胡麻岭隧道第三系富水砂岩地表深井降水研究

胡麻岭隧道为兰渝线重点控制性工程,隧道中部通过长4 250 m的第三系弱胶结含水粉细砂岩,在地下水作用下,掌子面开挖扰动后工程性质迅速恶化,基本呈散砂、稀糊状,局部还伴有涌水涌砂现象,施工受阻。针对这种情况,洞内开展了集水井降水、井点降水、分步超前降水、边墙侧向深井降水、轻型井点(真空降水)、水平旋喷、注浆固结、冷冻固结等研究试验,确定采用洞内深井与轻型井点相结合施工降水方案。但受岩层地下水水头高、渗透系数小、洞内降水作业工序繁杂及降水后达到开挖条件的周期长等影响,施工进度滞缓,因此研究地表深井预降水。通过对工程场地水文地质条件、施工现状、工法等综合分析,进行现场水文地质试验,分析计算采用地表深井预降水的井间距离及设计深度。     

富水隧道全风化花岗岩和蚀变大理岩段涌水涌砂加固治理技术

贵广铁路东科岭隧道DK554+400~+456段处于全风化花岗岩、蚀变大理岩区接触带,隧道施工遭遇了长期的涌水涌砂等病害。结合东科岭隧道施工期间的涌水、涌砂概况及病害成因,治理采用堵排结合,即洞身全风化花岗岩段采用袖阀管注浆、仰拱底部蚀变大理岩部位采用钢管桩注浆加固,同时设置泄水洞等措施,成功解决了涌水涌砂加固治理难题。     

分部开挖法在富水粉细砂岩地层隧道中的应用

胡麻岭隧道正洞3 250 m段落和部分斜(竖)井处于第三系富水粉细砂岩地层中。掘进中流塑、坍塌、涌水和涌砂导致初期支护变形,严重段落二次衬砌整体下沉。为解决该施工难题,对中隔壁法、三台阶预留核心土法、交叉中隔壁法和分部开挖法4种施工方法进行了对比,确定采用分部开挖法。工程实践证明,该方法在控制初期支护变形和突涌规模上效果较好,施工组织简单,能保证工期。     

牡绥铁路双丰隧道富水第三系砂泥岩地层超前注浆加固施工技术

双丰隧道是牡绥铁路最长隧道和重点控制性工程。隧道洞身长约2.3 km段穿越第三系砂泥岩及砂泥岩与其他岩层接触带的地层,其中第三系砂泥岩成岩作用差,属于极软岩;而隧道埋深较深,地形起伏不大,地下水在第三系砂岩及砂泥岩与其他岩层接触带处呈现富集,具有水量大、补给来源广和空间分布极不均一的特点,导致隧道变形大,塌方、涌水涌泥的风险极高,造成施工困难。结合本地层特点研究并采用上半断面加固全断面的超前注浆加固方案,经综合效果评价和施工开挖验证,加固效果良好,有效地保证了隧道的施工安全和顺利贯通。     

双丰隧道第三系砂泥岩地层涌水涌泥原因分析及处理措施

针对牡绥线双丰隧道穿越第三系砂泥岩的涌水涌泥问题,通过专项勘察、超前地质预报及室内试验、原位试验等方法,研究了涌水涌泥段的地质构造、水文地质情况及第三系砂泥岩的工程特性,并分析了第三系砂泥岩地层的失稳模式和涌水涌泥机理。结果表明:受开挖扰动地下水大量渗入,致使砂泥岩结构破坏并失稳;拱顶支护不足以支撑砂泥混合物与抗拒动、静水压力而产生变形,最终在薄弱处发生涌水涌泥。采用超前注浆加固及锚杆支护、泄水减压、三台阶临时仰拱+中立柱支护等措施治理后效果良好,双丰隧道得以在涌水涌泥段安全贯通。     

地铁隧道拱顶富水砂层加固技术

地铁区间隧道建设工程中,富水砂层极易导致涌水涌砂、塌方、地表沉陷等地质灾害,对区间隧道安全开挖造成严重威胁。文章结合水文地质及工程地质情况和砂土层的物理力学性质,采用合理的注浆加固方案和注浆工艺及注浆参数对富水砂土层进行加固,并同时进行地表及洞内监测,开挖结果表明,注浆加固效果良好。     

地铁特殊地质黄土隧道施工技术

研究目的:通过对西安地铁黄土隧道施工采取的施工方法和措施及通过F3地裂缝穿越施工竖井出现涌水的处治,总结出一套合理、安全可行的施工处理方法,确保竖井和地铁隧道施工安全,为类似工程积累经验。研究结论:通过采用竖井外施做旋喷桩技术,使地下水和地裂缝涌水绕旋喷桩隔水帷幕外通过,同时采用竖井内注浆加固堵水、井内降水、分部开挖、向下外插花管注浆、竖井底混凝土封底,超前引排地下水及隧道内降水等措施,有效克服了黄土地区富水夹砂地层竖井和隧道施工涌水的难题。     

后退式注浆技术在隧道突涌堆积体加固处治中的应用

结合昆楚高速公路勤丰特长隧道进口段在富水、强中风化砂岩地质条件下产生突泥涌水后的处治实际,对突泥涌水产生的堆积体采用ZF-A45型橡胶注水封孔器进行后退式注浆加固,使堆积体内部得到有效的固结,防止堆积体在清理过程中因堆积体内部挤压力而涌出,避免发生施工安全事故。并重点阐述了后退式注浆加固技术较普通前进式注浆加固的优点以及采用新型封孔器在后退式注浆中起到的重要作用,进而有效实现了隧道突涌堆积体分段固结渐进式清理的目的。     

北京地铁4号线备用站台隧道工程富水砂卵石层注浆技术

由于地层条件千变万化,地铁暗挖中隧道穿越处于老河床含承压动水不均匀砂卵石中,拱部处于无粘结、自稳能力差的砂卵石层,易发生涌水涌砂,给开挖带来极大安全隐患,使得当前和后续施工的质量和安全保证难度加大。作为暗挖施工的超前注浆显然成为施工过程中防塌陷下沉的重要控制环节。本文以北京地铁4号线备用站台为例,详细介绍超前管棚及水平旋喷桩的打设、注浆材料的选取,以及注浆过程控制等。     

富水砂卵石地层中常压开仓加固技术

地铁盾构施工过程中,因设备故障必须开仓处理时受到诸多不利因素的影响,特别是在不具备带压进仓富水砂卵石地层的条件下,只能从地面进行地层加固处理来达到设备检修或进仓条件。以某市地铁盾构区间盾构机因中心回转体脱落造成隧道涌水涌砂事故为背景,研究采取地面三轴搅拌桩加固、化学注浆止水、降水等技术措施,在常压进仓作业条件下顺利完成了设备检修,解决了富水砂卵石地质条件下不能常压开仓的技术难题。     

水平后退式注浆技术在高速铁路隧道穿越富水砂砾地层中的应用

为解决宝兰客专石鼓山隧道DK639+612.9处突水、涌水、涌砂、塌方等危害,在富水饱和砂砾地层施工中采用水平深孔后退式二重管注浆工艺,隧道开挖轮廓线外3 m范围内局部布孔注浆,封堵地下水和加固围岩,从注浆后检查孔检查及开挖过程中揭示情况,深孔后退式二重管注浆超前止水及加固围岩效果良好,能确保顺利、安全穿越富水饱和砂砾地层。在确保施工安全和质量的前提下,施工中创造了Ⅵ级围岩地段单月开挖支护40 m的进度指标,为富水饱和含砂砾层地段及类似地段高风险隧道的施工建设积累了重要经验。     

第三系砂泥岩隧道贯通段安全施工技术研究

以双丰隧道第三系富水砂泥岩地层剩余59 m贯通段为工程背景,结合第三系砂泥岩地层的特点对隧道曾发生严重的涌水突泥事故原因进行研究,并对后续施工技术重难点进行详细论述与分析。通过采取综合泄水、降水、减压施工方法与全断面超前注浆加固施工方法、超前锚固及支护施工方法、三台阶临时仰拱+中立柱施工方法等综合施工技术实现剩余段落的安全贯通。最后对施工效果进行综合评价,以期为类似隧道地层施工提供借鉴。     

重载铁路隧道穿越富水砂层综合施工技术研究

重载铁路隧道长段落穿越第三系富水砂层,隧道开挖后,在地下水渗流作用下,富水砂层颗粒随水流失、粉质黏土含水率增大,诱发掌子面砂层、粉质黏土等变形失稳,局部甚至发生涌砂、突泥、突水现象,严重影响施工进度。为此,根据地层性质及成因分析,采用理论与现场试验相结合的动态设计,确保施工安全。设计中采用了对围岩超前预注浆加固封堵地下水、掌子面玻纤锚杆注浆提高核心土的整体稳定性,拱部超前大管棚预支护控制围岩变形,长导管泄水降压降低周边砂层的含水量,施工过程"快挖、快支、快封闭"的原则,从而实现安全开挖,快速通过的处理方案,可为类似工程提供借鉴。     

复合地层盾构隧道联络通道涌水处置方案研究

依托南昌地铁1号线盾构隧道联络通道工程,对富水复合地层条件下采用旋喷桩加固施工方案进行总结,并对联络通道施工发生的涌水、涌砂问题进行分析,提出针对性土体注浆加固结合降水井降水的处置方案。根据现场施工情况以及现场地表监控结果,处置方案能够保证该地层条件下联络通道施工安全顺利进行。     

软弱砂层下的地铁隧道穿越建筑物的加固技术及注浆控制效果分析

地铁隧道在富水软弱砂层下穿越建筑物时,容易引起开挖面涌水突泥、围岩滑塌失稳以及建筑物不均匀沉陷等工程灾害。以青岛地铁枣李区间隧道软弱砂层带下穿建筑物工程为例,提出了全断面超前帷幕注浆、初支背后径向注浆及洞内补偿注浆联合加固技术。通过数值计算考虑注浆膨胀作用,分析了隧道下穿施工过程的地表变形及建筑物稳定性特性。研究表明:隧道在软弱砂层中采用全断面超前帷幕注浆会引起地表隆起现象,双线隧道地表呈现M型隆起变形,后开挖隧道变形值较大;地表建筑物在注浆膨胀作用下表现出正曲率变形,后开挖隧道正上方建筑基础最易发生破坏;穿越富水软弱砂层时不能一味提升注浆压力来提高地层刚度,应与现场监测结合进行施工控制。     

地铁盾构隧道始发端近距离侧穿老旧建筑沉降控制措施

地铁车站端头附近建筑物易受基坑降水、基坑开挖、盾构始发、盾构掘进等多重影响。为研究新建地铁盾构隧道施工对既有老旧建筑的影响,以太原地铁2号线某盾构区间为例,根据工程地质情况及周边环境情况,设计提出如下措施:(1)盾构始发采用“钢套筒+洞外3 m冻结壁”的加固措施;(2)建筑物外侧打设复合锚杆桩主动加固建筑物;(3)盾构管片采用多孔管片,盾构通过后再注浆加固地层。数值模拟和现场实测表明,“钢套筒+洞外3 m冻结壁”的加固措施可有效保证富水砂层盾构始发的施工安全;盾构隧道侧穿建筑时,采用复合锚杆桩可有效控制建筑沉降。     

客运专线铁路大断面隧道断层涌水、涌泥处治技术研究

某山区客运专线铁路隧道施工中遇到韧性剪切带夹泥化夹层,岩体软弱破碎,泥化夹层呈软塑状,地下水丰富,造成掌子面涌水、涌泥,危及施工安全。为有效加固软弱泥化夹层段落,保证隧道安全、稳定、快速的施工通过,结合施工期间的涌水、涌泥概况及成因分析,对超前帷幕注浆和周边水平旋喷桩进行比较后,最终采用了"正面封堵、高位截排"的综合处理原则,即掌子面采用超前帷幕注浆加固,并通过分析法、检查孔法对注浆加固进行效果检验,同时在线路一侧设置一处高位泄水洞引排水。采取以上处理方案后,可以满足该段落安全稳定的开挖要求,取得了较好效果。     

地铁联络通道涌水涌砂治理技术研究

针对西安地铁联络通道施工过程中出现的涌水涌砂情况,从地层、坑底突涌稳定性验算,旋喷桩加固、降水井施工等多方面进行了分析,并制定了相应的方案,即通过初支加固、涌水点多次反压,增设降水井、组合浆液注浆、监测等方式进行处理,涌水得到了有效控制,并确保了后续未完成工程的安全。     

京张高铁正盘台隧道强涌水段单次开挖瞬时涌水量预测

当前,隧道涌水量计算的研究方向多为总体涌水量或分段涌水量的预测,在顺坡排水段或涌水量不大的隧道中,不会遇到太大的问题。在强富水的反坡排水段,瞬时涌水量可能很大,有时远超隧道施工时的剩余抽排水能力,容易导致淹井,严重影响隧道施工安全,造成工期延误。因此,对于采用反坡排水的强涌水段,必须进行单次开挖瞬时涌水量的计算和淹井评估,以确保施工安全。结合崇礼铁路正盘台隧道工程实践,采用多种方法对隧道强涌水段的单次开挖瞬时涌水量进行预测,并根据预测结果确定采用带水作业的开挖长度,节省了工期,确保了奥运隧道工程按时顺利开通。