青岛胶州湾隧道海域段注浆施工风险分析与控制措施研究

国外已成功修建多条海底隧道,发展了很多成熟的施工技术,其中注浆技术也得到了广泛应用,但是在特殊复杂地质条件下修建隧道则面临诸多困难。国内钻爆法修建山岭隧道施工技术成熟,采用注浆法处理复杂地质条件方面,隧道工程界已经积累了不少的经验。但国内采用钻爆法修建海底隧道的例子相对较少,高水压海水环境下注浆技术的研究及相关施工经验相对匮乏。胶州湾隧道,处于高压海水环境下,且穿越数条断层破碎带,地质条件复杂,在施工过程中极易发生坍塌、突水突泥等事故,给安全施工带来很大的困难,甚至影响到施工人员的生命安全。因此,结合胶州湾隧道工程,对海域段注浆施工风险进行分析,并提出风险应对措施,可为以后类似工程提供借鉴和参考。     

钻爆法修建海底公路隧道施工关键技术

厦门海底隧道和青岛海底隧道是我国大陆地区首批开工、采用钻爆法施工的海底公路隧道,均为双向六车道,设服务隧道。结合这两条海底隧道的施工实践,对工程中涉及的TSP203超前地质预报、超前探孔、帷幕注浆技术、初期支护后注浆技术、安全控制、防止钻孔时突涌水措施、辅助坑道设置、隧道耐久性处理等内容进行介绍,总结性地提出了采用钻爆法修建海底隧道的施工关键技术,即:综合超前地质预报、海底注浆、安全控制、辅助坑道设置、支护结构耐久性处理共5项。     

胶州湾隧道穿越海底断层破碎带施工方案探讨

研究目的:胶州湾隧道需穿越海底断层破碎带,因工程地质勘察手段的局限性,决定了勘测阶段的地质资料不足.海底隧道施工又具备无限的水源,涌水的通道(断层裂隙),水压和施工扰动4大突水条件,施工中稍有不慎很可能导致沉陷坍塌、涌突水事故发生,产生灾难性后果,因此,制定切实可行的施工方案是关键.研究结论: (1) 采用超前地质预报摸清断层破碎带的位置、性质、规模及其海水连通性,为隧道施工提供预报信息.(2) 采用帷幕注浆加固是海底隧道施工的灵魂性技术,是工程成败的关键.(3) 设置防水闸门作为最后对水的防线,是海底隧道施工最重要的安全设施.(4)制定施工紧急预案,遇到问题即可迅速采取相应对策,以使海底隧道的施工做到万无一失.     

天河山隧道断层破碎带施工处理技术研究

根据天河山隧道正洞进出口及1#斜井断层破碎带工程地质、水文条件情况,采取超前地质预报、断层破碎带施工及监控量测处理技术,为实现现阶段隧道穿越断层破碎带快速、安全施工创造了条件。     

西宁至成都铁路甘青隧道TBM施工方案研究

根据甘青隧道"海拔高、地质条件复杂、生态环境脆弱、辅助坑道设置条件差"等特点,分析钻爆法施工存在的技术问题,并开展TBM施工可行性研究。基于地勘资料,逐段分析TBM施工的风险及对策,得出隧道进口段较适宜TBM施工,但大直径TBM施工风险较高,推荐采用小直径TBM快速施工平行导坑方案;针对断层破碎带、节理密集带等特殊地层,提出设置辅助坑道来提前施工,然后TBM步进通过的方案。并从施工难度及风险、施工通风、施工排水、辅助坑道条件、运营维护及防灾救援、施工工期、工程投资等方面综合分析论证,推荐采用"钻爆法单洞双线隧道+贯通平行导坑(进口敞开式小直径TBM)"方案。     

新建双洞TBM隧道与既有钻爆法隧道近接分区研究

依托重庆轨道交通5号线歇台子—石桥铺区间双洞TBM隧道,采用FLAC 3D软件模拟TBM隧道施工,运用摩尔-库伦准则,综合考虑围岩塑性区分布、隧道间夹土层应力变化,分析了双洞TBM隧道与既有钻爆法隧道的近接分区。结果表明:TBM隧道先行洞对钻爆法隧道的影响范围约为钻爆法隧道等效直径的1.5倍;TBM隧道后行洞对钻爆法隧道的影响范围约为钻爆法隧道等效直径的1.0倍。据此,对新建隧道近接影响区域设计与施工时可采取增强配筋20%、回填灌浆、超前注浆等措施来保证施工安全。     

南广铁路白云隧道断层突泥灾害治理技术

研究目的:南广铁路白云隧道施工中遇到断层发生小型突泥,清淤时发生大规模突泥突水,造成人员伤亡,形成灾害。研究结论:(1)超前地质预报是防范突泥突水的有效手段,施工中必须严格实施,当施工中发生突泥时,必须进行清淤安全评估,贸然清淤将十分危险。(2)采用注浆法成功地处理了突泥突水溃口并完成断层破碎带的安全施工。(3)通过采取堆渣挡护、迂回施工、正洞处理等技术措施,完成该隧道断层破碎带的处理,可供类似工程参考。     

当金山隧道施工关键措施

在复杂的工程地质与水文条件下进行隧道工程施工时,确定适宜的施工技术措施是关键与必要的。结合敦格铁路当金山隧道的具体情况,对断层破碎带及富水带、隧道出口洪积扇细角砾土地段、隧道大变形处理及预防隧道发生失稳等施工关键措施进行研究。其中,针对断层破碎带及富水带的施工采取径向注浆、帷幕注浆、局部注浆方法,并介绍突涌水等情况的应对措施。对关键技术措施的应用效果进行论证,研究成果为同类隧道的施工提供借鉴。     

青岛海底隧道帷幕注浆施工技术研究

青岛海底隧道是我国在建的第二条海底隧道,隧道围岩复杂,地下水十分丰富,并穿越多条断层破碎带,其中帷幕注浆施工技术是海底隧道施工的灵魂性技术,直接决定了工程的成败。立足于青岛海底隧道施工实际,从注浆方式选择、帷幕注浆试验、地质分析、机械设备配备、注浆参数确定、注浆工艺、注浆结束标准及注浆检查等多方面进行介绍,提出适用于青岛海底隧道地质情况的注浆方案,加快了每循环注浆速度,每循环注浆周期缩短为13 d。     

穿越断层破碎带铁路隧道施工安全多重风险网络研究

目前,针对穿越断层破碎带隧道施工安全风险的研究多聚焦于单一风险事件或单一风险因素,缺乏从风险传导视角对安全风险展开具体研究.选用扎根理论质性分析31份铁路隧道工程风险评估报告,识别断层破碎带隧道施工安全风险因素,提炼安全风险因素之间的因果逻辑,构建安全风险传导网络;利用社会网络分析法(SNA)识别安全风险传导网络中的关键风险因素及关键链路,以此提出风险管理策略并高效阻断风险传导.研究结果表明:穿越断层破碎带隧道工程施工安全风险包括10类,可归为外部环境风险、施工技术风险和施工管理风险三大类;探明了50条关键的风险传导链路,并基于风险链路提出的安全风险管理策略可有效降低穿越断层破碎带隧道工程施工的安全风险.     

隧道掘进钻爆法施工技术的进步和发展

研究目的:探讨我国的隧道工程钻爆法施工技术的进步和发展。研究方法:通过对隧道爆破的历史成就、技术特点、关键技术和持续发展等方面的阐述来表述我国的隧道工程钻爆法施工技术的进步和发展。研究结论:我国的隧道工程钻爆法施工技术经历了跨越式的技术进步,取得了卓越的技术效果,隧道爆破安全状况有了较大的改善。空前的隧道建设速度和规模,正在挑战隧道爆破施工独头掘进的极限能力。运用现代计算机技术着力开发隧道爆破设计计算机程序软件,提高隧道爆破专业化队伍的管理水平,促使我国的隧道工程钻爆施工技术会更进一步提高。     

浅析隧道洞口不良地质段的施工技术

研究目的:简要介绍隧道洞口不良地质段的施工技术,隧道坍塌的预防和处理措施,总结隧道洞口不良地质段施工的一些体会。研究方法:通过对洞口不良地质段地质条件的分析,提出不同的施工方法并简要介绍其施工技术特点,同时对隧道坍塌的危害及原因进行简要分析,并提出相应的预防及处理措施。研究结果:在隧道洞口施工方案制定时,应充分考虑现场地质条件,施工前应根据现场实际情况对设计和施工方案进行调整,同时针对可能突发的情况做好必要的准备,并在施工中采取相应的措施。研究结论:山区隧道地质条件复杂,应根据不同的情况,采取合适有效的施工技术及施工方法,确保隧道施工安全及运营。     

客运专线铁路隧道行车的舒适性、安全性及其工程措施探讨

研究目的:根据《中长期铁路网规划》,我国规划修建的客运专线铁路隧道将超过1 000 km,本文以“安全、优质、高效”地建设好客运专线铁路隧道为目标,着重研究、探讨了客运专线铁路隧道工程建设的有关技术措施。研究方法:以满足客运专线高速行车的舒适性和安全性为切入点,分析了客运专线铁路隧道的工程和结构特点,从缓解空气动力学效应,确保隧道结构的耐久性和大断面隧道施工安全等方面,阐述了客运专线铁路隧道具体的工程建设措施。研究结果:与常速铁路隧道相比,客运专线铁路隧道具有其显著的工程和结构特点,建设过程中,必需在借鉴以往工程经验的基础上,不断总结、完善,形成具有其技术特色的措施。研究结论:合理设置隧道断面和结构形式,加强隧道底部仰拱和填充混凝土结构,确保复合式衬砌隧道结构的耐久性和适应超大断面隧道的工程特点,坚持信息化施工原则等,是做好客运专线铁路隧道建设的技术关键。     

隧道施工引起的地表变形数值模拟

研究目的:评估石桥头浅埋隧道在采用不同施工方法和加固措施施工时对地表建筑物的影响。研究方法:对穿越城区浅埋的石桥头隧道在采用三台阶临时仰拱法和双侧导坑法爆破施工时的地表变形进行三维有限元数值模拟。研究结果:采用三台阶临时仰拱法时,隧道第一步开挖对地表的沉降影响较大,采用双侧壁导坑法时,第五和六步开挖沉降变化较大。地表倾斜、地表弯曲曲率与水平变形分析表明,双侧壁导坑法优于三台阶临时仰拱法。研究结论:针对石桥头隧道,建议采用较保守的双侧壁导坑法进行施工,并辅以必要的支护(小导管、长管棚等)和加固(防护桩、地表注浆等)措施,控制地表沉降和变形,确保地表建筑物的安全。     

以工程经验为主的隧道动态设计原理初探

研究目的:研究以工程经验为主的隧道动态设计,提出以工程经验为主的隧道动态设计的实现方式以及应注意的问题。研究方法:通过将以工程经验为主的隧道动态设计原理与国内隧道动态设计施工实践相结合的方法,总结分析以工程经验为主的隧道动态设计原理的意义、实现方式及实施中应注意的问题。研究结果:提出了长大隧道宜优先考虑采用以工程经验为主的隧道动态设计的原则建议。研究结论:采用以工程经验为主的隧道动态设计,将提高设计效率和工程经验的利用效率,促进隧道设计施工的技术进步。     

大地四边形在隧道洞口投点控制测量中的应用

研究目的：施工测量是隧道施工中的基础工作，在隧道施工中如何做好控制测量是一个必须重视的问题，包括现场布设控制点位、外业测量、内业整理等工作都需要根据工程实际情况选择正确、合适的方法。 研究方法：本文从洞口的投点布设要求、大地四边形的特点及适用性、大地四边形的内业计算方法、工程实例等几方面进行介绍，通过比较、分析，阐述了大地四边形在隧道控制测量中应用的理论和方法。 研究结果：提出大地四边形控制网是用于洞口控制测量的一种比较方便、精确度高的方法。本文中的计算方法和实例运用对类似隧道施工中的投点位置选择、洞口控制网布设、内业数据处理等工作有一定的参考作用。 研究结论：施工控制网的布设有很多种形式。具体采用何种形式应根据控制测量的要求，并结合工程的特点进行选择，既要保证控制测量的精度，又要方便施工。     

重申隧道设计、施工的基本原则

研究目的:简要地回顾近50年来我国隧道修建技术的飞速发展,论证在隧道工程进入21世纪绿色工程、为人类提供第二空间的新的历史阶段,如何促进地下工程的发展,探讨实现安全、优质、经济、快速建好地下工程所需改进和创新的隧道设计施工的原则、理念、要点。研究结论:提出山岭隧道设计施工的23个基本原则和浅埋暗挖隧道的12个基本原则。     

盾构隧道施工地表沉隆变位影响因素研究

研究目的:探明盾构隧道施工中各制约因素取值差异对地表沉隆变位分布规律的影响。研究方法:本文以某拟建地铁城市区间盾构隧道试验段为研究对象,引入荷载释放系数和纵向等效刚度系数,采用三维有限元法对盾构隧道施工引起的地表横向沉降槽和纵向沉隆曲线进行了研究。研究结果:揭示了围岩条件、隧道埋深和顶推力等因素变化对盾构隧道施工引起地表沉隆变位的影响,运用三维曲线探讨了盾构隧道施工过程中的地表沉隆变位曲线空间分布变化规律。研究结论:围岩条件恶化、隧道埋深减小和顶推力增大都将导致施工引起地表沉隆变位影响的加剧,建议工程施工中采取调整顶推力等措施以降低施工对地表环境的影响。     

联拱及超小间距隧道的设计介绍

研究目的:对联拱及小间距隧道设计施工中的一系列问题提出看法,并提供范例,供今后同类隧道设计参考。研究方法:综合介绍白云山、南京地铁、杭州解放路、小洋山等4座双联拱和超小间距隧道的设计与施工,从而总结概括出此类隧道的若干设计、施工要点。研究结果:工程经验加计算分析仍是目前隧道工程设计的主要手段。在笔者列举的工程设计中,设计者在充分吸取前人经验的基础上,通过多种计算为设计提供了定量分析的依据,施工监测信息的反馈使设计更趋完善。研究结论:联拱及小间距隧道技术能有效地缩小线间距,减少洞外征地、洞口高边坡、洞外线路高填方或引桥工程;白云山等4座隧道设计中采用的小导管或大管棚超前支护、对拉锚杆、微震爆破等对于保护围岩、发挥围岩的自承能力起到了决定性作用;在铁路下开挖隧道,须做好扣轨和巡视工作,确保铁路运营的安全;在联拱及小间距隧道的情况下,应进行施工监测。     

大丽铁路碎裂玄武岩夹凝灰岩型隧道特征及施工对策

研究目的：玄武岩夹凝灰岩型隧道工程条件具不确定性,现有勘察手段难以查明凝灰岩确切分布位置,给隧道施工带来较大困难,有必要研究该类围岩特性及隧道施工对策。研究方法：通过研究隧道开挖揭示的凝灰岩的物理性能及其与玄武岩的各种组合关系,结合超前地质预报,分析各种工况的支护体系。研究结果：针对玄武岩夹凝灰岩的结构特性,提出了玄武岩与凝灰岩不同组合关系的各类围岩级别下7种工况的支护体系和衬砌结构。研究结论：工程实践表明,碎裂玄武岩与凝灰岩不同组合情况的工程措施合理,根据施工信息反馈及时动态调整,效果良好。