一种典型的岩溶隧道衬砌压裂突水灾害成因与防治

通过季家坡隧道衬砌压裂突水工程实例分析,研究隧址区岩溶发育特征,提出高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造形式,分析其形态、充填物性质和致灾机制;采用裂隙封堵、周壁注浆、排水泄压、结构置换、信息化注浆效果评估的水害处治措施治理隧道衬砌压裂突水。高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造呈高角度裂缝状产出,降雨后,极易在其裂隙空间内积水形成高水压;此外,由于其通透性较差,沉积物运移速度慢,易于在其底部堆积,在自重应力和高水压压实作用下,充填介质沉积、胶结成坚硬与半坚硬状,透水性较差,开挖揭露初期,不出水或仅少量涌水,易于被忽视;但揭露后一段时间,裂隙内充填介质不断流失,最终导致充填物产生管涌、流土或被整体挤出,进而将上方暗河水、溶腔水或地表水等导入隧道,造成衬砌压裂、隧道突水等灾害。研究成果不仅成功应用于季家坡隧道突水灾害处治,对于避免类似突水事故的发生和灾害防治亦有较强的借鉴意义。

基于风险动态评估与控制的岩溶隧道施工许可机制

翻坝高速鸡公岭隧道穿过寒武系石龙洞组强岩溶含水层,地下水位高于隧道底板约150~200 m,施工中极易发生大型突水突泥灾害。为控制施工风险,研究了隧址区岩溶发育特征,突水突泥风险孕险环境、致险因子、动态管理与控制方法,建立了基于综合赋权专家评分法的初步评估、二次评估与动态评估模型,首次提出并成功实施了一种基于隧道施工风险动态评估的风险控制新机制：施工许可机制。该机制不仅可在岩溶隧道施工风险控制过程中应用,对于其他类型隧道与工程施工风险控制亦有借鉴意义,已成功应用于翻坝高速鸡公岭隧道突水突泥施工风险控制,并开始应用于宜巴高速隧道施工中,岩溶、软岩大变形、塌方等灾害风险控制。

根系生态护坡的机理及试验研究

针对公路边坡开挖可能导致生态破坏和边坡失稳等问题,分别从理论上分析植物根系生态护坡的力学机理和从试验上研究根系的抗拉锚固能力.理论研究表明,根系提高土的抗剪强度主要是通过根-土接触面的摩擦力把土中的剪应力转换成根的拉应力来实现的;根系在生长时分泌了大量高分子聚合物,将其表面附近的土颗粒聚集起来,从而抵抗边坡土体受水流等因素的侵蚀.刺槐幼株根系的抗拉强度试验研究表明：侧根抗拉强度最大值大于主根的抗拉强度最大值,其最大值可达91.41 MPa;与HPB235钢材强度设计值210MPa相比,该株刺槐根系的抗拉强度可达到其1/4~1/2.

根系生态护坡的有限元分析

生态护坡是公路建设可持续发展的要求。根据林木根系对边坡浅层加筋锚固的原理,结合现场提取刺槐根系进行试验所得的基本参数,利用有限元软件ADINA进行分析。在模拟分析过程中,根系采用弹性杆件模型,土体采用摩尔-库仑模型,从坡度的变化对整个刺槐林边坡进行模拟计算,对其应力和应变场的变化进行分析。研究结果表明,刺槐群根能改善边坡浅层土体的应力、应变场,使坡体浅层更趋稳定;边坡坡度的增加会导致坡脚应力增大、坡肩处逐渐产生拉应力及其数值逐渐增大、应变集中区的范围也扩大,此时根系护坡效果减弱。

特长深埋隧道基岩裂隙水探测与应用研究

基岩裂隙水的富集对隧道施工安全及建成后的运营管理造成严重威胁。对基岩裂隙水的赋存情况进行准确及时的预测,可有效降低隧道地质灾害的发生几率,确保隧道施工安全。依托宜巴高速公路郑家垭隧道,结合掌子面YK129+843处涌水情况,研究了岩体赋存裂隙水情况下深度偏移图、反射层提取图以及岩体物性图中岩石参数曲线的变化趋势。研究表明TSP超前地质预报方法对基岩裂隙水赋存情况的探测结果比较准确,对类似地质条件下的超前地质预报工作具有一定的借鉴意义。

预制T梁混凝土质量通病与防治

通过对湖北翻坝高速前期施工的预制T梁质量状况进行调查总结与分析,结合工程实际提出了相应的改进措施并加以应用,改善效果显著。

长江三角洲软土原位试验结果相关性分析

通过长江三角洲入海口软土的静力触探试验和十字板剪切试验结果的对比分析,表明不排水抗剪强度Cu与比贯入阻力Ps存在明显的线性相关关系;利用Cu-Ps的密切相关性,通过连续测定土层的静力触探试验成果,可以获得供工程设计使用的连续土层的强度力学参数,大大减少勘察工作量,节约勘察成本。