隧道围岩稳定性的工程地质判别方法

由于围岩稳定性决定了隧道支护方法和开挖方式,因此正确合理评价围岩稳定性,对隧道设计施工合理性和运营安全性都起到重要作用.围岩稳定性受众多的因素影响,但稳定性评价主要以围岩性质及强度、围岩结构及结构面特征、初始地应力场、地质构造及地下水为指标.文章在分析稳定性评价指标的影响机理基础上,以某公路隧道为实例,通过勘测资料和现场开挖围岩揭露,以工程地质判别方法从围岩岩性、结构面特征等方面对围岩开挖稳定性进行了评价.     

深埋特长公路隧道岩爆预测综合研究

岩爆预测一直是地下工程世界性难题之一。以台缙高速公路苍岭隧道的岩爆预测为例,从隧道区围岩的岩体特征和隧道区初始应力场两方面着手,通过工程地质调查研究和区域地质资料分析,对隧道区进行工程地质分类。划分隧道沿线各洞段隧道围岩类别,通过室内岩石力学试验,掌握隧道沿线围岩的物理力学特性;分析区域地震震源机制解、地应力实测资料,揭示区域构造地应力场环境。在研究过程中选取典型部位,采用水压致裂法实测工程区地应力的大小和方向。通过三维有限元反演工程区的初始应力场,在初始应力场和隧道围岩岩石力学性质研究的基础上,结合各洞段隧道断面开挖数值分析结果和现有国内外多种岩爆判别准则,对苍岭隧道岩爆发生的部位和等级进行预测,为制定合理的开挖支护方案提供依据。     

物探在环山坪隧道详勘地质工作中的应用

采用高密度电阻率成像法进行了工程物探和工程水文地质调查,通过对物探数据的处理、反演,探明了环山坪隧道区域断裂带的位置、规模及溶洞发育的规模,查明了隧道所处围岩的工程地质特征,为地质详勘和隧道施工设计提供参考依据。     

浅层地震法在隧道围岩稳定性评价中的应用

以金堆城钼业尾矿输送隧道工程地质勘察为例,采用分布式数字地震仪进行浅层地震法测试,较好地查明了地层、断裂构造,并根据波速进行了地质分段,为隧道岩体质量和工程地质围岩分类评价提供了较充分的分段依据,此分段方法经钻探、槽探及工程地质测绘验证,并在隧道施工时进行了现场确认,与现场实际情况基本吻合。在阐述了浅层地震反射波探测方法的基础上,引用浅层地震勘探成果较好地解决了隧道工程勘察中的分段、岩体质量指标和围岩稳定性评价等问题,对类似工程有一定的指导意义。     

地铁隧道穿越断层带围岩变形特征研究

地铁隧道在穿越断层破碎带时会面临极其复杂的工程地质条件,特别是在断层破碎带影响范围内。隧道开挖后会对地层造成扰动,断层破碎带的存在会极大地影响地应力的平衡,对隧道围岩稳定性产生重大影响。论文采用数值模拟和对照试验相结合的方法,以乌鲁木齐地铁1号线为背景对地铁隧道穿越断层破碎带的围岩变形特征进行分析,并研究断层破碎带对围岩稳定性的影响。结果表明,断层破碎会导致在断层影响带范围内的隧道围岩稳定性降低;施加支护能降低断层带对隧道围岩的影响。     

三道沟林场水电站主要工程地质问题分析

三道沟林场水电站的主要工程地质问题包括坝基缓倾角节理,引水隧洞工程区围岩稳定性,压力管道——厂房区边坡稳定性。在工程地质勘察的基础上对工程区的地形地貌、地层岩性、地质结构进行了分析,通过围岩分类对引水隧洞岩体稳定性进行了分析与评价,对堆积体边坡的稳定性进行了评价,最终对主要的工程地质问题进行了分析评价并提出了相应的处理措施。     

隧道岩体赋存地质特征及开挖过程描述

隧道开挖改变了围岩的原始地质环境（如原始地应力场,渗流场,温度场等）,为保持围岩的稳定性及工作环境要求,须采取适当的支护与防渗措施。作者从岩土体的赋存地质特征出发,给出了描述隧道开挖过程中力学与水力特征及表征方法。进行了隧道开挖卸荷的有限元模拟计算,讨论了开挖方法对围岩扰动带的影响。研究结果有助于合理地建立隧道开挖问题的流固耦合模型及指导隧道的设计与施工。     

黑山隧道震旦系围岩地质特征分析

由于黑山铁路隧道中的混合岩、砂岩、砂岩夹泥岩、砾岩、砾岩夹泥岩受地质构造、高地应力和地下水的影响,岩体较破碎,局部地段岩体破碎,拱部围岩稳定性相对较差,围岩级别及支护措施调整较多。本文通过对黑山隧道工程工程地质、水文特征、地应力、岩体特征等情况的研究,分析围岩调整原因及施工措施并得出了相关的结论,为黑山隧道工程施工中遇到的主要地质问题提供了解决依据。     

厚层偏压隧道洞口边仰坡稳定性及其预加固技术

飞仙关隧道雅安端洞口地处厚层松散堆积体段,地质条件复杂,隧道岩体松散破碎、不稳定,节理裂隙非常发育,地表渗水严重等情况,且围岩地应力分布十分不均匀,使得隧道浅埋偏压的受力特征尤为明显,从而严重弱化了洞口边仰坡的稳定性。文章分析了洞口边仰坡的影响因素和破坏机理,通过数值模拟计算研究了飞仙关隧道雅安端洞口边仰坡分别在不同洞口埋深下的稳定性,以及采取隧道洞口地表预加固措施后边仰坡的稳定性。研究结果表明:隧道洞口埋深对隧道围岩应力、地表位移和边仰坡塑性区的大小有很大影响;隧道洞口采取预加固技术处理后围岩各项指数明显减小,边仰坡稳定性有较大的提升。计算结果对飞仙关隧道的设计和施工具有指导作用,特别是在围岩地质条件较差的地区,对洞口采取预加固措施以提高边仰坡稳定性是非常必要的。所得研究成果对厚层偏压隧道洞口边坡稳定性分析具有一定的参考价值和借鉴意义。     

方斗山斜井帷幕注浆技术应用

针对某高速公路方斗山隧道通风斜井的工程地质概况,采用TSP和地质钻探两种方法进行超前地质预报,全断面帷幕预注浆固结围岩,对其施工工艺作了详细论述,达到堵水和加强围岩稳定的目的。     

深埋长大泰宁隧道现场监控量测及分析

结合泰宁隧道的工程实践,通过拱顶沉降、围岩收敛、围岩压力和钢拱架内力的现场监控量测工作,研究复杂地质条件下上下台阶法施工时围岩的稳定性。研究的方法、分析过程和结论可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测和进一步的理论研究提供参考和借鉴。     

浅埋偏压小净距隧道围岩压力分布与围岩控制

根据浅埋偏压小净距隧道受力特点,研究推导了考虑施工工序及地形坡度的浅埋偏压小净距隧道围岩压力计算公式。分析了考虑不同地形坡度及同一坡度不同埋深2种工况下地形坡度及埋深对围岩破裂范围、水平侧应力、拱顶压力的影响规律,并指出了浅埋偏压小净距隧道围岩压力在考虑地形坡度下与水平地表下分布规律的差异,建立了3DEC数值模型以对上述理论规律进行验证,结果表明,数值分析规律与理论推导计算规律相吻合。将理论计算公式应用于马嘴隧道出口浅埋段隧道稳定性计算,由计算所得围岩稳定性系数及现场隧道变形监测结果提出隧道围岩及地表稳定性处理措施。     

新奥法施工山区公路隧道稳定性研究

随着公路网不断完善,山区修建公路隧道工程时有发生。然而,受山区复杂地质条件和施工条件等因素影响,新奥法施工隧道围岩整体安全稳定性评价一直是工程界面临的重要课题之一。基于此,依托某山区公路隧道工程背景,借助ABAQUS有限元软件建立数值模型,对隧道开挖卸载围岩及支护结构稳定性进行分析,并借助现场实测数据验证了数值模型的合理性。同时,结合长期工程实践经验,对保障隧道围岩整体安全稳定性的技术措施进行探讨,为类似工程实践提供参考依据。     

高速公路隧道开挖围岩变形测试分析

随着高速公路网的不断完善,山区修建高速公路时有发生。考虑山区复杂地质条件,探索山区公路隧道围岩的变形特性,达到评估其围岩整体稳定性目的,一直是工程界面临的主要课题之一。基于此考虑,依托某高速公路隧道工程为背景,采用现场测试方法,对隧道开挖面洞口围岩收敛和拱顶位移测试数据进行分析,并在此基础上对累积20年围岩变形规律进行预测。结果表明,公路隧道拱顶位移和围岩收敛随时间变化均呈快速、缓慢和稳定增长状态,其中拱顶位移控制在5mm以内,围岩收敛控制在2.5mm以内;围岩变形在建设期基本完成,建设期测试累积变形约占20年预测累积变形的90%以上。隧道围岩变形相对较小,验证其整体稳定性较高,研究成果能够为类似工程实践提供参考。     

隧道围岩与支护结构变形协调控制机理及工程应用

为解决高应力下隧道岩爆以及软岩大变形控制难题,本文从隧道围岩荷载与支护平衡、变形协调控制及围岩能量守恒三方面进一步分析地下工程平衡稳定方法的特点;根据不同围岩级别总结地下工程平衡稳定方法中隧道支护结构抗力与围岩变形特征曲线,并提出隧道围岩支护的施工建议;通过分析围岩与支护结构有效荷载传递规律与功能转换特征,揭示围岩平衡与支护结构变形协调控制机理,并结合高应变吸能层材料设计一种表征为“吸能让压 支承抗压”的一体化新型隧道围岩支护工艺。通过工程应用表明,基于新型支护工艺在岩爆、软岩大变形隧道中围岩压力降低28.09%,保障了隧道安全高效施工。     

基于数据挖掘的隧道围岩变形响应预测与动态变更许可机制

隧道作为一个完整的系统工程,其已开挖段所揭露岩体的特征信息及其变形数据往往未被有效利用,而这恰恰是对该隧道后续施工有实际指导意义的。为此,基于数据挖掘理念,充分利用已开挖段揭露围岩的先验分布信息,基于高斯过程回归理论(GPR),构建同一设计围岩等级区间段内岩体自然属性与变形间的映射模型,实现对当前掌子面围岩变形收敛值的响应预测。以此作为隧道施工工法变更与否的先导判据,综合超前地质预报解译数据、现场围岩亚级分类结果以及初期勘探资料等多源异构信息,进行围岩稳定性状况的交互式耦合分析,进而构建了隧道变更的动态评估决策与施工许可机制,以实现隧道开挖工法与支护参数的动态调控。此外,利用揭露围岩信息的概率分布统计,耦合GPR与Monte Carlo算法,对隧道设计等级区段内围岩变形的整体失效概率及可靠性评估进行了尝试性探索。     

峡口隧道高地应力软岩段变形施工技术研究

结合工程实例,分析了在高应力作用下的隧道围岩和支护结构的变形特征,并采用超前预报技术、超前预加固等多种施工技术组合,探索出一套应对复杂地质高应力软岩隧道施工技术措施,同时根据现场围岩监控量测结果,验证了峡口隧道高地应力软岩段变形施工技术的科学合理性,对类似工程隧道建设具有一定的参考价值。     

复杂地质条件下大埋深隧洞衬砌与围岩协同作用#br# 物理模型试验研究

围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作用真三维地质力学模型试验,真实再现隧洞开挖与支护的施工全过程。模型试验研究表明：1）不同地质条件下隧洞围岩的应力释放过程不同,硬岩隧洞围岩应力释放速率先慢后快,软岩隧洞应力释放速率先快后慢;2）不同地质条件下隧洞衬砌与围岩接触压力的分布形式不同,硬岩隧洞最大接触压力位于拱肩,软岩隧洞最大接触压力位于拱顶;3）衬砌与围岩协同作用包括两种应力释放机制、3个施工阶段和4种承载状态;4）不同地质条件下隧洞衬砌施作后围岩和衬砌承担的荷载比例不同,硬岩隧洞围岩平均承担约85%的荷载,衬砌约承担15%的荷载,软岩隧洞围岩平均承担约25%的荷载,衬砌承担约75%的荷载。     

采矿动态环境中巷道稳定的探索

金川矿山地下工程围岩的工程地质条件差，地压活动强烈，尤其是处于采矿动态环境中巷道的失德更为严重。本文以二矿区二期工程采准巷道为例，论述了巷道的采矿环境、围岩的工程地质特性和施工阶段的变形特征，总结了采矿期间巷道的变形特征。针对采矿动态环境中巷道变形破坏严重的问题，进行了分析探讨。     

排水隧洞施工期间复杂围岩综合分类技术

以国电大渡河流域深溪沟水电站的附属工程深溪沟排水洞工程为研究对象,通过围岩岩体薄片鉴定、结构面网络模拟、声波测试、化学热力学及水质分析等手段进行排水洞复杂围岩区岩体结构特征分析并进行了施工期间围岩动态综合分类技术研究,以期为隧洞工程尤其是复杂地质条件下围岩分类提供简单易行的方法和信息化施工依据。