青岛胶州湾海底隧道F44含水断层注浆前后TSP探测分析

海底隧道含水断层的预报是海底隧道修建过程中的重大理论和技术难题之一,对其位置与规模的准确预报可为超前预注浆提供依据与指导.通过TSP超前探测,确定了青岛胶州湾海底隧道F4-4含水断层发育的位置与规模,探明了该断层受构造影响严重,围岩破碎,岩体强度低,自稳能力差,在极端地质条件下存在突水的高风险,施工风险极大.该预报为超前预注浆提供了依据,最后采用TSP手段对注浆后围岩情况进行了注浆效果检验,TSP探测结果表明,注浆后围岩整体性得到提高,其强度提高了19.1%,密度提高了3.6%,泊松比下降了7.1%,纵波波速增长了0.8%,纵横波比减小了7.1%,表明断层破碎带内含水量降低,裂隙得到有效充填,注浆效果显著,达到了注浆目的.该海底隧道含水断层的TSP超前预报方法以及注浆处理后的注浆效果检验手段对类似工程具有一定的借鉴与指导意义.     

地质雷达在胶州湾海底隧道F4-5含水断层超前预报中的应用

青岛胶州湾海底隧道地质条件复杂,隧址区含有多组高陡倾角断层,因此隧道在通过海域段涌水断层时的安全便成了工程建设过程中的关键问题.以此为背景,根据在胶州湾海底隧道左线隧道F_4-5含水断层利用地质雷达对破碎围岩和裂隙水进行超前预报中的应用,针对信号采集和数据处理解析过程中各影响因素,采取相应的处理措施,最大限度地去除干扰,最后得出清晰准确的测线伪彩色成果图及测线波形图等成果,并从成果图中统计了探测范围内的结构面和裂隙发育的具体位置和规模、裂隙水发育位置等参数,为超前预注浆加固提供了参数.对开挖后的地质情况进行地质编录,验证了本次地质雷达预报的准确性与有效性.所采用的方法措施对于海底隧道地质雷达超前地质预报具有一定的借鉴意义.     

海底隧道穿越风化深槽施工方案

根据厦门翔安海底隧道的设计要求和岩土条件,对该隧道的施工风险进行预测,针对海域风化深槽地段,加强地质超前探测、采用全断面帷幕注浆和辅助注浆、超前注浆小导管预支护、双侧壁导坑开挖方法、安装钻孔防突装置、钻孔快速注浆堵水和裂隙快速堵漏、浇注混凝土墙注浆防水,制定了较为详细的施工方案,为该类隧道安全施工提供一定技术支持．     

TSP203预报胶州湾海底隧道f2-1含水断层的实践

青岛胶州湾海底隧道地质条件复杂,发育有多组高陡倾角断层,因此隧道在通过海域段涌水断层时的安全便成了工程建设过程中的关键问题.而隧道地震波法(tunnel seismic prediction, TSP)超前地质预报系统作为近年来应用于隧道超前地质预报中较成熟的手段,具有预报距离长、对断层破碎带反映敏感、易于操作、对施工影响小等优势.文中作者应用TSP超前地质预报系统对胶州湾海底隧道f2-1含水断层进行了探测,对TSP系统所采集到的数据进行分析,得出深度偏移、反射层提取图、预报结果 2D视图显示与岩体物性图和预报结果3D视图等成果,从而判定了f2-1断层发育的规模与位置,从成果图中提取并统计了断层带内裂隙发育的数量、长度等参数,为超前预注浆加固提供了参数,并对开挖后的地质情况进行了地质编录,验证了本方法的准确性与有效性.     

海底隧道施工设计及其数值优化研究

某海底隧道地质条件异常复杂,覆岩被多处断层破碎带相割呈区域性林状分布,高外水压处断层及破碎带施工是隧道安全控制的关键所在.依据该海底隧道的初步设计方案,采用大型数值计算软件FLAC3D系统研究了水下岩石完整带和破碎带隧道开挖的稳定性及最优施工方案,分析了不同施工工法及支护参数对岩体变形、破坏特性的影响,并确定了海底隧道主、辅洞开挖相互影响效应,以便为海底隧道工程的施工决策提供量化资料和技术支持.     

海底隧道施工设计及其数值优化研究

某海底隧道地质条件异常复杂,覆岩被多处断层破碎带相割呈区域性林状分布,高外水压处断层及破碎带施工是隧道安全控制的关键所在．依据该海底隧道的初步设计方案,采用大型数值计算软件FLAC^3D。系统研究了水下岩石完整带和破碎带隧道开挖的稳定性及最优施工方案,分析了不同施工工法及支护参数对岩体变形、破坏特性的影响,并确定了海底隧道主、辅洞开挖相互影响效应,以便为海底隧道工程的施工决策提供量化资料和技术支持．     

帷幕注浆施工技术在隧道断层破碎带的应用

以工程实例,介绍了帷幕注浆堵水及加固技术在宜万铁路野山关隧道出口F18断层破碎带施工中的应用,并且较为详实地阐述了注浆方案、参数设计和施工工艺.     

厦门翔安隧道穿越风化深槽施工效应及技术措施

针对厦门翔安隧道风化深槽的工程特征,对于不同开挖及支护方法进行了FLAC模拟;通过对比分析提出合理的开挖及支护方法;对全断面帷幕注浆及双侧壁导坑法开挖施工工艺作了介绍.分析结果表明,双侧壁导坑法使拱部、侧墙、底板的变形明显减小,整个隧道的受力也更加合理,没有产生集中应力较大区域.建议选择双侧壁导坑法开挖;采用全断面帷幕注浆进行预加固;双侧壁导坑法开挖过程中,应配合小导管注浆等其他辅助加固措施.     

中国白银山隧道施工技术

白银山隧道全长390m,采用新奥法原理施工。利用光面爆破技术,Ⅲ类围岩全断面一次开挖,Ⅱ类围岩和断层破碎带半断面正台阶开挖。初期支护为锚喷及钢筋混凝土护拱,二次衬砌为模筑混凝土、洞内防排水采用复合式衬砌中间设聚氯乙烯薄膜结合纵向、环向育管及橡胶止水带的综合治理方案。对于特殊地质中的浅理、特浅理进洞的施工,坚持“护拱稳定边仰坡,大管棚注浆加固土体,浅打眼、弱爆破、强支护”的原则,做到安全进洞;对于断层破碎带,则采取了管棚注浆,超前锚杆预先加固围岩并结合钢格栅支撑等有力措施,顺利通过了不良地段。最后分析了浅理段荷载的计算,阐述了新奥法的岩体动态性质的力学概念。     

瞬变电磁预报方法在胶州湾海底隧道穿越F1-2含水断层中的应用

瞬变电磁法对低阻体反应灵敏,是预报含水体较为有效的手段,所以利用瞬变电磁法对胶州湾海底隧道F_1-2含水断层进行探测,排除信号采集和数据处理中的各种因素,通过对所处理结果的分析,判定了F_1-2含水断层破碎带规模与位置,围岩风化程度、含水断层裂隙水发育情况,为超前预注浆加固提供了有效的地质信息。结合超前探孔、开挖后进行的地质编录,验证了本次瞬变电磁地质预报的准确性与有效性,对海底隧道含水断层的超前地质预报具有一定的借鉴和指导作用。     

隧道埋深及开挖方法对于二衬支护时机的影响

为了研究隧道埋深和施工方法对二衬支护时机的影响,以广梧高速公路牛车顶隧道为工程背景,建立数值计算模型,分别改变隧道埋深和施工方法,得到相应的隧道二衬支护时机.结果表明：通过数值计算,可定量得到二衬及掌子面之间的允许距离和埋深的关系;当埋深较小时,二衬与掌子面的允许距离随着埋深的增加而增加;当埋深超过某一限值时,隧道二衬与掌子面的允许距离基本不变;开挖工法对二衬与掌子面间的允许距离影响比较显著,而对仰拱与掌子面的允许距离影响很小.随着开挖断面分部的增加,开挖对围岩的扰动减小,因而可以适当延缓构筑二衬时机.若选取Ⅲ级围岩中的全断面开挖法作为参考基准,则围岩中二衬与掌子面的允许距离将由于选择不同工法需进行修正,相应的修正值为：全断面法1.0,上下台阶法和中隔壁法均为1.5.     

城市隧道开挖爆破对地表建筑物影响的安全评价

以青岛胶州湾海底隧道青岛端接线工程开挖为研究对象,应用事故树分析法对可能引起地表建筑物受损的各种爆破振动因素进行定性分析,求出各影响因素的重要度,为后续监测和施工方案的调整提供理论依据.通过现场对爆破振动监测,确立振动传播衰减规律,并以此对地面建筑物进行安全性评价.研究成果对指导青岛后续地铁隧道工程开挖和保证地表建筑物安全有重要参考价值.     

异质软硬复合地层地铁车站穿越富水断层施工响应与控制

针对异质软硬复合地层地铁车站穿越断层施工变形控制难题,对断层影响下地铁车站开挖过程中围岩力学响应进行研究,探讨不同加固方案下车站围岩变形演化规律,为复杂条件下地铁车站穿越断层施工提供理论指导。以某地铁车站穿越富水断层破碎带为背景,通过室内实验确定特殊地层围岩物理力学性质及破坏特征,结合BQ围岩分级方法确定围岩等级;在此基础上采用有限差分数值模拟软件,对比研究有无地下水影响下地铁车站开挖后围岩应力及沉降变形分布特征,采用控制变量方法研究临时支撑与注浆加固对车站围岩整体稳定性的影响,进而确定合理的施工控制方案。研究结果表明：有无地下水对于异质软硬交叉地层的围岩物理力学特性影响明显,而侵入的辉绿岩尤甚,极易产生沿节理面的剪切滑移破坏;地下水影响下车站拱顶最大沉降值为6.5mm,较之无地下水条件下增大30%;辉绿岩部分（车站右部）最大拉应力为1.62MPa,远大于其极限抗拉强度1.25MPa,故无注浆加固条件下辉绿岩侧可能产生大范围破坏;全断面注浆降低了地下水对围岩变形的影响效果显著,以65°断层为界,断层倾角越小,全断面注浆宽度应越大;基于分析结果,提出全断面注浆+临时支撑+小进尺的过断层车站安全施工方案,监测结果表明应用效果良好。     

松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应分析

依托江西萍莲高速莲花隧道,建立考虑松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应的隧道开挖三维有限元计算模型,实现不同管棚注浆加固参数对隧道开挖稳定性影响的定量分析,在数值计算过程中研究注浆加固区力学参数(弹性模量、黏聚力)、管棚间距、注浆半径等因素对隧道稳定性的影响,并将研究成果应用于依托工程中,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明:在隧道进洞段,隧道拱顶区域与掌子面前下方区域存在塑性区,上述2个区域为隧道进洞开挖过程中最易失稳的区域;管棚注浆加固可有效限制围岩变形,降低围岩体积应变,且管棚注浆加固区可有效隔离拱顶区域的围岩塑性区,有利于保证隧道拱顶安全;在整个管棚注浆加固长度内,管棚最大沉降量出现在隧道开挖掌子面附近;管棚最大沉降量的绝对值与注浆加固区弹性模量及注浆半径负相关,而与管棚间距正相关,但管棚间距对管棚最大沉降量的影响程度相比其他2个因素小。     

松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应分析

依托江西萍莲高速莲花隧道,建立考虑松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应的隧道开挖三维有限元计算模型,实现不同管棚注浆加固参数对隧道开挖稳定性影响的定量分析,在数值计算过程中研究注浆加固区力学参数(弹性模量、黏聚力)、管棚间距、注浆半径等因素对隧道稳定性的影响,并将研究成果应用于依托工程中,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明:在隧道进洞段,隧道拱顶区域与掌子面前下方区域存在塑性区,上述2个区域为隧道进洞开挖过程中最易失稳的区域;管棚注浆加固可有效限制围岩变形,降低围岩体积应变,且管棚注浆加固区可有效隔离拱顶区域的围岩塑性区,有利于保证隧道拱顶安全;在整个管棚注浆加固长度内,管棚最大沉降量出现在隧道开挖掌子面附近;管棚最大沉降量的绝对值与注浆加固区弹性模量及注浆半径负相关,而与管棚间距正相关,但管棚间距对管棚最大沉降量的影响程度相比其他2个因素小。     

隧道水平旋喷加固效果及不同工法对稳定性影响分析

针对软弱破碎围岩隧道施工极易失稳的问题,采用FLAC2D软件建模对软弱破碎围岩隧道的施工过程进行数值仿真模拟,分析了水平旋喷预加固的效果;探讨了CRD(center cross diagram)法和三台阶法对隧道施工稳定性的影响。研究结果表明:水平旋喷预加固有利于控制沉降和衬砌内力;CRD法最大沉降值、衬砌内力均比三台阶法小,应优先选用;CRD法的中台阶左侧开挖为关键环节,应及时施作衬砌。在此基础上提出了一系列施工优化方案,在厦门公路隧道中实施应用,取得良好的效果,对同类隧道施工具有重要参考意义。