坡体病害与隧道变形问题*

 对20世纪80年代以来中国山区铁路干线许多隧道变形实例的调查分析,系统论述了坡体病害(错落、滑坡等)地段隧道变形类型、地质结构模型、相互作用机理,并提出相应的防治技术措施。可供今后此类病害防治工作参考。     

红层堆积体高边坡坡体结构及变形规律

 红层堆积体高边坡是红层地区一种特殊的边坡型式。广元到巴中高速公路沿线分布有广泛的红层堆积体高边坡,从红层堆积体的改造过程入手,根据地质条件复查,依据坡顶形态,将沿线的红层堆积体分成：M型、双M型和单侧型;按照土体类型和结构堆积型式分为：层状堆积体、块石土堆积体、黏土层下卧块石土堆积体和块石土黏土中夹杂大孤石4种类型。根据现场调查资料并辅以MIDAS/GTS有限元分析软件,详细分析4种类型的开挖变形破坏特征。所有堆积体均存在坡体浅表层局部滑塌,其中层状堆积体中主要以顺层整体牵引式滑动为主,而在块石土和以黏土构成的堆积体中则主要出现圆弧状滑动面和沿基岩方向的平面滑动。含有孤石的坡体变形和破坏型式,受内部孤石的大小和位置不同而变化明显。堆积体边坡的具体变形特征除与堆积体结构特征有很大关系以外,还要受到其下卧基岩面的形状、倾角等因素影响。地质复查和数值模拟的结果显示,红层堆积体高边坡变形特征和破坏型式也与红层软岩地区同样具有多样化的特点。对进一步分析红层堆积体高边坡病害模式和灾害机制提供基础,也为红层堆积体地区设计开挖支护方法的研究提供依据。     

复合式扇体变形山体抗滑桩静态爆破施工技术

在湘粤山区仁新高速公路施工中,因连续强降雨浸泡山体覆盖层造成原有地貌受力改变,坪田隧道进口右洞与斜井之间的扇形体存在滑坡安全隐患。为消除滑坡隐患,决定对此隧道陡坡洞口的复合式扇体变形山体进行抗滑桩加固处理;从施工安全角度出发,抗滑桩施工采用静态爆破技术,并对其工艺原理及技术要点进行研究分析,为其应用的范围扩大总结经验和参数,为今后类似工程提供借鉴。     

某隧道施工生活营地变形破坏特征及机理分析

针对渝利铁路长洪岭隧道1号斜井施工生活营地在建成后不久出现变形的现象,根据坡体的变形特征及工程与水文地质条件分析得出,坡体变形机理是生活用水及降雨渗入因平场处理不当产生的裂缝出现的局部变形,生活营地总体稳定,提出了以排水为主、压脚为辅的处理措施,以供工程参考借鉴。     

软弱围岩隧道变形预测与安全性研究

对当前大变形预测现状进行了概述，指出根据弹、塑性理论预测开挖条件下软弱围岩是否屈服对于软弱围岩大变形预测来说是不够的。并在此基础上建立了等维灰数递补的修正GM（1，1）模型，对工程实例进行验证，取得了令人满意的结果，预测值精度有了明显提高，说明灰色建模的数据取样越接近预测点得到的模型预测值也越接近实际值，该模型能更真实地反映围岩的变形规律。     

软弱炭质板岩隧道变形预测及施工控制

近年来,隧道变形控制观念已经成为隧道施工中主要的指导原则.高地应力软岩隧道施工面临的最大难题就是大变形.纸坊隧道作为新建兰渝铁路线重点工程之一,属炭质板岩双线隧道,在施工中采用了多种方法对围岩变形进行预测,通过多种措施组合施工,有效控制了隧道围岩变形,加快了施工进度,成功穿越了Ⅳ、V软弱围岩以及多处断层破碎带.取得了较好的技术效益、经济效益和社会效益.     

隧道施工监控量测数据挖掘及其变形预测

随着我国隧道工程的施工技术和理论的飞速发展,新奥法的重要组成部分也已经变成了隧道监控测量,而且这方面的技术也是有了飞跃性发展,而且也直接影响到了隧道结构、隧道施工方法、工程、造价、参数等等。但是在后期的数据分析和监测手法并不完善,在信息方面的反馈也不够及时等这些问题也导致了在验证前设计和指导事后的施工方面并不能把监测数据发挥出它应该有的作用。针对这些问题本文提出了隧道施工监测数据挖掘及其变形预测的研究,并利用大量的相关资料在已有的课题上进行深入研究。     

隧道盾构法施工地面变形的机理、预测和防治

对盾构法施工引起地面沉降的机理进行了分析，介绍了几种工程中常用的预测方法和防治措施，以便施工时采取有效的工法，减少对周围环境的影响，确保盾构隧道施工的安全和质量。     

基于多点位移计监测成果的坡体变形特征分析

 结合工程实例,通过位移–时间过程线、位移–孔深关系曲线以及变形速率图,从时间和空间的角度分析监测成果,并将不同部位仪器的监测成果加以对照,综合分析坡体的变形特征。一般情况下开挖坡体的变形量是随着高程的降低而增大,对于存在软岩夹层的岩石边坡在开挖时坡体的变形会表现出与一般情况下不同的特征。实际工程中影响岩体变形的因素是多种多样的,需借助地质资料并结合现场施工进度以及巡视结果分析监测成果,掌握坡体变形特征,从而对坡体的稳定状况做出判断。     

北京地区浅埋暗挖法下穿施工既有隧道变形特点及预测

 城市地下工程建设中,新建隧道近距离下穿施工对既有隧道造成的扰动不可避免。正确分析及可靠预计既有隧道变形成为目前地下工程建设的热点问题。在预测隧道开挖引起的地表位移的经验法中,Peck公式最简便,应用也最为广泛。搜集北京地区10个近接下穿工程23组数据,对既有隧道实测变形进行拟合,发现绝大多数符合Peck公式分布规律。拟合得到地层损失率为0.116%～1.183%,沉降槽宽度系数为0.93～6.76。讨论新建隧道施工工法、辅助施工方法、新建隧道与既有隧道的埋深、既有隧道刚度、新建隧道双洞间距、变形缝位置等因素对经验参数的影响,给出经验参数的修正公式。将经验参数修正公式与Peck公式相结合,为北京地区受新建隧道下穿施工影响的既有隧道变形提供一个简便、快捷的预测方法,并通过工程实例验证了预测方法的有效性。研究成果可对未来北京同类工程和其他地区近接工程设计和施工提供参考,同时对丰富同类工程数据库具有重要意义。     

昆仑山隧道漏水灾害的链式机制及断链新措施

根据现场监测数据,阐述昆仑山隧道在各个阶段的漏水灾害情况;运用灾害链式规律的观点,揭示昆仑山隧道出现漏水灾害的链式机制;根据灾害链的断链原理和隧道漏水灾害的链式机制,按照保护冻土的原则,提出一种抛石断链新措施,并进行抛石断链措施的设计,同时指出该断链新措施在设计和施工过程中的的关键技术问题;根据传热学和渗流力学的基本理论,建立冻土渗流场和温度场耦合问题的三维数学模型,应用Galerkin法导出有限元计算公式,编制有限元分析程序。运用该数学模型和有限元分析程序,对昆仑山隧道DK977 578～DK977 682浅埋段在采取和不采取抛石断链新措施两种条件下的渗流场和温度场耦合问题进行三维非线性分析。分析结果表明:防治昆仑山隧道漏水灾害采取抛石断链新措施是可行的,可为寒区隧道漏水灾害的抛石断链新措施的应用和设计提供理论依据,为寒区隧道出现的漏水灾害提供新的分析思路和新的治理措施。     

圆形巷道围岩变形破坏的连续–离散耦合分析

基于有限差分理论及颗粒流理论,以FLAC及PFC程序为实现平台,将颗粒体模型嵌入有限差分网格内部空域,采用fish语言编译连续元与离散元计算数据传输交换函数,建立二维平面应变圆形巷道连续–离散耦合分析模型,从宏–细观角度深入开展不同围压条件下圆形巷道围岩变形破坏机制的研究。研究表明:(1)在低围压条件下,巷道开挖围岩发生弹性变形。当水平围压与垂直围压相等,相同径向距离处的围岩变形量近似相等,均指向圆心。(2)在高围压条件下,当侧压系数K1,围岩破坏主要集中在巷道顶板、底板,当侧压系数K1,围岩破坏主要集中在巷道两帮。围岩破坏形态均呈"毡帽形",帽口朝向巷道中心。(3)在高围压条件下,随着围压不断提高,破裂总数逐渐增多,而破裂孕育扩展时间不断延长。当侧压系数K=1,围岩破坏表现出明显的分区破裂化现象。     

连拱隧道边坡变形的三维监测分析

连拱隧道诱发的滑坡，不但威胁着现场施工人员的安全，还可能使隧道结构出现大量裂缝或者破坏，甚至导致工程整体报废，造成不可挽回的经济、社会损失。以云南元（江）磨（黑）高速公路小曼萨河隧道为例，对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，确定该隧道边坡三维变形的基本模式。边坡变形的三维监测表明：（1）边坡位移三维特征明显，潜在滑面位于隧道以下：（2）边坡向山外（y正方向）方向的位移量最大，主滑方向和隧道洞身斜交，以向山外运动为主，边坡测点总体的运动趋势为向隧道内部和山里转动。在隧道边坡治理中，考虑隧道边坡主滑方向的三维变形特征，取得良好的效果。对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，并将其用于隧道边坡的稳定性分析以及后期治理具有重要的理论意义和实用价值。     

边坡变形的多因素时变预测模型

在深入分析边坡变形的影响因素及因子模式的基础上，通过融合回归分析和递推模型的优点，结合边坡位移时间序列实测资料，建立了边坡变形的多因素回归时变预测模型，并考虑了降雨和温度变化的影响。通过模型的预测值与实测数据的对比分析，可以监控边坡的变形和稳定性。工程实例表明，该方法具有预测精度较高且实时性强等特点，有较大的应用价值。     

超前地质预报在乌鞘岭特长隧道中的应用

隧道超前地质预报是工程地球物理研究中疑难问题之一。具体阐述了TSP203超前地质预报系统的数据采集、数据处理解释结果以及工程实例的应用情况。     

黄土公路隧道洞口段变形规律测试研究

为研究黄土公路隧道洞口段的变形规律,以陕西境内吴子高速公路刘家坪2号隧道右线为依托,采用现场监控量测的方法,对洞口段的净空收敛、围岩内部位移及拱部下沉进行测试。结果表明：(1)从同一时刻2个断面拱部下沉和净空收敛的数据来看,拱部下沉明显大于净空收敛,因此施工中应以控制拱部下沉为主;(2)变形数据的规律反映洞口段的地形偏压情况;(3)洞口段拱部下沉时态曲线为基本稳定型,主要标志为下沉时态曲线平缓上升,但变形速率逐渐下降,表明该段黄土地层趋于稳定状态;(4)2个断面的6条拱部下沉时态曲线的规律基本相同,表明虽然经历边墙和仰拱施工等巨大的空间变化,但下沉时态曲线无明显突变,表明马兰组新黄土地层的位移规律,其时间效应比空间效应显著。研究结果可为洞口段的设计与施工提供理论依据,为类似隧道工程洞口段的建设提供借鉴。     

山地城镇综合防灾的几个问题

山地城镇建设已经成为云南省的重大发展战略,山地城镇综合防灾是一个新的课题,从生态环境的保护、不良地质灾害的影响、建筑物和基础设施工程的抗震设防、防洪排洪系统建设、应急避难场地和救灾通道、山地城镇灾害的监测、建立健全紧急救援机制7个方面对山地城镇综合防灾问题进行了探讨,提高山地城镇的综合防灾能力,对于降低或规避山地城镇灾害风险是很有必要的。     

断层参数预测法预报隧道断层

主要介绍所研制的利用断层影响带内的一种特殊节理预报隧道掌子面前方隐伏断层的产状、位置和规模的专利技术——断层参数预测法。概述了该项技术的基本原理。介绍了该项技术的精髓——Liu Zhigang公式，阐述了应用该项技术实施隧道断层超前地质预报过程中的关键技术。并以实例论证了该项技术的应用效果。最后，通过多年实践。论述了该项技术的适用范围和在实现隧道超前地质预报中的作用。     

复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究

 岩溶地区隧道地下水涌水预测方法和理论是长期以来难以突破的水文地质难题。基于我国岩溶地区隧道突(涌)水实例分析,从岩溶蓄水模式角度揭示岩溶区易发生涌水的构造机制,指出当前地质超前预报手段在涌水预报方面存在的问题。就岩溶地区隧道涌水量的预测理论研究现状,系统分析各预测方法的优缺点和适用条件。对不同含水地质构造的岩溶区进行划分,提出相应较合理的隧道涌水量预测方法,并结合工程实例验证其可行性。所得结论可为岩溶隧道涌水的预测研究提供借鉴。