深埋隧洞中的岩溶地基工程地质问题及地基处理

 以天生桥二级水电站近10 km 长的深埋隧洞中遇到的岩溶地基问题为例, 概括性地介绍几类典型岩溶地基的地质概况、存在的工程地质问题及其地基处理方法。     

供水长隧洞TBM施工方案论证

结合地质条件,通过工程设计、施工组织设计与经济分析,本文对某供水隧洞采用钻爆法及TBM全断面掘进机施工方案进行了论证。     

某深埋特长隧洞线路比选方案研究

滇中引水工程香炉山隧洞为特长深埋隧洞,起点位于冲江河右岸石鼓镇,终点位于洱海边的长育村,此前已对该段进行东、中、西等多方向的较大范围线路比选[1]。通过已有地质资料进行线路对比,提出了8条比选线路,从各线路长度和形态,存在的主要工程地质问题,隧洞地质、施工条件等进行比较、分析、研究,最终选定中4线为推荐方案。论文简要介绍了隧洞线路选线方案、比选的思路和方法,以期为相关工程的规划设计提供参考。     

某深埋特长隧洞线路比选方案研究

滇中引水工程香炉山隧洞为特长深埋隧洞,起点位于冲江河右岸石鼓镇,终点位于洱海边的长育村,此前已对该段进行东、中、西等多方向的较大范围线路比选[1]。通过已有地质资料进行线路对比,提出了8条比选线路,从各线路长度和形态,存在的主要工程地质问题,隧洞地质、施工条件等进行比较、分析、研究,最终选定中4线为推荐方案。论文简要介绍了隧洞线路选线方案、比选的思路和方法,以期为相关工程的规划设计提供参考。     

复杂工程地质条件下深埋长隧洞应力场特征研究

穿越复杂工程地质条件的深埋长隧洞,应力场特征是目前工程建设关注的重点问题之一.针对巴基斯坦西北部某长隧洞引水式电站工程,基于水压致裂法对工程区3个钻孔进行地应力测试工作,根据测试结果主要分析了地形和断层对应力场分布特征的影响.依据工程地质条件建立三维有限元模型,结合实测地应力对工程区应力场特征进行回归分析,进而揭示了整...     

深埋圆形隧洞板裂化弧形岩板凹曲变形的论证

以锦屏二级水电站TBM开挖的圆形断面施工排水洞为例,首先根据围岩实际破坏特性明确指出围岩劈裂后产生弧形岩板的客观存在性,然后提出其存在发生凹曲变形（指其发生弯曲方向指向隧洞外部、半径减小即曲率增大的弯曲变形）的可能性,最后从力学分析与数值试验两个方面对弧形岩板发生凹曲变形的可能性进行了论证。论证显示：对处于垂直地应力与水平地应力不相等条件下的深埋圆形隧洞,弧形岩板可以发生凹曲变形,发生的控制因素是两向应力差对圆形隧洞产生的垂直方向压缩、水平方向拉伸的压扁作用。弧形岩板凹曲变形的论证对今后深入认识深埋圆形隧洞完整或较完整硬岩动力破坏的发生机制提供了一条新思路。     

深埋长隧洞施工技术探析

笔者在工程实践的基础上,收集了大量的资料,对深埋长隧洞施工中遇到的技术关键点进行了较系统的总结。具体内容包括隧洞施工的埋藏深度及后续支洞、钻孔数量,并对围岩水的处理和喷锚支护施工提出了切实可行的意见。     

深埋隧道岩溶工程地质问题及实例处理

岩溶工程地质问题是西部岩溶地区公路建设中时常遇到的问题之一。本文依据高速公路隧道施工中的实际问题,重点对深埋隧道岩溶工程地质问题及处理方法进行探讨和分析。希望能为类似条件下工程问题的处置提供有益的借鉴。     

软岩深埋隧洞流变数值模拟

指出时效性(蠕变)是软弱围岩一个重要的特性,常常决定着工程结构的稳定性,采用大型数值分析软件FLAC3D对软岩深埋隧洞进行流变数值分析,并对其模拟结果进行了研究分析,以期对隧道工程的设计、施工具有一定的参考价值.     

深埋输水隧洞的迁改方案研究

国内输水隧洞的存量巨大,与新建市政道路系统及其他建(构)筑物发生交叉时,需审慎考虑其迁改方案。本文以一临近设计使用年限的深埋输水隧洞的迁改为例,从重难点分析出发,系统描述了隧洞迁改过程中废弃段的封堵、新建段的施工以及保留段的加固保护和防水处理方案,总结了相关技术要点,在消除安全隐患,确保输水隧洞和其上方新建厂区构筑物安全的前提下,尽可能减少隧洞的断水时间,实现了整体效益的最大化。     

坝陵河大桥西锚洞岩溶围岩分级

 坝陵河大桥隧道锚洞工程周边围岩的岩溶较发育,勘察设计阶段确定其围岩级别为II～IV级。根据实际开挖所揭露的岩溶状况,需要调整超前支护和初期支护参数,以保证锚洞施工安全。在岩溶地质预报和一般地下工程岩体质量分级基础上,专门针对围岩为不同岩溶发育状态的岩体进行质量分级修正,建立锚洞岩溶围岩分级的物理模型和数学模型。根据岩体波速测试、岩体抗压强度以及岩溶发育程度修正系数等参数的确定,计算锚洞岩溶围岩级别主要为V级。事实上,在整个锚洞施工过程中,均采用超前小导管、超前锚杆、型钢拱架、挂网及喷射混凝土等强支护措施,锚洞开挖采用台阶法分步开挖。锚洞开挖完毕后对周边的破碎岩体及溶洞进行了注浆加固处理,也就是说,锚洞施工的超前支护和初期支护参数实际均按照V级围岩实施。实践表明,本工程岩溶围岩分级是合理的,对其他同类工程可提供借鉴。     

深部巷道围岩的分区破裂机制及“深部”界定探讨

通过分析巷道围岩的应力状态和变形破坏多阶段、多水平的性状，揭示巷道围岩最大支撑压力区的体积变形状态及其后果，得出深部围岩区域破裂现象的发生条件、岩体的初始压力和围岩全过程变形状态，尤其是围岩峰值后状态下材料的残留强度芙系。根据分区破裂现象的出现条件，提出界定浅部及深部工程活动的标准：浅部工程——坑道最大支撑压力区不破坏的深度：深部工程——坑道最大支撑压力区发生破坏的深度。     

旁压仪在岩土工程深部原位测试中的应用

主要介绍应用日本ＯＹＯ公司生产的４１４９型钻孔旁压仪进行深部岩体和深埋软粘土的原位测试的情况,实践证明其结果能较好地应用于工程设计,可为类似工程提供参考。     

深地下坑道衬砌结构抗局部冲击计算方法研究

 针对深部地下围岩衬砌结构的计算,假设激活的岩块为刚体,衬砌为钢筋混凝土结构,采用刚塑性不可压缩介质模型,用极限分析理论的上限方法,通过建立动力学许可速度场得到钢筋混凝土衬砌结构对岩块冲击的阻力分量。考虑纵向钢筋对震塌和贯穿的影响,根据阻抗曲线的特征,得到具有物理基础的钢筋混凝土结构的临界震塌与贯穿厚度近似计算公式。通过与经验公式的对比,验证该方法的可靠性和实用性。     

地球物理综合勘探技术在南水北调西线工程深埋长隧洞勘察中的应用

利用以可控源音频大地电磁法为主,甚低频法、部分地段激发极化法和瞬变电磁法为辅助手段对南水北调西线一期工程中20 km深埋长隧洞段进行了探测研究,主要介绍可控源音频大地电磁法法隧洞勘探的效果及其他几种辅助方法的作用。综合利用物探资料及地面工程地质勘察结果对深埋长隧洞围岩介质的结构特征进行解释,并评价可能影响工程的断层、破碎带及异常区,这将对工程施工提供非常有用的帮助信息。     

裂隙岩体深埋长隧洞断裂控水模型及突、涌水量多因素综合预测

 由于深埋长隧洞围岩的力学、水力学特性明显区别于浅埋隧洞,且深部岩体不易勘探,因此深埋隧洞突、涌水量预测难度较大。针对高地应力、高水力梯度和高地温等复杂的深部地质环境,结合南水北调西线工程,提出了以断裂控水模型为基础的多因素综合评判方法。该方法是以大型断裂带为主要地下水通道的宏观地质模型作为基础;再分别研究对突涌水有影响的各种深部地质环境因素的影响规律;最后对宏观模型估算的突、涌水量进行综合修正。该方法为评价深埋长隧洞突涌水和隧洞施工与防护提供一种新的思路。     

深埋隧道开挖过程动态及破裂形态分析

 地下工程开挖过程中,在洞室围岩中会产生拉压交替变化区,当地应力过大时,会产生分区破裂化现象。为了解释洞室围岩拉压交替变化和分区破裂化现象,根据隧道开挖卸荷这一动力学特征,建立隧道开挖过程的动态分析力学模型和计算模式,由此导出由开挖卸荷引起的扰动应力、扰动应变和扰动位移满足的平衡方程、物理方程、几何方程和边界条件。根据实际的位移约束条件,假设位移试函数,利用Hamilton时域变分原理,考虑时域变分条件和约束变分条件导出围岩体的积分–变分方程组,建立该方程组的模态矩阵。在给定开挖卸荷路径和零初始条件下采用Duhamel积分,得到离散振动方程组的稳态响应。通过矩阵变换,得到隧道围岩体扰动应力、应变和位移的解答函数式。算例分析表明,所给出的理论和方法能正确地反应出隧道开挖引起围岩内的动态过程,并能有效地对开挖引起的围岩的破坏形态进行评价。     

非可溶岩隧道突涌灾害预测研究及工程应用

 隧道等地下工程施工过程中,突涌事故一般发生在可溶岩隧道中,然而近些年非可溶岩隧道发生突涌事故的案例越来越多,给隧道施工带来重大灾难和经济损失。首先,通过3个突涌事故案例的剖析,揭示非可溶岩隧道突涌的本质是开挖或爆破扰动触发赋存在破碎带或软弱带中的水和碎屑物在自身压力作用下涌入隧道,其孕险环境必须同时具备物质条件、空间条件和触发条件,三者缺一不可。物质条件是充足的水和砾石、砂、泥等原地性或外源性的碎屑物;空间条件是突涌物的存储和运移的破碎带或软弱带等;触发条件是岩体的开挖扰动和爆破扰动。非可溶岩隧道施工过程中突涌灾害的预测就是对掌子面前方能够赋存潜在突涌物的破碎带或软弱带及其带内物质组成、固结程度的辨识。然后,针对突涌灾害的物质和空间条件给出基于地质、物探和钻探的综合超前预报体系;结合实践,重点建立地震波反射法(TGP)成果中的反射幅度比、波轴相似度等参数对异常地质体的地震动态响应特征。最后,将上述成果应用到岩前隧道的F17断层破碎带的预报中,通过宏观工程地质分析和已开挖段的地质调查及试验,全程动态追踪隧道揭露围岩的统计及力学特征;通过未开挖段长距离的TGP探测和短距离的地质雷达和水平钻孔探测,辨识隧道即将揭露区段突涌灾害的孕险环境,实现对断层破碎带位置、规模、空间展布的精确定位,对带内物质组成及胶结程度的确认,成功预测突涌事故的发生。实践证明,上述综合预报技术体系能够预测非可溶岩隧道的突涌灾害,其结果准确可靠,可为类似工程提供参考和借鉴。     

深埋大断面薄层砂岩隧道预留变形量研究

阐述了现阶段隧道预留变形量设置存在的问题,结合实际工程,通过数值模拟计算对深埋大断面薄层砂岩隧道的净空变形作出了预测,并根据实测变形数据分析及回归计算确定了隧道累计变形极值,为预留变形量的合理设置提供了依据,同时根据隧道变形特征提出了控制同类地层隧道变形的关键技术措施。