基于集对分析模型的岩溶区浅埋穿河隧道突涌水危险性评价

在岩溶区修建隧道常会面临突涌水等地质灾害,尤其是对于浅埋穿河隧道的建设,更是极具挑战性的一项工作。由于隧址区存在断层破碎带、岩体风化程度高、节理裂隙发育等,使得河水入侵隧道的可能性大幅增加。为了有效评价岩溶区浅埋隧道下穿河段突涌水发生的危险性,本研究根据隧址区地质条件及隧道特征,选取了地层岩性、修正的岩层倾角、可溶岩与非可溶岩接触带、围岩等级、断层带宽度、断层性质、裂隙发育程度、地表水流量、地表汇水面积、隧道埋深、施工干扰程度共11个影响突涌水的关键因素作为评价指标,建立了岩溶区浅埋穿河隧道突涌水危险性评价体系。首先,采用层次分析法构造判断矩阵确定评价指标的权重,利用集对分析法计算各评价指标的联系度,进而确定评价样本的综合联系度;其次,运用最大隶属度原则识别突涌水风险等级;最后,根据危险性等级与涌水量之间的对应关系,可初步预测突涌水量范围。针对跃龙门隧道下穿高川河浅埋段的突涌水风险,采用集对分析模型进行分析,计算结果显示,危险性评价预测的突涌水量范围为3000~10000 m3/d,现场开挖实际涌水量为7000 m3/d。即危险性评价结果与现场实际情况基本一致,验证了该评价体系与方法的合理性及可行性,为岩溶区浅埋隧道下穿河段突涌水风险评估提供了有效支撑。

浅埋富水软弱围岩隧道支护受力特征及方案研究

依托关角隧道河谷浅埋段,展开富水软弱围岩隧道支护受力特征及方案的研究。对试验段的初支围岩压力、钢架应力、锚杆轴力、衬砌水压力进行现场监测,结果表明:初支应力不能得到有效控制、突水突泥塌方现象时有发生,现有的支护方案无法满足浅埋段安全施工要求。在监测数据基础上,经过综合分析,对支护方案作出调整。在Ⅴ级围岩区段,拱部120°范围设超前管棚和小导管,宽大节理掌子面超前小导管注浆加固,初期支护取消系统锚杆,采用I20型钢钢架和拱墙设双层钢筋网;在Ⅵ级围岩区段,超前支护采用管棚工作室施作拱部180°及以下1 m范围的0°角长管棚,全断面超前水平钻孔注浆,初期支护取消系统锚杆,采用I20型钢钢架、三台阶型钢临时横撑和双层防水板。研究成果可为河谷浅埋隧道支护方案的确定提供理论依据和基础数据,为同类工程的设计与施工决策提供借鉴。

盾构浅覆土下穿河流施工地层稳定性研究

盾构浅覆土穿越河流施工极易发生地层失稳,造成较大工程风险。依托宁芜铁路扩能改造工程,开展盾构机浅覆土条件下穿河流换填地层稳定性研究。基于工程参数建立三维有限元模型,模拟河道换填加固后盾构施工诱发地层的位移过程,分析换填地层扰动变化规律;根据换填混凝土以及河道地层物理特性,采用解析法和数值分析法开展盾构施工参数对地层稳定性影响研究。研究结果可为后续盾构浅覆土下穿换填河流地层稳定性控制提供理论依据和工程应用价值。

双线隧道浅埋及穿越河流段施工技术研究

以福州至平潭铁路的岱岭隧道出口为工程背景,详细研究双线隧道浅埋及穿越河流段施工技术,通过大量的现场实地调查与分析制定相应施工方案,确保隧道穿越河流段施工安全及提高浅埋段施工效率。为提高施工效率,对影响隧道施工进度因素进行分析,确定影响施工进度的要因,制定相应对策。同时对开挖施工工序衔接进行优化,以达到提高施工效率的目的;为确保隧道穿越河流段施工安全,洞内采用5 m超前预注浆加固,配合Ⅲ型超前小导管支护,洞外在河流上游设置临时拦河坝,将洞顶段河水进行抽排至下游施工影响范围外。