高速铁路湿陷性黄土隧道下穿高速公路施工技术

本文以京张高速铁路草帽山隧道下穿张承高速公路为例,详细地介绍了高速铁路湿陷性黄土隧道下穿高速公路的开挖方案、隧道支护、监测的施工技术,从而减小施工沉降、降低施工风险,为粉砂、粉土地层、湿陷性黄土隧道穿越高速公路制定施工方案提供借鉴。     

黄土隧道的施工和防排水控制

一、概述黄土在我国分布较广,黄土面积约占我国陆地面积的6.6%,华北、西北地区的黄土地层分布连续,厚度较大,发育较典型。在黄土地区开挖隧道成型好,易于施工。只要断面形式及设计参数合理、施工方法得当、支护及时,就能充分发挥黄土的自身承载能力的作用。传统的治理隧道渗漏病害的方法均采用＂以排为主、排堵结合＂的原则,一般采用在混凝土衬砌内凿槽嵌补将衬砌后水引排之侧沟后排出。然而由于黄土隧道的特殊性,     

偏压小净距黄土隧道先行洞初支受力特性分析

小净距黄土隧道在实体工程中的应用越来越多,鉴于黄土隧道围岩参数的不确定性,数值计算结果不能作为设计的直接依据,现场监控量测在新奥法黄土隧道施工中的作用越来越重要。为更好地掌握偏压小净距黄土隧道先行洞初期支护的受力特性,依托工程先行洞的典型断面布设监测点,依据现场监控量测的结果,从接触应力及喷混凝土应变角度出发,重点分析了偏压小净距黄土隧道先行洞初期支护的受力特性,得出了先行洞初期支护应力和接触应力的分布特点,对小净距黄土隧道的设计和施工具有借鉴、指导意义。更多还原     

监控量测技术在长河坝电站隧道施工中的应用

根据隧道施工中的监控量测结果,可进行信息反馈和预测预报,指导现场施工,从而确保隧道施工的质量、安全以及工程项目的社会、经济和环境效益.以长河坝场内交通工程1#公路金康隧道施工为例,介绍了隧道监控量测技术的应用,在监控量测数据的指导下,施工时适时调整开挖及支护参数,金康隧道K2+920以后同等条件开挖过程中未发生大规模塌方事故,表明施工过程中监控量测对指导设计、施工和修改支护参数、适时施作二次衬砌等方面发挥了重要作用.     

水利隧道监控量测技术研究

监控量测技术是保证水利隧道安全施工的重要措施。国外TANFINIT水利隧道施工作业面小,围岩种类多,严重制约了隧道开挖施工。本文结合国外TANFINIT水利隧道工程,详细分析了监控量测技术在隧道的开挖期间的应用,对开挖期间的隧道的水平位移和沉降进行动态监测,通过理论分析、现场试验与回归分析相结合的方法对监测数据进行拟合,推算围岩的变形量及力学变化,成功对围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度进行了预测,保证了施工安全。     

监控量测在重庆双山隧道施工中的应用

重庆双山隧道开挖跨度１７．６４ ｍ，最小埋深仅１ｍ多，而且隧道施工条件复杂。施工中严格进行监控量测并指导施工，实现了不同工况下施工方法的合理转换，现在隧道已顺利建成。本文中介绍了监控量测的结果及其在施工中的应用。     

管棚支护技术在潼湖隧道软弱围岩中的应用

针对潼湖隧道围岩等级较低,开挖易失稳的问题,采用管棚支护技术进行围岩注浆加固处理,分析了管棚支护技术的设计与施工方法,并对隧道开挖进行监控量测,监测结果显示该处治方法保障了隧道开挖过程中围岩的稳定性,满足隧道安全运营的要求。     

黄土隧道双侧壁导坑法施工围岩力学性状及变形界限值

黄土特殊的工程性质给大断面黄土隧道设计中围岩变形控制量与预留变形量值的确定带来了困难。本研究以大断面马蹄形黄土隧道为对象,采用ＦＬＡＣ3Ｄ数值计算软件,建立三维数值模型,依据黄土物理与力学指标,研究了不同支护强度条件下黄土隧道围岩应力、变形变化规律以及拱顶监测变形极限值。结果表明:开挖扰动作用下黄土隧道地层应力由地面到拱顶距离先增大后减小,地层沉降位移随与地面距离增大而增大。隧道拱顶最大沉降随支护模量的减小先缓慢增长,随后迅速增长,不易控制。因此需要找到拱顶沉降加速增长的临界点,对应的极限值作为拱顶沉降的控制条件。由于隧道拱顶最终沉降由掌子面开挖前拱顶沉降和掌子面开挖后可检测出的拱顶监测沉降组成,可结合位移释放率得出监测沉降极限值,确定拱顶监测沉降控制条件。研究成果为黄土隧道围岩稳定性监测提供理论依据。     

黄土地区基坑开挖对下卧变截面地铁隧道影响数值分析

为预先了解黄土地区深基坑开挖工程对下卧变截面地铁隧道的影响,以现场地层及地铁隧道相关参数为依据,采用ＦＬＡＣ３Ｄ对施工及降水过程进行了数值模拟计算。结果表明:地下水位的变化引起土体应力的改变,进而会对隧道变形产生影响;开挖卸荷引起坑底回弹,导致整体隧道发生向上隆起,基坑开挖范围内马蹄形隧道隆起量相对较小;另外,盾构隧道和马蹄形隧道的接头部位位于隆起最大区域,施工期间应加强这一区域变形监测,需要密切关注结构防水措施的破坏。     

监控量测在重庆双山隧道施工中的应用

重庆双山隧道开挖跨度17．64m，最小埋深仅1m多，而且隧道施工条件复杂。施工中严格进行监控量测并指导施工，实现了不同工况下施工方法的合理转换，现在隧道已顺利建成。本文中介绍了监控量测的结果及其在施工中的应用。     

Ｓｅｔｔｌｅ3Ｄ软件在黄土公路路基变形分析中的应用

公路填筑过程路基沉降和工后沉降,将直接影响公路建设质量和后期的维护费用。为了探明黄土路基的变形机理,运用Ｓｅｔｔｌｅ3Ｄ软件,模拟天然和降雨情况下,对黄土路基不同填筑阶段的沉降进行数值分析,以便获得黄土公路路基填筑时期的变形规律。研究结果表明:沉降整体呈“浴缸”状,路基中心位置沉降量最大,沿中心线向两边沉降逐渐减小;沉降量随着深度的增加而减小,持力层表面的沉降量最大。各填筑阶段之间的沉降量呈非线性减小并最终趋于稳定;同一阶段下原状黄土的沉降量大于压实黄土的沉降量。降雨能够明显增加原状黄土路基的沉降量,而对压实黄土沉降量的增大效果不明显,因此施工过程中控制路基压实质量和采取合理的路基防水排水措施显得非常重要。     

山西典型黄土崩塌破坏模式及其早期辨识

针对黄土崩塌隐蔽性、突发性的特点,旨在实现黄土崩塌的早期辨识及预判,并提出相应的应急防治措施。通过对山西典型黄土崩塌破坏模式进行分类总结,归纳了黄土崩塌不稳定界面及相应的诱发因素,提取了黄土崩塌早期辨识特征因子;通过综合指数法对崩塌危险性进行了半定量分析;按照量化评价标准,对黄土崩塌危险性进行分级;根据不同的危险性级别,采取相应的应急防治措施;突出变形迹象对黄土崩塌的贡献,实现优先判别。研究表明:①黄土崩塌的变形破坏主要集中于4种岩土体结构组合、5个典型破坏接触面;②黄土崩塌危险性可划分为高、中、较低、低4个级别,对应应急避让、临灾监测、应急调查、勘查、治理等防治措施;③变形迹象评分结果达到判定级别“危险性高”时,可直接介入地质灾害预警预报措施。     

黄土水工隧洞结构布置及其施工方法

根据黄土特性,讨论了黄土水工隧洞设计、布置和施工方法,通过工程实例阐明黄土水工隧洞设计中遇到的黄土不稳定性、湿陷及其接触带不均匀变形等问题,,也以工程实例进一步讨论了洞线布置、结构形式、衬砌材料、施工方法及工艺要求等。可供设计、施工人员参考。     

湿陷性黄土地区海绵城市建设湿陷性风险模拟评估研究

在湿陷性黄土地区开展雨水集中下渗的海绵城市建设面临着湿陷变形的风险,以黄土湿陷性较为严重的西咸新区空港新城临空产业区为例,采用数值模拟的方法模拟了研究区湿陷性黄土在不同设计降雨情况下的雨水集中入渗后的湿陷情况。应用GAST模型计算雨洪过程,并将降雨量下渗过程作为边界条件输入Midas GTS/NX软件来模拟黄土基础变形情况。通过分析5个典型黄土区因降雨下渗导致的湿陷量,发现其等级为Ⅱ级及以上,其中最严重情况下的雨水下渗深度为5.02~6.51 m,总湿陷量和自重湿陷量分别为468.18~1015.56 mm和88.99~239.03 mm,湿陷等级为Ⅲ级。可见局部集中下渗会导致较高的湿陷风险,故建议在湿陷性黄土地区海绵城市建设中应进行量化评估并合理规避湿陷风险。     

灰场土坝坝体变形及防治工程措施

山西阳坡灰场已加高至两级子坝,南坝肩为湿陷性黄土,且渗漏严重,现坝顶与坝肩均已产生裂缝.为加筑第三级子坝并防止现有病害的进一步发展,本文依据灰场大坝测压管、沉降和水平位移等原型观测资料,利用坝顶沉降倾度和坝顶拉伸,分析了坝顶及坝肩裂缝的成因与发展趋势,然后通过数值模拟,研究了第三级子坝加筑对当前变形的影响,最后结合监测分析与数值模拟的结果,针对不同类型裂缝提出了相应处理措施.本实例中,监测分析与数值模拟相结合的分析方法及裂缝的处理措施给类似工程项目提供了有益的借鉴.     

黄土的动变形特性及模型研究

利用SDT-20型双向动三轴仪对原状黄土和重塑黄土的动变形特性进行研究,定性分析了不同试验参数对原状和重塑黄土动剪切模量和动剪切应变累积特性的影响。基于小应变前提,忽略试样在加载过程中的径向应变,并利用其轴向动应变推算出试样在动力加载过程中的孔隙比变化,作出e-σ_d曲线并分析了黄土试样的动力压缩特性。分析发现,和静力压缩不同,黄土的结构性在动力压缩过程中并没有表现出来,原状黄土和重塑黄土在动荷载作用下经历相似的形变过程,其e-σ_d曲线均存在明显的拐点,原状和重塑黄土均存在临界动应力σ_dc。当σ_d<σ_dc时,黄土的动变形发展缓慢;而当σ_d>σ_dc时,黄土的动变形急剧增大并迅速发生破坏。此外,提出双曲模型对黄土在循环荷载作用下的动应变累积特性进行了描述,并利用差分进化法求得模型参数,发现双曲模型可以较好地描述黄土在动荷载作用下的应变累积特性。     

新疆伊犁典型特大型黄土滑坡群成因机制及变形特征

新疆伊犁黄土的成因、分布特征及物理力学性质与黄土高原的黄土有很大不同,该地区的黄土滑坡也有一定的特殊性。以省道 S316线则克台沟某特大型黄土滑坡群为研究对象,结合地质勘察和土样试验结果,对该滑坡群的成因机制及变形特征进行了分析。结果表明：伊犁地区则克台沟黄土揭露埋深达到62 m ,并具备发生大规模深层滑坡的地质条件。伊犁地区黄土0．005 m ～0．05 mm 粒组含量普遍达到60％以上,相比黄土高原的黄土要高,具有一定的静态液化势,对雨水入渗作用敏感。滑坡区山体植被破坏严重,4月—6月份的融雪和降雨集中入渗是导致该地区黄土滑坡的主要原因。该滑坡成群出现,滑动面上陡下缓,伴随蠕动和滑动液化,属于特大型深层黄土滑坡群。对于伊犁地区的黄土滑坡,预测预报、恢复植被及截排水措施尤为重要。     

引洮供水二期工程湿陷性黄土工程地质特性研究

结合工程实际,对引洮供水二期工程所遇到的湿陷性黄土,从结构、分布、物理力学性质、工程地质特性等方面进行了探讨、研究,总结出黄土湿陷的部分原因,找出陇西地区黄土湿陷性的变化规律;提出了工程处理措施,对工程建设具有一定的指导意义。     

基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究

黄土增湿变形一般由地面水入渗或地下水位抬升引起,是岩土工程中需要解决的一个技术难题。虽然在该领域有一些研究,提出了描述该变形的本构模型,但是与实际地基中力和水的作用路径有较大差异。本文引入"增湿水平"这一概念来描述黄土的湿度状态,通过开展分级浸水试验,着重研究先施加应力后浸水增湿路径下黄土的湿度状态与增湿变形的相关关系,建立了增湿变形非线性本构模型;用增湿变形系数和湿陷系数的比值与增湿水平关系曲线反映黄土增湿变形的敏感性,分析了竖向应力、土质对黄土增湿变形敏感性的影响;采用不同应力比的增湿水平与侧向变形曲线,分析了增湿过程中的侧向挤出变形规律。     

甘肃省黄土地基承载力测试与评价研究

地基承载力是黄土地区工程设计的基本和关键参数,直接决定着工程建设的安全可靠性和经济性。通过实测甘肃省不同地区、不同时代成因黄土的地基承载力,分析了黄土地基的压缩变形规律与机理。研究表明,孔隙比在很大程度上决定着黄土地基的破坏模式及承载力大小,黄土地基承载力同时也与土体含水率、液塑限密切相关。尽管依据土体物理指标确定地基承载力的回归关系式形式有所不同,但计算结果在一定条件下与实测值吻合度较高,通过对比分析各回归关系式的适宜性及优缺点,结合规范推荐值和实测值,给出了甘肃省陇西地区和陇东地区一般新黄土的地基承载力表。