探究高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用

结合某隧道工程实践,介绍了高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用,探讨了其具体的设计及施工过程,并对隧道的变形状态进行了监测,提高了隧道工程的经济效益及社会效益。     

二重管无收缩双液注浆在饱和动态含水砂层浅埋暗挖隧道中的应用

阐述二重管无收缩双液注浆加固饱和动态含水砂层的加固机理及特点,并将其应用于广州地铁五号线珠江新城站～猎德站浅埋暗挖区间隧道饱和动态含水砂层段加固止水工程中.通过对注浆设计、注浆施工质量控制、注浆后开挖支护及注浆施工过程中常见问题进行研究,成功解决了浅埋暗挖隧道在饱和动态含水砂层中的施工难题.     

高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用

结合兰渝铁路桃树坪隧道出口工程实况,提出了高压旋喷注浆加固和洞内降水的综合加固方法,解决了施工中仰拱水量大、流砂涌水、支护结构开裂等问题,实现了大断面施工机械化,有效加快了施工进度,经济效益良好。     

含水砂层隧道施工控制技术

文章以兰州至中川机场九合二号隧道为工程背景,首先采用摩尔库伦准则和新意法原理,对含水砂层掌子面的失稳机理进行解释,接着针对掌子面的失稳机理,在隧道施工前进行降水和集水明排等方案,使得隧道开挖在无水状态下进行,然后对掌子面前方土体进行深孔注浆加固,提高地层的强度和刚度,在施工过程中,综合采用双层临时仰拱和临时插板的方式,对隧道轮廓和掌子面地层施加人为的约束,提高隧道的稳定性。     

高压旋喷桩在隧道围岩加固中的应用

采用高压旋喷桩施工工艺对隧道围岩进行加固处理,结果表明：该工艺有效解决了复杂地质条件下施工的难题,且具有强度高、加固质量均匀、加固体形态可控、经济实用以及基本无环境污染等优点;同时该方法成桩结构形式灵活多样,施工无振动,无噪声,施工空间要求不高,工程造价较低等众多优点。     

水平旋喷搅拌桩在含水砂层超浅埋地铁隧道中的应用

介绍在广州地铁二号线[新～磨区间]下穿华南快速干线的超浅埋暗挖隧道施工中,成功应用水平旋喷搅拌桩在饱和粉细砂地层中进行超前预支护的施工工艺及其要点。     

饱和含水砂层垂直注浆技术试验研究

通过注浆材料选择、注浆工艺实施、效果检查，介绍了采取垂直注浆技术加固广州地铁杨体区间饱和含水砂层的施工技术试验研究。     

注浆技术加固滑坡区隧道围岩的分析研究

我国中西部铁路扩建复线工程中，由于地质条件限制，不得不穿越滑坡区段，施工新建隧道时易引起隧道变形与滑坡体变形。采用注浆技术加固隧道围岩后，从注浆理论出发，建立注浆围岩的力学模型并进行数学分析，同时给出了隧道注浆控制方法和检测结果。     

支护和加固期间复线隧道围岩稳定性因素分析

采用弹塑性有限元法分析了复线隧道在喷锚支护和注浆加固过程中喷混凝土强度、厚度，锚杆强度、直径、间距以及注浆范围内围岩内聚力、内摩擦角等对围岩稳定性的影响，为隧道和地下结构的优化设计和工程问题处理提供参考。文中围岩用四边形单元离散，喷混凝土和锚杆用杆单元模拟，滑动面作低强度介质处理，采用普通四节点等参元。     

隧道钻进富水砂层地段水平旋喷桩技术探讨

地铁建设过程中经常穿越浅埋第四系富水砂层,水平旋喷桩技术是处理此工况的有效手段。论文根据现场实际施工情况,提出了水平旋喷内插管棚工法,通过现场试验证明了此工法的可行性,并对其工艺及设备进行了改进。     

埋深对软弱隧道围岩破坏影响机制试验研究

通过室内模型试验,研究公路隧道IV,V级围岩在不同埋深条件下全断面开挖时的围岩破坏情况,实现自重应力场作用下毛洞状态时隧道围岩破坏过程的试验模拟,得到拱形塌方和塌穿型塌方2种围岩破坏模式。试验结果表明:隧道围岩的破坏从拱顶开始,并逐渐向上发展;埋深越小,隧道越易发生塌穿型塌方,而当埋深小于某一值时,因隧道开挖后围岩应力未超过围岩强度,隧道反而能保持稳定状态;对塌穿型塌方,隧道埋深越大,开挖后围岩维持稳定时间越短,塌方程度越严重,塌方向地表发展得越快;对同一类型的塌方,隧道埋深越大,塌方后隧道周边应力变化幅度越大。     

概率论方法在云岭隧道围岩分类中的应用研究

公路隧道围岩的分类方法较多,大致可分为单因素和多因素法。每种方法都有其优点和缺点:多因素法往往比较复杂,使用起来不方便;而单因素法适应性不高,在某些特定的围岩地质条件或者复杂多变的围岩地质条件下,常常不能准确地判断出围岩的类别。在概率论的基础上,考虑岩体质量RQD值、弹性波速vp这2个常用的围岩分类指标,综合考虑《公路隧道设计规范》(JTGD70–2004)采用的BQ值,按照概率论原理来判定的围岩在3种围岩分类法中取得一致判断结果的概率就是待判定围岩在每种分类法概率的乘积。只要分别计算各种围岩分类标准中每一类围岩出现的概率,概率最大的所对应的围岩类别就是该围岩的分类,从而较准确地判断隧道围岩的类别。以云岭隧道围岩分类为工程背景,提出一种基于概率理论的新多因素围岩分类方法,并采用该方法对云岭隧道围岩进行分类,得出的围岩类别与实际围岩类别比较吻合。这一方法的成功应用,不仅为该隧道设计、施工提供了参考,同时对同类隧道工程围岩分类有一定的参考价值。     

厦门翔安海底隧道富水砂层注浆试验

 针对我国第一条海底隧道——厦门翔安海底隧道富水砂层段进行注浆试验，采用钻孔取芯和压水的方法对注浆效果进行检验，摸索该条件下的一些注浆规律，提出注浆量、注浆压力、注浆速度、扩散半径等注浆参数。通过试验研究海水对浆液强度的影响。研究结果表明，海水延长初凝时间、减缓浆液强度上升的速度、稀释浆液并加剧不均匀扩散。结合翔安海底隧道施工注浆的经验可以得出，以上几个问题是在海水注浆中值得深入研究的，其研究结果可为厦门海底隧道注浆的设计、施工提供指导，并可为相关工程提供重要的参考。     

深埋隧道围岩损伤破坏模式的数值试验研究

深部岩体具有内禀特性。在开挖过程中,由于应力重分布导致围岩损伤破坏,传统岩体力学未能有效揭示其破坏机制。随着细观损伤岩体力学的发展,采用损伤观点解决深埋隧道围岩破坏问题逐渐显示出其优越性,但目前仅在均质性假设的基础上对应力状态和破坏判据进行研究,缺乏对其破坏全过程的相关研究。采用RFPA2D软件对通渝隧道二叠系栖霞组岩性为石灰岩且埋深超过1 000 m的K22＋029断面在开挖过程中围岩的渐进破坏过程进行模拟,使用EMS–2型工程多波地震仪实测围岩破坏前、后波速的变化,定量模拟计算围岩损伤度的变化,揭示深埋隧道围岩破坏过程的损伤演化特性及损伤破裂过程中声发射、剪应力及岩体纵波波速等因素的变化特性,得出深埋硬岩隧道以拉剪型破坏为主,围岩破坏顺序依次为拱顶开裂→左、右拱肩裂纹扩展→左、右拱肩围岩深部裂纹;损伤过程中声发射事件数与围岩损伤程度近似成正比关系;损伤围岩表现出明显的非线性特性和损伤局部化特征。所得结论对于隧道施工支护具有指导意义,也为揭示深埋隧道围岩破坏机制进行有益的尝试。     

深埋隧道围岩损伤破坏模式的数值试验研究

 深部岩体具有内禀特性。在开挖过程中，由于应力重分布导致围岩损伤破坏，传统岩体力学未能有效揭示其破坏机制。随着细观损伤岩体力学的发展，采用损伤观点解决深埋隧道围岩破坏问题逐渐显示出其优越性，但目前仅在均质性假设的基础上对应力状态和破坏判据进行研究，缺乏对其破坏全过程的相关研究。采用RFPA2D软件对通渝隧道二叠系栖霞组岩性为石灰岩且埋深超过1 000 m的K22+029断面在开挖过程中围岩的渐进破坏过程进行模拟，使用EMS–2型工程多波地震仪实测围岩破坏前、后波速的变化，定量模拟计算围岩损伤度的变化，揭示深埋隧道围岩破坏过程的损伤演化特性及损伤破裂过程中声发射、剪应力及岩体纵波波速等因素的变化特性，得出深埋硬岩隧道以拉剪型破坏为主，围岩破坏顺序依次为拱顶开裂→左、右拱肩裂纹扩展→左、右拱肩围岩深部裂纹；损伤过程中声发射事件数与围岩损伤程度近似成正比关系；损伤围岩表现出明显的非线性特性和损伤局部化特征。所得结论对于隧道施工支护具有指导意义，也为揭示深埋隧道围岩破坏机制进行有益的尝试。     

黄土地区浅埋暗挖三连拱地铁隧道围岩压力特征研究

 为准确认识黄土地区浅埋暗挖三连拱地铁隧道围岩和支护体系在施工过程中的应力变化规律,以西安地铁二号线工程为依托,开展较大规模的现场测试工作,对围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌接触压力及各测试部位围岩压力随施工进展的变化规律进行研究。研究结果表明：先开挖洞室初期支护各部位(仰拱位置除外)所受的围岩压力均大于后开挖洞室初期支护所承受的压力;隧道拱顶与仰拱底部围岩压力随开挖跨度的增大而增大;左、右线中隔墙底部因承担了较大的上部土体荷载而受力最大;二次衬砌施作后初期支护结构受力整体增大;初期支护与二次衬砌承受的荷载比例分别为52.81%和47.19%,设计时可按50%进行取值;先行施工的各部位围岩压力随后续洞室的施工均出现增长趋势。     

乌鞘岭长大深埋隧道围岩变形与地应力关系的研究

乌鞘岭长大深埋隧道横穿祁连山东麓，长达20050m，最大埋深1050m。在千枚岩夹板岩及构造角砾岩等软弱岩层洞段的隧道开挖过程中，围岩强烈变形，水平最大变形达1034mm，拱顶最大下沉量达1053mm，由此导致支护失效甚至型钢钢架被严重扭曲，且持续变形不收敛。原地应力测量研究表明，该洞段具有明显的现今构造应力作用，最大主应力的作用强度为20-22MPa，现今地应力状态的总体特征为σH≥σV〉σn。分析认为，隧道围岩的变形是在较强的构造应力与垂直重力的共同作用下，由于未及时支护，软弱围岩不能承受该作用力，以致产生持续性流变大变形。工程实践表明，围岩应力状态是支护设计的依据，而适时支护是非常重要的。允许围岩适度变形，使围岩应力得以适度释放。选择在流变大变形尚未形成，围岩尚未丧失其抗载能力的时刻，及时进行衬砌支护，这对确保围岩稳定和支护安全具有重要意义。     

基于现场实测数据统计的隧道围岩压力分布规律研究

 围岩压力作用模式和时空演化规律是隧道支护结构设计的核心内容,一直是地下工程界研究的热点问题之一。在总结隧道围岩压力类型和主要影响因素的基础上,通过对44座隧道91个监测断面围岩压力的统计分析,研究隧道围岩压力的总体分布特征及其与围岩级别、隧道埋深的关系,讨论竖向、侧向围岩压力及侧压力系数随隧道埋深增大的变化规律。基于现场监测数据的统计分析,研究隧道围岩压力时程变化的基本规律,将隧道围岩压力随时间变化划分为快速增长–缓慢增长–趋于稳定的3个阶段,其中快速增长阶段多集中在隧道开挖后无支护或支护结构尚未完全发挥作用的一段时间;讨论隧道围岩压力沿洞周的分布规律和不均匀系数的分布特征。研究结论为分析隧道围岩压力作用机制和完善支护结构设计方法具有一定的参考价值。     

断层对大跨度隧道围岩应力影响的有限元分析

运用有限元法的基本原理,依托处于设计阶段的惠州—深圳牛湖山双洞六车道高速公路隧道这一实际课题,对断层所在区段的围岩应力状态进行数值模拟和分析,并探讨断层位置对围岩施工力学响应的影响,总结断层地段大跨度隧道围岩应力的一些分布规律,为该隧道及类似工程项目今后的设计施工提供合理的参考依据。