水平旋喷桩在风积沙隧道预支护施工中的应用

以榆神高速公路神木一号隧道工程为背景,介绍施工中解决开挖时漏沙以及支护完成后的变形控制,采用水平旋喷桩对风积沙层进行预加固的施工技术,包括加固机理、注浆参数、施工工艺及注意事项等;试验和监控量测数据表明水平旋喷桩能保持风积沙层在隧道开挖后的稳定,有效地防止了漏沙,保证了隧道安全快速地施工,并指出水平旋喷桩需要进一步完善和改进的地方。     

风积沙公路隧道设计施工关键技术探究

针对风积沙隧道地层失稳快,坍塌风险大,初期支护变形速率高,施工进度慢的特点,依托千松坝风积沙隧道工程,对该隧道设计、施工的洞口防护方案、水平旋喷桩超前支护方案、开挖方案、沙岩交界隧道开挖及支护方案进行了论述,以期为类似工程的设计与施工提供参考。     

某城市交通隧道地表塌陷原因分析及处理技术

以某城市交通隧道地表坍塌为例,分析地表坍塌的原因,阐述管线对地表注浆加固的影响。为保证隧道安全顺利地通过坍塌段,施工中采取了以下措施:1)采取三管旋喷桩止水帷幕、帷幕内三管旋喷和洞内水平旋喷的加固堵水方案,加固了坍塌段地层;2)针对砂卵石遇水易坍塌的情况,采取地表降水井和洞内水平降水孔联合降水方案,保证了隧道开挖处于无水状态;3)为控制隧道变形,采取4部CRD开挖工法,实现了隧道安全施工的目的。     

水平旋喷加固在富水未成岩粉细砂层中的应用

为在以富水砂层为代表的软弱地层顺利施工隧道与地下工程大断面,以兰渝铁路某隧道富水未成岩粉细砂层水平旋喷加固及支护施工为例,对水平旋喷加固机制、旋喷参数选择、机械设备配置及施工关键控制技术进行研究及应用。通过高压水平旋喷在开挖线周遍形成水平咬合桩和开挖面稳定锚固桩,有效避免了开挖过程拱顶流砂、坍塌及工作面失稳的现象,实现了富水砂层隧道大断面开挖,提高了开挖施工综合效率。     

竖直旋喷桩和水平旋喷桩在风积沙隧道中的应用对比分析

风积沙地层是我国西部地区常见的地质情况,具有结构松散、颗粒间黏聚力极低、抗剪强度低等特点,风积沙地层中开挖隧道时自然也就面临围岩稳定性的问题,旋喷桩在一些工程案例中被用于解决该问题。通过离散元软件来模拟风积沙地层,对水平旋喷桩和竖直旋喷桩两种旋喷桩方法在风积沙隧道中的加固作用进行分析,从洞周变形、衬砌内力和应力分析等探讨两种方法的不同加固机理、施工质量控制关键点、优劣水平等问题,可为旋喷桩的利用提供理论参考。     

淤泥地层暗挖矩形隧道密贴雨水箱涵施工关键技术

为解决富水淤泥质地层和粉质黏土层中大跨径矩形暗挖隧道密贴下穿雨水箱涵施工难题,提出采用水平旋喷桩和全断面帷幕注浆结合的技术加固隧道及周边土层,以提高地层刚度。隧道采用分步开挖法,分上下、左中右6步开挖,超前支护采用小导管注浆方案,并分段进行临时支撑拆除和二次衬砌施工,施工过程中对隧道和箱涵变形进行监测。结果表明: 通过水平旋喷桩和全断面帷幕注浆加固改良土体,施工过程中的箱涵变形在可控范围内,且整个施工过程中隧道初期支护结构变形较小（6.8 mm）,说明施工采用的超前加固和开挖支护措施是安全可靠的,可以有效降低类似地质条件下暗挖隧道的施工风险,对类似工程有一定的借鉴意义。     

富水砂砾石地层浅埋大跨高速铁路隧道施工技术

宝兰客专石鼓山隧道下穿茵香河段围岩以粗圆砾土、大砾石砂土为主,最小埋深8 m,河流常年流水,围岩地下水丰富,在施工过程易发生涌水、塌方、冒顶等安全事故。为保证施工安全,采用地表袖阀管注浆和旋喷桩,洞内管棚+超前小导管注浆超前加固等措施进行围岩加固,并采用三台阶临时仰拱、三台阶临时横撑法等开挖方法,控制初期支护封闭距离和时间,实现隧道变形控制,保证了隧道施工安全。     

基于高压水平旋喷桩超前支护技术的隧道施工技术研究

针对隧道施工过程中存在围岩稳定性差、富含地下水等造成隧道变形和地表沉降问题,采用高压水平旋喷桩进行超前支护。该支护方法具有强度高、均匀性强、可控性强、综合效果好等特点。本文以某具体事例为依托,分析了高压水平旋喷桩超前支护的作用机理、特点以及具体支护方案和施工方式,在此基础上,利用有限元网络模型进行地表沉降监测模型分析。结果表明:采用高压水平旋喷桩进行超前支护,可有效预防隧道施工中地表沉降问题。     

水平旋喷技术在软岩富水地铁隧道中的应用及优化

青岛地铁一期工程M3线试验段区间隧道K15+838.35～+660埋深8.15～13.1 m,穿越VI级富水砂层,地面环境复杂,施工风险极高。在地面不具备降水及垂直加固的条件下,为达到控沉防塌的效果,保证地面建筑物及洞内施工安全,应用洞内环向水平旋喷桩超前支护技术,同时,采用一系列相配套的超前支护技术及加固措施,弥补了水平旋喷桩在砂层及碎石层中不能咬合的缺陷,确保了富水软岩地铁隧道的开挖支护安全。     

风积沙隧道施工步距荷载释放与沉降控制研究

为确定在水平旋喷桩加固体的作用下,隧道施工步距对抑制围岩变形、控制地表沉降的影响,对风积沙隧道进行三维数值模拟分析,通过计算分析隧道开挖的荷载释放来确定各施工步骤对围岩变形控制的影响,据此进行了不同上中台阶间距和二衬施做长度的比较分析,为工程实践提供有效依据,优化施工步距.计算模拟结果表明,在隧道施工过程中,超前支护和上台阶的开挖对控制沉降有着至关重要的作用,采用上台阶超前5m、二衬紧跟初支每环模筑长度为5m的施工方案,能相对较好地控制围岩变形及塑性区的发展,增强围岩稳定性.     

富水含泥粉细砂层隧道水平旋喷加固施工技术

山西省小浪底引黄工程引水干线2#隧道土洞段穿越富水含泥粉细砂地层,传统的管棚注浆等超前支护效果难以保证,通过采取超前水平高压旋喷桩对隧道围岩进行预加固,并结合掌子面注浆等措施防止隧道围岩在开挖过程中发生流塌失稳变形,并对桩体灌浆量、围岩变形监测等方面进行综合分析,最终超前水平旋喷桩加固效果良好。     

蒙华铁路万荣隧道粉细砂地层施工关键技术

针对蒙华铁路万荣隧道在穿越粉细砂地层施工过程中遇到的掌子面溜坍、超前水平旋喷桩间不咬合易漏砂、初期支护钢架直接立于松散砂层上导致沉降变形大等影响工程质量、威胁施工安全的主要问题，采用阶梯法开挖支护施工技术，周边旋喷桩帷幕超前支护；在格栅钢架拱脚增设钢垫板以扩大拱脚受力面积，增加钢架的稳定，减小因拱脚砂层松动引起较大的沉降变形；利用长仰拱栈桥施工仰拱，使仰拱结构封闭成环距掌子面距离不大于20 m，二次衬砌距掌子面距离不大于50 m；采用高压水喷雾器提高空气湿度，防止粉细砂层水分散失，降低其自然稳定性；并通过初期支护背后回填注浆补强等技术措施，有效防止溜坍，将沉降变形控制在5 cm以内。现场施工结果表明，上述施工技术措施有效地保证了万荣隧道穿越粉细砂地层的施工质量和施工安全。     

杭州地区淤泥质土中隧道暗挖变形控制分析

淤泥质地层往往被称为隧道暗挖禁区,其含水量大、强度低等特点给隧道开挖带来稳定、变形等方面的诸多困难,具有很大施工风险。结合杭州紫之隧道在Ⅰ标段穿越软~塑性淤泥质黏土施工背景,采用有限元软件PLAXIS 3D AE对Ⅰ标段开挖进行了数值分析,并采用小应变土体硬化模型(HSS模型)来考虑开挖过程软土变形与应变、应力路径相关的特性。对隧道采用CRD工法与大管棚超前支护施工进行模拟,并比较分析了地表全断面旋喷注浆加固与洞内全断面注浆两种地基处理方式下淤泥质土暗挖隧道变形规律,确定了地基最优处理措施。研究表明,从地表全断面旋喷注浆加固可满足淤泥质土中隧道在稳定与变形等方面要求,并确定了最优桩径、桩间距等施工参数。现场施工对隧道周边土体变形进行了系统监测,现场测试表明,隧道施工整体稳定,周边土体变形在可控范围内,保证了项目安全顺利施工。本研究可为淤泥软土中隧道开挖变形分析提供分析模型,为淤泥质软土中类似隧道工程施工提供参考。     

低应变反射波法水平旋喷桩质量评定研究

富水粉细砂地层中的隧道大断面施工,需要施作超前水平旋喷桩护壳及掌子面超前核心土旋喷桩加固后才能保证安全开挖,因此确保水平旋喷桩桩身质量十分重要。采用低应变反射波法对掌子面上台阶5根水平试验桩的波形进行分析、解译,检测了桩身有无断桩、缩颈、离析等缺陷及相应缺陷的位置,并与开挖后桩体质量对比,证明应用低应变反射波法进行隧道内水平旋喷桩桩身完整性检测是一种快速、无损的方法,且其检测结果可靠。     

蒙华铁路风积沙地层隧道围岩稳定性及预加固效果试验研究

为了解风积沙地层隧道失稳变形特征和预加固控制效果，以蒙华铁路风积沙地层段为依托，通过室内物理力学试验得到风积沙的基本性质和参数，并利用数值模拟对隧道最大主应力和塑性区变化规律展开分析，然后建立模型试验对不同预加固方式在风积沙地层隧道中的效果进行研究。研究结果表明： 1）风积沙抗剪切能力在含水率为7%~14%时可达到极值，此时更利于隧道围岩的稳定性； 2）隧道失稳具有突发性，主要会经历“掌子面局部破坏—拱顶持续塌方—大体积失稳”3个基本过程； 3）未采用预加固措施的情况下，开挖面前方监测断面拱顶围岩内部位移值及变形速度最大，采用水平旋喷桩与钢管组合加固后可分别降低81.1%和98.3%； 4）水平旋喷桩与钢管的组合对于开挖面前方拱顶的围岩应力控制效果最好，水平旋喷桩的加固控制范围小于水平旋喷桩与钢管的组合。     

黄土隧道地表塌陷原因分析与施工对策研究

基于兰渝铁路工程某大断面黄土隧道的工程背景,分析在黄土地层不良地质段发生地表塌陷、初期支护严重变形、拱顶沉降及洞内收敛过大等现象的原因;同时根据地表塌陷段的地质情况,结合数值模拟分析,提出地表旋喷桩注浆加固地层、洞内超前注浆预支护以及提高初期支护强度的综合处置方案,很好地实现了隧道安全施工的目的。针对黄土地层大变形及地表塌陷区采取的施工控制技术可供今后类似隧道借鉴和参考。     

湿陷性黄土地区超小净距隧道超前支护研究

为了研究湿陷性黄土地区超小净距隧道超前支护,现依托兰州南绕城高速公路柳泉3#隧道,采用GTS-NX有限元软件对超前管棚、水平旋喷支护及大管棚配合水平旋喷桩三种超前支护方案进行比选分析。计算结果表明,大管棚配合水平旋喷桩超前支护施工影响范围内地表竖向沉降量较小,初支无明显变形开裂、整体稳定性好,能够承受上方土体和交通荷载。该方案在现场工程应用中效果良好,依托工程隧道洞口超小净距段最小净距仅0.64 m,为国内已实施的湿陷性黄土地区最小净距隧道。     

贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术

以贵广高铁上寨隧道岩溶工程地质特征及隧道结构加强措施为例,对采用大管棚支护穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段等软弱破碎围岩施工方法和旋喷桩对岩溶发育地段隧道底部进行加固处理的施工技术进行介绍。由于岩溶地质条件的复杂性,施工过程中进行超前地质预报并根据围岩地质条件进行动态设计,可有效降低施工安全风险及隧道结构安全风险;大管棚结合小导管注浆超前支护是穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段的有效手段;且隧道底部较大较深溶洞采用旋喷柱加固效果良好。     

高海拔严寒隧道穿越冰水堆积层施工技术

高海拔严寒隧道穿越冰水堆积层施工关键控制技术是防止坍塌,采用环向开挖留核心土三台阶七步开挖方法,超前支护采用双层超前小导管注浆施工,环向采用径向锚管注浆施工,结合钢拱架及钢筋网喷混凝土支护手段,保证结构安全。重点加强"管超前、严注浆、勤量测",动态施工,依据量测数据及时调整施工方法,做到风险可控,快速施工的同时有效保证施工安全。     

第三系高压富水砂泥岩地层隧道技术研究——以牡绥铁路双丰隧道为例

牡绥铁路双丰隧道洞身穿越长段落、大埋深、富水的第三系砂泥岩地层。为解决隧道降水、超前加固、结构设计及施工方法等技术难题,控制隧道变形,防止涌水、涌泥及坍塌等工程风险,通过现场试验和数据分析,建立了"立体探查、泄水降压、超前加固、支护紧跟、全面监测"的技术路线;确定了地表、洞内超前、洞内径向全方位立体探查与泄水降压的方法,形成了隧道开挖轮廓内外差异化的超前预加固工艺;提出了微台阶开挖、支护紧跟的施工方法;通过监测成果,对隧道结构安全性进行评价。结果表明:第三系高压富水砂泥岩隧道采用全方位立体泄水降压方法及开挖轮廓内外差异化超前预加固工艺,并采用微台阶法开挖、支护紧跟的施工方法,可有效控制隧道变形,确保隧道施工安全。