富水流砂层注浆设计及控域注浆技术

隧道开挖过程中富水流砂层易引发涌水涌砂及围岩失稳破坏等地质灾害,注浆技术为有效的治理手段。针对青岛地铁区间隧道富水流砂层注浆堵水加固治理难题,结合帷幕注浆第四强度理论及工程爆破施工影响确定注浆加固圈厚度,设计注浆材料、注浆压力、注浆量等注浆参数;采用控域注浆技术对掌子面前方12m富水流砂层进行注浆堵水加固。由掌子面开挖进行注浆复合岩土体及洞内围岩稳定性监测数据分析可知,富水流砂层注浆堵水加固效果明显,围岩稳定性较好,对类似水害治理设计及施工具有一定借鉴意义。     

新圆梁山隧道穿越2#溶洞超前帷幕注浆技术研究

高压富水溶洞处治是岩溶隧道施工的重难点之一.渝怀铁路Ⅱ线新圆梁山隧道邻近既有线,采用扩挖施工,穿越的2#溶洞具有规模大、水量大、水压高的特点.针对上述特点,采用超前帷幕注浆法对溶洞进行预加固,研究了溶洞注浆施工的难点,提出了隧道穿越2#溶洞超前帷幕注浆设计方案.现场围岩松动圈测定、钻孔监测和渗水量监测结果表明:超前帷幕注浆起到了加固围岩和阻水的效果,证明了该帷幕注浆设计方案的适用性.研究成果可为类似工程提供参考.     

隧道断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究

山岭隧道穿越岩性复杂、节理发育的断层破碎带,为维护断层破碎带地段围岩的稳定性,降低隧道施工引起的坍塌失稳风险,常采用超前帷幕注浆对隧道断层破碎带进行加固。根据超前地质钻探探明了断层破碎带的规模,进行了注浆设计,采用数值模拟和现场实测验证了注浆加固效果。工程实践证明,超前帷幕注浆是一种维护围岩稳定、保证隧道施工安全的工程措施。     

厦门翔安海底隧道防水工程关键施工技术

介绍厦门翔安海底隧道的初期支护、二次衬砌防水施工措施及几种措施组成的防水体系。论证了"以堵为主,排堵结合"的可能,并取得良好的效果。右线隧道在穿越F1风化深槽不良地质段时采用全断面帷幕注浆施工,阐述了帷幕注浆施工工艺及注浆效果评定,总结了帷幕注浆在穿越F1风化深槽过不良地质段大断面隧道软弱围岩及土石交界面的作用。     

浅埋暗挖地铁隧道特殊黄土地层注浆预加固技术应用研究

以西安地铁某区间隧道为工程背景,对该区间穿越特殊黄土地层预加固的方法进行研究。结合区间隧道采用的浅埋暗挖施工技术,介绍了超前大管棚支护、小导管注浆支护技术,对比现场实际监测数据,分析了注浆预加固技术在西安地区特殊黄土中的应用效果,对西北黄土地区其他城市的地铁建设起到一定的参考和借鉴意义。     

特长大跨山岭隧道穿越富水断层技术对策

北京兴延高速公路石峡隧道穿越富水断层F7及其次生断层范围,发生多次突水突泥、初支变形过大、开裂,隧道施工难度大、风险高并严重影响了施工进度。为安全、快速地通过富水断层,结合TRT超前地质探测与超前钻孔成果资料,及时提出采用加强型衬砌的建议,并针对突水突泥段,提出采用帷幕注浆与T76S型式管棚相结合加固围岩的技术对策实践证明,帷幕可有效控制突水突泥并确保掌子面前方围岩的稳定。     

高压富水岩溶隧道注浆机理及作用效果分析

高压富水岩溶隧道施工中存在很高的安全风险,常面临涌突水防治、围岩稳定性控制和衬砌高水压处理等技术难题,实施可靠的超前地质预报和有效的注浆是解决上述难题的关键.基于穿越高压富水岩溶区的圆梁山隧道工程,采用综合地质预报技术准确探明了溶洞的形态及其充填物性质;通过理论分析揭示了岩溶隧道的注浆机理;利用数值模拟确定了合理的注浆参数;通过复合注浆形成了可靠的注浆加固圈.监测结果表明:注浆圈起到了加固围岩、稳定工作面、封堵地下水和降低衬砌外水压力的综合作用,隧道施工中工作面稳定,围岩变形不大,堵水效果显著,达到了5m3·m-1·d-1的隧道限量排水控制标准,并实现了小排水量条件下有效降低衬砌外水压力的目的.研究成果对高压富水岩溶隧道建设具有借鉴意义.     

兰渝铁路杨家坝隧道穿越泥石流沟施工技术

兰渝铁路杨家坝隧道在DK376+438—DK376+572段浅埋通过燕儿沟,于DK376+495处穿越燕儿沟沟底,埋深仅为8.91m,开挖断面大,围岩松散破碎,分布于泥石流沟内的砂质黄土厚21～22m,且地表水下渗严重,施工难度大。针对该隧道施工的难点,提出了地表注浆、帷幕注浆,洞内超前支护结合树根桩加固仰拱地基的穿越泥石流沟施工技术,通过该技术的应用使得隧道安全顺利地穿越泥石流沟地段,有效地保证了工程的施工进度、质量和安全。     

太谷隧道不良地质段地表注浆效果评定研究

针对铁路隧道穿越断层破碎带等不良地质体时可能产生的问题,文中以太谷隧道为研究对象,采用动态定向注浆工法对隧道不良地质段的地表进行加固.采用注浆量分析、浆液填充率分析、注浆P-q-t曲线分析、取芯检查孔法、地层含水率对比、开挖观察等多种方法对地表注浆效果进行了评价.分析结果表明,注浆使地层得到有效加固,满足开挖要求.     

超前小导管在隧道工程中的应用及数值模拟

超前支护是隧道施工中穿越软弱、破碎围岩的一种有效的加固施工方法,但由于设计主要依赖于工程经验,不能预测支护效果.通过分析超前小导管在不良地质隧道中的支护机理与理论,对红石沟隧道工程用FLAC3D软件数值模拟,论证了超前小导管技术在隧道施工中的合理支护效果.     

龙潭隧道F2断层处涌水突泥机理及治理研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,当隧道穿越断层、岩溶发育地段和富含水区域时,容易发生涌水、突泥等事故,给施工安全带来极大威胁。龙潭隧道属于深埋特长岩溶隧道,施工期ZK72+205~ZK71+940段断层溶蚀带发生了四次涌水突泥事故,针对这四次事故,基于该段地层的岩溶发育规律,从地质学角度系统地分析了涌水突泥机理。分析得到:具有丰富补给来源的地下水、松散的岩溶洞穴堆积物给涌水突泥创造了必要条件,一经开挖扰动,事故一触即发。基于涌水突泥机理的分析结果,合理选择了超前小导管挤压劈裂注浆、负压排水、长管棚注浆、前进式分段高压注浆等治理措施,成功穿越了该段,完成了贯通,所得结论对类似工程具有一定的借鉴意义。     

Prevention and treatment technologies of railway tunnel water inrush and mud gushing in China

Water inrush and mud gushing are one of the biggest hazards in tunnel construction. Unfavorable geological sections can be observed in almost all railway tunnels under construction or to be constructed, and vary in extent. Furthermore, due to the different heights of mountains and the lengths of tunnels, the locations of the unfavorable geological sections cannot be fully determined before construction, which increases the risk of water inrush and mud gushing. Based on numerous cases of water inrush and mud gushing in railway tunnels, the paper tries to classify water inrush and mud gushing in railway tunnels in view of the conditions of the surrounding rocks and meteorological factors associated with tunnel excavation. In addition, the causes of water inrush and mud gushing in combination of macroand micromechanisms are summarized, and site-specifc treatment method is put forward. The treatment methods include choosing a method of advance geological forecast according to risk degrees of different sections in the tunnel, determining the items of predictions, and choosing the appropriate methods, i.e. draining-oriented method, blocking-oriented method or draining-and-blocking method. The treatment technologies of railway water inrush and mud gushing are also summarized, including energy relief and pressure relief technology, advance grouting technology, and advance jet grouting technology associated with their key technical features and applicable conditions. The results in terms of treatment methods can provide reference to the prevention and treatment of tunnel water inrush and mud gushing.     

八字岭隧道帷幕注浆施工技术

隧道施工中,对于突水突泥地段,一般采用帷幕注浆施工技术对前方围岩加固处理,然后按正常施工方法进行隧道施工。文章结合宜 (昌)万(县)铁路八字岭隧道DK108+560-DK108+630段帷幕注浆施工技术,探讨帷幕注浆施工的资源配备与施工工艺。     

管棚与注浆技术在隧道突泥中的应用

针对某隧道在施工中发生的突泥灾害,借助TSP-203超前地质探测仪对掌子面前方的地质条件进行了探测,采用长管棚预支护结合小导管注浆对突泥体及周边围岩进行加固处理,经实际证明此方案对于治理隧道突泥是可行的,为今后在流塑状黏土地质中修建隧道积累了一定的经验。     

水平旋喷桩在梁山隧道深埋富水软弱构造带中的应用

厦（门）深（圳）铁路梁山隧道DK96＋495～＋535段穿越L7深埋富水陡倾软弱构造带,施工中多次发生突水突泥,并引发270m埋深地表发生塌陷,处理极其困难,为国内外罕见。经技术与经济论证后,确定采用水平旋喷技术进行超前预加固,因长度达40m的水平旋喷桩技术目前无任何经验．在此背景下实施了水平旋喷试验。通过试验确定了施工技术参数、工艺流程;并明确了水平旋喷桩的加固效果,并在梁山隧道深埋富水软弱构造带中成功实施．其研究成果可为类似地质条件中隧道的设计与施工提供借鉴。     

统一强度理论下掌子面防突安全厚度理论研究

为防止溶腔岩溶水压裂掌子面临空断面而造成隧道突水突泥,在掌子面临空断面前方预留一定厚度围岩是处理高压溶腔的常见技术手段,而防突安全厚度则成为释能降压法等处治技术中的重要技术参数。本文基于统一强度理论结合弹性薄板弯曲推导出防突岩盘在简支和固支条件下的安全厚度解析解,并推导了防突岩盘在厚度一定时作用于防突岩盘后的溶腔压力。依托海口南渡江引水隧道进行工程应用,公式及计算结果表明,掌子面防突安全厚度与溶腔压力、岩体泊松比、掌子面半径、粘聚力有关。此成果为规避富水隧道高压溶腔突水突泥水害发生及富水隧道高压溶腔防突安全厚度设计、施工方面提供理论依据,避免突水突泥带来重大经济损失。     

基于地层加固的海底隧道极限顶板厚度确定方法

海底隧道顶板厚度直接关系到海底隧道工程的经济性和安全性,如何在地层加固条件下确定顶板厚度是海底隧道穿越不良地质体施工的关键问题之一。针对该问题,文章首先对国内外典型海底隧道突水事故进行分析,进一步阐明"极限顶板厚度"的物理意义,结合合理注浆加固参数与顶板厚度相互制约的特点提出极限顶板厚度确定方法,其核心为合理注浆加固参数和塑性区范围的确定方法;进而建立考虑渗流作用和超前加固的海底隧道围岩力学分析模型,基于对塑性区发展模式的分析,对海底隧道围岩进行弹塑性解析,在此基础上对加固参数的敏感性进行分析,以围岩位移最小和渗水量最低为目标,基于分层排序法提出海底隧道超前加固参数多目标优化方法,从而可确定最优极限顶板厚度值。将该方法应用于青岛胶州湾海底隧道工程,验证其合理性和可行性,可为海底隧道的规划选线和安全施工提供理论依据。     

富水断裂带隧道涌水突泥灾害机制及处治技术研究

针对折多山隧道穿越富水断裂带发生多次涌水突泥灾害,采用现场勘探、理论分析,对富水断裂带隧道涌水突泥灾害机制及处治技术进行研究。结果表明:富水断裂带隧道发生涌水突泥灾害具有突发性强、演变速度快、引发次生灾害的特点。富水断裂带导水通道发育、地表水和地下水丰富、人工开挖破坏掌子面的水体平衡等因素共同作用下,掌子面渗水失稳,形成出水通道并迅速演变扩展,继而发生涌水突泥、地表塌陷。根据富水断裂带隧道涌水突泥特征,确定了地表深孔注浆、洞内帷幕注浆的协同处治技术体系,取得较好处治效果。本文研究成果可为今后类似灾害处治提供参考。     

大连沿海地区某基坑工程支护及阻水技术

针对大连沿海地区回填地层极为复杂的工程地质条件及海水影响,通过工程实例,介绍了基坑支护、阻水及开挖设计.经过方案比选,确定了搭接柱列式挡土墙和帷幕注浆的方案,并对其关键技术进行控制,保证了基坑施工和周边建筑物的安全,降低了成本,缩短了工期.同时针对帷幕注浆及钻孔灌注桩施工过程中出现的问题,如塌陷、径缩、漏浆、偏岩、溶洞等给出了防治措施.     

高压富水铁路隧道综合施工技术

以工程实例,介绍了高压富水隧道通过洞内观察与地质描述、TSP203声波探测仪、HY-303型红外线探测仪探水和超前水平钻探的综合超前地质预报体系,准确预测预报隧道掌子面前方围岩构造及富水情况,采取以深孔超前全封闭帷幕注浆固结岩体止水为主,超前小导管注浆固结岩体止水为辅,并辅以环向小导管注浆、围岩与初期支护间空隙压浆、二次衬砌背后注浆等综合防水措施,以及控制隧道防水结构施工的施工工艺和施工质量,达到止水和防水的效果。