川中红层软岩高速铁路隧道基底上拱机理研究

研究目的:由于川中红层其特殊的物理力学性质,区域内多个高速无砟铁路隧道发生基底上拱病害,严重影响铁路运行安全。本文以川中软岩某高速铁路隧道为研究对象,结合实际工程地质条件和现场调查,概化物理模型,通过离心模型试验、数值模拟,分析开挖前后法向与水平应力大小关系,研究侧压力系数、软岩埋深、软岩层厚对基底上拱的影响,以期为铁路勘察设计提供技术帮助。研究结论:(1)法向与水平应力的相对大小是造成隧道及其下伏地层上拱的关键因素,开挖后地应力的变化是导致基底发生上拱病害的重要原因;(2)软岩夹层改变了夹层内及其下部地层位移矢量方向,也大大增加了基底上拱量;(3)隧道基底最大上拱量随初始侧压系数增加而增大,最大上拱地层深度和范围随着初始侧压系数、软岩埋深和软岩层厚的增加而减小;(4)本文研究可为运营铁路工程整治措施提供参考。

深厚软土明挖隧道基底标高变异及其控制措施研究

深厚软土地层明挖隧道开挖基底隆起和回筑加载后隧道沉降一直是工程界关注的重点问题。文章以温州市域铁路隧道工程为例,对深厚软土地层明挖隧道基底开挖隆起和回筑回填加载后的沉降问题进行了研究。基于分层总和法,采用回弹模量法和复合模量法分别研究了基坑开挖卸载后的基底隆起值和复合地基隧道回筑填土加载后的沉降值,并对不同工况下的基底隆起值和隧道沉降值进行了对比分析。结果表明,深厚软土地层采用复合地基处理后,明挖隧道基底隆起和运营期隧道沉降是可控的,复合地基处理可以达到减少竖向变形、增大地基强度的目的。结合该工程特点,采取了合适的隧道沉降控制措施,可为类似明挖隧道工程施工提供参考。

浅埋暗挖软基隧道分部开挖拱脚地基承载力研究

针对目前浅埋暗挖软基隧道在分部开挖条件下支护结构拱脚受力进行专门理论计算分析的报道尚不多见的现状,基于Winkler弹性地基梁理论建立管棚超前支护和锁脚锚杆的力学模型,提出两者对支护结构竖向荷载的承载作用计算方法,并在此基础上推导拱脚地基荷载的计算公式,并进行实例计算分析。计算结果结合现场拱脚压力测试结果表明:提出的拱脚地基荷载计算方法可靠性良好,能够很好地解释地表过量沉降以及隧道中上部开挖步为位移控制关键步序的原因,提出浅埋暗挖软基隧道分部开挖时应重视对拱脚地基承载力进行验算,承载力不足时应采取措施,避免因此造成的隧道和地层整体沉降。

应用液氮冻结技术修复软土地基中的地铁隧道

为了快速修复在软土地基中的城市轨道交通中地铁隧道,避免修复过程中隧道土体坍塌致使地表和隧道变形,利用液氮快速冻结隧道上部土体,在冻土帷幕保护下凿除破损管片并完成隧道结构修复施工。经论证确定了液氮冻结设计参数、隧道变形控制设计方案和合理的结构修复施工工序。结果表明:积极冻结10 d后,侧墙厚度2.263 m,平均温度-31.90℃,顶板厚度6.744 m,平均温度-16.44℃;侧墙及上部冻结璧厚度和平均温度达到设计要求,隧道管片累计最大收敛6.13 mm,满足隧道变形设计要求。应用液氮冻结技术可实现快速修复软土地基中的隧道,且安全有效,经济技术合理。

高应力软岩巷道底板锚注加固治理技术

针对祁东煤矿-500 m运输石门底板软弱破碎及高应力作用导致的严重底鼓现象,通过对其一定深度内的岩层实施锚注加固,使其固结为一个整体,与顶帮形成均匀承载结构体,经过2 a多的位移观测,底板保持完好,无明显变形。

冷冻法在星云湖和抚仙湖出流改道工程中的应用

介绍了冷冻法在玉溪市星云湖抚仙湖出流改道工程中解决了特殊、复杂地质水文条件下的施工重大技术难题。冷冻法在施工过程中取得了新的技术创新和突破,对解决特殊、复杂地质水文条件下的施工重大技术难题具有重要价值。

高压旋喷桩在大跨径隧道明洞基底处理中的应用

根据兰州市九州地区地质条件,提出了在隧道明洞软基处理中采用高压旋喷桩复合地基处理的方案。通过计算并结合工程实例及现场载荷试验,证明了该方案的可行性。