隧道掘进的风险评估、岩溶水及泥砂的引排工程设计、环境保护设计,都需要在分析涌水涌泥、泉水漏失及地面塌陷的相关性的基础上进行岩溶水文地质条件综合评价。研究结论:(1)隧道内的涌水涌泥均发生于岩溶水主通道附近,涌水涌泥规模与降雨量密切相关;(2)隧道施工排水完全截断了隧道进口端立新水库和出口端鱼胆水库的补给水源,造成水库干涸;(3)隧道施工排水部分截断了进口端鱼村大泉补给水源,造成泉水减流;(4)岩溶地面塌陷发生于隧道涌水水源补给区(洞丢村)岩溶谷地内,洞身开挖排水降低地下水位导致地面塌陷集中产生;(5)本研究成果对岩溶发育区隧道工程勘察具有指导意义。

黄岛区水库底泥重金属污染特征及潜在生态风险评价

底泥是水库生态内源污染重要释放源。为全面了解山东省黄岛区主要水库底泥中重金属含量及其潜在生态危害程度,采集了黄岛区狄家河水库在内的10个水库的水样,测试了底泥中Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Fe、Mn和As等10种重金属含量,分析了各元素的含量,利用多方法综合对水库底泥污染程度及潜在的生态风险进行评价,并结合周边生活、生产环境分析了重金属的可能来源。结果表明,西寨水库Hg含量超过标准要求,花沟水库Cd含量超过标准要求,其余水库各重金属含量均未超过标准要求;底泥重金属污染程度由强到弱依次为:Hg>Cd>Zn>Pb≥Cu≥As>Ni≥Cr,Hg、Cd为最主要的重金属污染元素;重金属潜在生态危害由强到弱依次为:Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Ni>Zn,Hg、Cd是潜在的生态危害元素。花沟水库、吉利河河道、西寨水库、狄家河水库,尤其是西寨水库,污染程度较为严重,水库污染的因素主要为人为因素,主要来源为工业污水和生活用水排放。

地下连续墙成槽参数选择对槽孔周边土体变形影响

在采用地下连续墙作为围护结构的基坑研究方面,目前主要研究方向为基坑开挖过程中的变形控制及地下连续墙施工过程中槽壁稳定性控制,对地下连续墙施工过程所造成的环境变形研究较少。依托惠民大道综合改造工程项目,以槽壁加固、地面超载、泥浆比重为变量采用ABAQUS软件对地下连续墙成槽过程中土体变形进行分析,并根据计算结果制订对应的成槽控制措施。

静动力排水固结法处理淤泥软基振动试验研究

对于高含水率、大孔隙比的深厚淤泥地基,在静动力排水固结法处理中,采用组合式高效夯击减震锤(SAAT)等4种不同形状尺寸的典型夯锤,以975～1 125 kN.m单击夯击能夯击,进行场地振动加速度及夯沉量原位对比测试,获得SAAT夯锤与地基土首次接触、回弹和二次作用历时分别为15,80,35 ms,各锤作用下竖向与水平向加速度分别在10 m与5 m距离内急剧降低,得到满足规范(烈度Ⅶ度)安全要求时SAAT及各夯锤夯击综合安全距离为20～30 m,其中SAAT所需安全距离最小。结果表明,采用SAAT可明显提高夯击效率,并可有效地减小对周边环境的振动影响。此外,对该条件下夯击冲击波的传播及衰减规律进行了总结与分析。

不同级配活化铁矿粉对高密度水基钻井液黏度效应的影响

通过在钻井液中加入密度为4.85g/cm3的不同粒径的活化铁矿粉至密度为1.83g/cm3,测定它们在150℃老化16h后的性能,研究了不同级配活化铁矿粉对高密度水基钻井液黏度效应的影响。得出,活化铁矿粉粒度级配越粗或越细以及级配范围越窄,对钻井液的黏度效应越大,沉降稳定性越差;当粒度级配合理并处于合适范围时,如用粒径为0.050～0.061mm的活化铁矿粉加重时钻井液的黏度效应达到最低,沉降稳定性最好。

充气欠平衡钻井MWD信号衰减原因分析与解决方法

充气欠平衡钻井中,井下随钻测量设备MWD发射的钻井液脉冲在传播的过程中衰减程度很高,地面设备无法完成对井眼轨迹的监测与控制。通过建立充气欠平衡钻井MWD信号传输模型,分析制约压力波信号传输的因素,提出调整地面接收器安装位置和改造注气方式两种解决方案并进行现场试验。结果表明:地面传感器的安装位置对信号接收没有影响;改造注气方式将气液充分混合后对信号传输有一定的改善作用,可以提升MWD的有效测量距离。

黄骅港抛泥区泥沙运移及对航道淤积的影响

利用粒子追踪、中子活化示踪砂技术以及赵冲久和Yalin等相关公式对黄骅港抛泥区泥沙运移规律进行了研究,并在此基础上分析了抛泥区对黄骅港航道淤积的影响。结果表明,在正常天气下,抛泥区的泥沙运移主要受潮流控制;在大风条件下,泥沙运移则受到波浪、潮流、风生流等多种因素的影响;抛泥区泥沙几乎不会对航道淤积产生直接影响,其对航道淤积的影响是间接和有限的。

冻结辅助工法在泥水平衡盾构进洞施工中的应用

以上海延安东路隧道盾构进洞工程为背景，系统介绍了我国首次利用大型泥水平衡盾构穿越冰冻区的冻结设计、施工、检测以及盾构相关参数的控制等技术，并提出控制地层冻结影响周围环境的技术措施。同时，现场实测所得温度、应力、位移场的分布与变化规律，对于今后冻结工程具有重要的指导意义。

加泥式土压平衡盾构机在成都砂卵石地层中应用的几个关键性问题

成都地铁一号线一期工程区间隧道大多通过富水砂卵石地层,且含有少量大粒径漂石。结合地层这一特点,对成都地铁采用加泥式土压平衡盾构施工的几个关键问题——大漂石处理方案、刀盘刀具的耐磨性、喷涌防治等进行了分析和探讨。

渝湘高速下塘口一号隧道突水病害诊断及处治

论文根据渝湘高速下塘口一号隧道右洞YK23＋187.5~199.5 m和YK23＋201~210 m里程段岩溶突水、突泥及二衬断裂病害情况;在初步分析岩溶突水、突泥及二衬断裂病害原因基础上,从探地雷达探测基本原理及探测频率影响基础理论出发,采用探地雷达无损探测技术来探测和诊断隧道突水、突泥及二衬断裂病害原因,技术上可行并取得了明显的探测效果。再根据探测诊断的病害具体情况及原因提出合理的病害处治方案,为隧道病害处治提供可靠技术支持,在优化处治方案下进行有针对性处治,效果明显。

地铁砂卵石地层采用加泥式土压平衡盾构机的设备配置及顶推力检算

盾构设备配置是否合理是关系到工程建设成败、工程进度、工程投资的重要因素。在成都砂卵石地层中建设地铁,要求盾构设备能够实现砂卵石地层的长距离掘进、大漂石和卵石的破碎以及防止喷涌的发生。根据这些要求,阐述了某加泥式土压平衡盾构机的基本设备参数,并对其功能进行了分析,同时对设备配置中的顶推力参数进行了示例性检算。

淤泥质地层中水平搅拌加固技术

在淤泥质软土地层中进行浅埋暗挖隧道施工,土体容易产生流塑性变形甚至失稳,介绍了一种适合于淤泥质地层的新型土体加固技术———水平搅拌,该技术不仅克服了在地面上无作业条件的难题,而且能够通过监测和控制孔口的返浆量以达到有效控制地面沉降的目的。

利用地面压力监测指导压井施工

针对高压高产井压井不成功的现象,提出利用地面监测技术,结合地层相关资料,辅以压井液的准确计量,能够解决复杂试油地层的压井作业困难的问题,经J001井成功施工实测,证实该方法的可行性。

国外天然气地球科学研究成果介绍与分析——以索科洛夫的著作为主线

考虑到前人对生物成因天然气来源和泥质岩、碳酸盐岩、煤等作为气源岩问题已有相当深入的研究,文中不再涉及。文中将从更深的气源(例如中、下地壳火成岩、变质岩甚至地幔岩)角度对国外有关科研成果和资料加以搜集和整理(以前苏联学者ВА索科洛夫的著作为主线)[1-2]①,做出了以下分类并进行了力所能及的分析:①火山气;②热泉气、气泉气和冷泉气;③火成岩气;④金属矿床气;⑤盐层气;⑥石油伴生气;⑦煤层气;⑧泥火山气;⑨地下水中气;10断层气和地震气;11韧性剪切带气;12地幔气。有关资料年代尽管有些久远,但仍希望对现代研究有所启示。

黄河中游河龙地区地质灾害及其治理策略

在前人研究成果与实地调查研究的基础上，对黄河中游河口镇-龙门口地区水土流失、土地沙漠化、崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷等地质灾害类型、特征、灾情、发展趋势进行了剖析，并根据环境现状，提出了治理灾害策略．

宝浪油田泥页岩水化力学特征研究

对引起宝浪油田套管损坏的原因之一,泥页岩水化力学的问题进行了研究。分析了泥页岩水化的原理,进行了泥页岩水化应力试验、水化强度试验,并对试验结果进行了拟合,找出了开发过程中地应力的变化规律。