?隧道/地下工程? 收稿日期:2006-08-29;修回日期:2007-05-02 复杂岩溶隧道充填型溶洞 综合处理技术 张 勇 (中铁十八局集团有限公司 天津 300222) 摘 要 隧道开挖穿越岩溶时,施工方案必须综合考虑安全、环境保护、运营安全、经济效益等因素,一次处理到位,提高结构可靠性,减少隧道病害。结合宜万铁路白云山隧道DK41+085溶洞的处理,重点对复杂岩溶隧道充填型溶洞的综合处理技术进行分析和探讨,以供同类工程借鉴和参考。关键词 遂道 溶洞 处理技术 中图分类号 U455.49 文献标识码 B 文章编号 1009-4539(2007)05-0030-03 Com prehen si ve Handli n g Techn i que of F illed 2karst Cave i n Com pli ca ted Karst Tunnel Zha ng Yong (China Rail w ay 18th Bureau Gr oup Co .,L td .,Tianjin 300222,China ) Abstract Constructi on safety,envir on ment p r otecti on,operati on safety,econom ic benefit and other fact ors should be comp rehensively taken int o account and well dealt with in ti m e when constructi on passes karst tunnel .Measures should be handled correctly t o i m p r ove structure reliability and reduce tunnel def or mati on .I n light of karst cave handling of DK41+085of the Baiyunshan Tunnel of Yichang 2W anzhou Rail w ay Pr oject,this article discusses and analyses comp rehensive han 2dling technique of filled 2karst cave in comp licated karst tunnel,and p resents reference f or si m ilar p r oject .Key words tunnel;karst cave;handling technique 1 工程概况 白云山隧道位于宜昌市点军区和长阳县高家堰 镇之间,属于宜万铁路重难点隧道之一,全长6827m ,其中DK40+550(进口)～DK41+255段为四线双跨连拱车站隧道,DK41+255～+DK41+437段为大跨双线车站隧道,DK41+437～+DK41+803段为燕尾式隧道,其余地段为单线隧道,右侧设长为6854m 的贯通平导。该隧道地质情况十分复杂,岩溶发育,溶洞、暗河、落水洞、漏斗及岩溶洼地等岩溶现象多见。隧道穿越天阳坪区域断裂,穿越纸厂湾、猴子洞、耗子洞等3个暗河系统,区内发 育5条断层,预测最大涌水量427314m 3 /d,正常涌 水量167354m 3 /d 。 2 岩溶形态 白云山隧道进口中导洞施工至DK41+085处时揭示一大型下部冲填溶洞,溶洞与线路轴线正交。溶腔呈楔形,下宽上窄,溶洞长25m ,横向宽约24m ,高约30m ,洞顶横向发育逐渐尖灭的溶蚀裂隙,下部延伸至隧道底部以下,溶腔内堆积有碎、块石夹软塑状黏土堆积物,堆积物表面潮湿,有水流痕迹。钻探资料显示,溶腔在隧道底部最深约10m 。 DK41+085～DK41+227段位于猴子洞和纸 厂湾暗河系统的近排泄口,有落步埫～纸厂湾、望洲坪～纸厂湾、猴子洞等岩溶管道汇往此处向排泄口排泄。竖向岩溶和水平岩溶成为岩溶水补给和径流通道,隧道处在岩溶水平管道的近上方,洞 3铁道建筑技术 RA I L WAY CON STRUC T I O N TECHNOLO GY 2007(5)
精心整理上海长兴岛域输水管线工程盾构推进 环境监测 技术方案
目录 一工程概况 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据 四监测内容
上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案 前言 科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学技术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可或缺的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全 工作井相连。 输水管线总长约10563.305m，其中东线长5280.993m，西线长5282.312m。全线最小平曲线半径为R＝450m；最大纵坡为8.9‰。具体详见下表。
施工工序，第一台盾构自原水过江管工作井始发推进（东线）至中间盾构工作井进洞后盾构主机解体调头，继续西线隧道推进施工。第二台盾构自中间盾构工作井始发推进（东线）至水库出水输水闸井进洞后盾构转场回中间盾构工作井，继续进行西线隧道推进施工。总体筹划详见下图： 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算 因很复杂，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分 V l S （x ）i Z －地面至隧道中心深度。 φ－土的内摩擦角。 在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。在推进过程中根据盾构性能及监测数据及时调整施工参数，控制变形量，确保周边环境的绝对安全，实现信息化施工。 三监测施工的依据 3.1技术依据 1) 上海长兴岛域输水管道工程技术标卷（甲方提供）
岩溶地段隧道处理措施 摘要：在岩溶地质隧道施工中,经常遇到涌水以及大小不同的溶洞影响工程施工问题,本文结合江西省万载至宜春高速公路XX隧道施工过程中的岩溶地质情况，重点探讨了隧道岩溶段断层破碎带、浅埋软弱围岩、隧道偏压、突泥涌水等常见问题采取的处理措施，简单介绍了规模较大溶洞及跨越溶洞区采取的处理措施。 关键词：岩溶地质、隧道、处理措施 岩溶是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用形成的地下溶蚀现象，不同的岩溶发育成不同的溶洞、裂隙等。岩溶地段隧道不良地质要素有断层地段、软弱围岩、突泥涌水、冲沟、溶洞及采空区等几个方面。 当隧道穿过可溶性岩层时，有的围岩破碎，容易发生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当隧道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，形成“天窗”，隧道的初期支护压力剧增。有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广，处理十分困难。正确处理岩溶地质对隧道的施工具有重要意义。 1.超前地质预报 当地质纵断面图上标明前方有断裂破碎带时，采用TGP或TSP地质超前预报系统，用地震反射波法度前方150m范围内围岩情况进行预测。 通过超前预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧道涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，使工程单位提前做好施工准备，保证施工安全，同时还可节约大量资金。所以隧道地质超前预报对于安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期、避免事故损失、节约投资等意义重大，具有重大的社会效益和经济效益。 若围岩相当破碎时，采用超前探孔探明前面是否存在溶洞、冲沟等；然后结合超前地质预报资料，进行详细分析，制定相应的施工方案。 案例：XX隧道 XX隧道出口左洞开挖至ZK10+833处，掌子面拱腰左侧有一处溶洞，沿洞身纵向发育，溶洞有含泥流水，水流量较大，该处围岩埋深约31米。经对ZK10+833掌子面进行超前探孔，发现掌子面右侧
桐油山隧道K2+312~+332溶洞处理 内容摘要：本文介绍了桐油山双连拱隧道K2+312~+332溶洞处理方案及实施效果，总结了该溶洞处理的施工经验体会，可供今后类似情况下，予以借鉴、参考。 关键词：双连拱隧道溶洞处理钢支撑钢筋混凝土梁超前支护 桐油山隧道为广西壮族自治区柳州市南二环路新建的一座双连拱隧道，隧道全长465m，按新奥法原理进行设计施工。隧道内轮廓采用直中（边）墙三心圆形式；开挖断面宽度为27.66m~28.56m，高度为8.22m~8.92m；三车道路面（两条机动车道，一条非机动车道，路面净宽10.5m），单向分离式交通；中隔墙砼厚度为2m。隧道地处碳酸盐岩地区，埋深10~140m，施工中多次遭遇溶洞。其中，K2+312~+332处溶洞规模大，处理困难，对施工影响极大。根据隧道开挖揭露的溶洞规模、地下水及充填物情况、空间分布形态、与隧道的相对位置关系、溶洞自身的稳定性，综合采用超前支护、型钢支撑、隧底换填、钢筋砼梁（板）跨越的措施进行处理，确保了施工及结构安全，顺利地渡过了该溶洞段。 1.溶洞概况 桐油山隧道K2+195~+365为浅埋段，拱顶覆盖层厚度约为10~20m。覆盖层大部分为人工杂填土，拱顶岩层厚度约为0~1.5m，并已强风化成碎块状或砂屑。该段为桐油山隧道施工的关键难点部位，采用三导洞法分部扩挖施工，为了构筑中隔墙，首先开挖施工中导洞。中导洞宽为6m，高为5.15m（比正洞拱顶低3m），采用直边墙、圆弧拱断面，断面矢跨比为1/4（为了控制中隔墙顶部的超挖回填量，故采用较扁平的断面）。中导洞开挖至K2+312，整个断面岩性由白云质灰岩突变为粘土，沿岩土分界面有小股状渗水（水量 1
浅埋暗挖短台阶法隧道施工数值模拟分析（可编辑）浅埋暗挖短台阶法隧道施工数值模拟分析 江阿兰等: 浅埋暗挖短台阶法隧道施工数值模拟分析浅埋暗挖短台阶法隧道施工数值模拟分析 江阿兰, 郑继强 大连交通大学. 辽宁大连 【摘要】对某市地铁砂土地质的隧道,利用有限元软件, 建立隧道弹塑性数值模型, 研究短台阶法施工过 程中地表沉降、拱顶沉降和水平收敛的发展规律, 通过和施工实测数据对比, 调整施工措施和方法, 以确保施工安 全性, 为同类工程提供参考。 【关键词】浅埋暗挖;短台阶隧道;数值模拟分析【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】??一? 舢? ,? , ,: , ,, , . ,. :; ; 引言工安全性的重要保证。 近年来,地铁建设发展非常迅速, 施工中受地质. 地面交通条件和施工条件的限制, 不得不采用短台阶法施工。区间施工段位于主干道下方, 车流量及人流量都较大;主干道为双向车道,车流密集,客流量较大,施短台阶法可缩短支护结构闭合的时间, 能改善初次支 护的受力条件, 有利于控制隧道收敛速度, 短台阶长工中不能中断交通。工程场地范围内主要为道路, 两 侧为现有企事业单位。 度小于倍但是大于? . 倍的洞跨, 可以上下断面平行作业。而针对城市地铁短台阶法隧道的施工研. 工程地质究不是很到位, 城市地铁隧道施工情况下的地层变形
地铁区间隧道自南向北沿轴线穿越河流冲洪积 规律及控制方法一直是近些年工程界研究的热扇, 表层第四系地层广泛发育, 沉 积韵律较为明显, 厚 点, 以某市马蹄形类围岩,两洞净距为的隧度较大。地层由南向北颗粒逐渐变粗, 粘性土层逐渐 道为例, 基于浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的时空变薄。地层结构由第四纪全新世人工堆积层、冲洪积 效应和沉降机理分析, 建立了弹塑性模型, 对隧道短相地层、晚更新世冲洪积 相地层组成。建筑场地地形 台阶法开挖过程进行模拟。通过模拟得出地表沉降、较平坦, 场地所处地貌单元为河流冲洪积阶地。 拱顶沉降和洞周收敛的发展规律。 计算模型的建立工程概况. 本构关系 . 工程范围以本工程实际材料的力学特性为依据, 同时分析考虑材料本构模型的适用范围, ? 塑性该市地铁隧道区间为单洞单线马蹄形断面, 轴线间距, 区间隧道覆土厚度为? , 区间隧道施模型主要适用于在单调荷载下颗粒状材料, 能够真实工采用矿山法施工。区间基本位于主干道上方,主干反映土体性状的本构, 如土 体的屈服特性、剪胀性等, 道为该市交通干道,交通流量较大,道路两侧建构工程实例中的开挖部分是砂土地质, 因此本文的计算 模型采用采用? 本构。 筑物密集,对地表沉降要求严格, 施工监测是隧道施低温建筑技术年第期总第期 . 计算参数响, 选取了离洞口处的地铁隧道断面作为典型断 根据地质勘查报告中隧道工程岩体分级参数、现面, 进行结果分析。
隧道中溶洞的处理方案： 溶洞是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的地下溶蚀现象。岩溶对隧道的影响主要表现为是结构物部分及全部悬空，降低隧道使用的可靠度；季节性的岩溶洞穴涌水，给隧道施工和体系带来不安全和不稳定因素；塌方冒顶是指隧道施工中，山体上部岩层自然塌落的现象。是隧道开挖施工后，原先平衡的山体压力遭到破坏而造成的。因此，制定合理、科学、有效的溶洞、塌方处理方案对隧道顺利穿越岩溶地段非常重要。根据隧道施工溶洞、塌方处理情况，介绍相关处理方案。 一、处理方案选择原则。（1）安全性。确保施工安全与运营安全，围岩累计变形量不大于10cm，衬砌完工后隧道不渗不漏。（2）可操作性强。要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平，并尽可能降低施工难度。（3）灵活性好。根据断面形状和尺寸，因地制宜地选择施工方案，而不局限于一种固定的模式，一旦一种方案不能实时或实时效果差时，能较好地转换为替代方案。（4）具有可连续性。需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。（5）经济性强。即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。（6）处理施工方案科学。首先保留并加固坍塌体，防止坍方扩大，然后施做套拱和超前大管棚，保证正洞开挖施工安全；管棚施做完成后挖除坍塌体，进入隧道正常开挖、支护工序，并对隧道基底进行注浆加固处理；溶洞段通过后，进行拱部坍腔回填处理。 二、处理方案 1、拱部以上（上导洞）空溶洞，采用泵送C25混凝土护拱，护拱厚度2米，以加强护拱，上空腔部分做排水处理（设置多根Φ100mm双壁波纹管，波纹管长度根据现场溶洞位置确定）。 2、掌子面锥形空腔处理：空腔临空面处理采用厚10cm喷射C20混凝土封闭，腔内采用泵送C25混凝土回填，厚度2m，环向拱脚至拱腰采用Φ50×4小导管（长度4.5m），1.5m×1.5m梅花形布置，并注水泥浆（水泥浆按实际施工工程
施工监测方案 第一节监测方案设计和测点布设原则 18.1.1 监测组织机构 18.1.2 设计原则 1、本工程项目监测方案以安全检测为目的，根据不同的工程项目如（明挖、暗挖、盾构）确定监护对象（建筑物、管线、隧道等），针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。 2、本工程项目监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。 3、采用先进的仪器、设备和监测技术，如计算机技术、遥测技术等。 4、各监测项目能相互校验，以利数值计算，故障分析和状态研究。 5、方案在满足监测性能和精度的前提下，可适当降低检测频率，减少检测元件，以节约监测费用。 18.1.3 测点布设原则 1、观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。 2、为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面，为结合施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。 3、表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于来用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。 4、除埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的变形刚度和强度。 5、在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。 6、深层测点应在施工前30 天布置好，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。 7、测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。 18.1.4 主要监测仪器
在本标中，若我局中标将采用由中国地震局第一地形变监测中心研制的“隧道形变自动化监测系统”用于本标监测控制。 该自动化监测系统是对整个被监测区域进行多点同时快速扫描式测量，测试的频率可根据实际情况来设定，因此所取得的每一瞬时观测值更真实、更可靠的反映当时被测目标的变形状态。 1、BOY—1 型臂式倾斜仪 该仪器具有传感器体积小，安装简单灵活，既能分散单个观测，又能多臂组合成隧道变形监测系统。该仪器可用来监测隧道纵向倾斜（沉降）、环缝变形错位及隧道收敛变形等。 主要技术指标 灵敏度：0.005mm—0.01mm（1—2 角秒） 测量范围：±5°或±10°（臂的最大倾斜度） 采数频率：自由选择 平均日漂移：小于0.05mm/d 测量精度（单臂）：±0.017mm 适宜环境温度：0°—45℃ 适宜环境湿度：90% 电源：AC200V 50HZ 0.15W DC±9V 20Ma 2、激光水平位移监测仪 利用激光发散小，能量高的特性，使用激光束做为位移监测的参照系（基准线），用装有硅光电池的光电转换板对激光聚焦中心进行自动跟踪，光电转换板与一个精密位移传感器相连，这样就可以测量出接收端相对激光束的水平位移变化量。 主要技术指标 灵敏度：0.05mm 测量动态范围：50mm 采数速度、频率：2 分钟以上自由选择 日漂移：小于0.05mm/d 测站精度：0.1mm 非线性误差：小于2% 电源：AC220V 50HZ 3、数据采集及处理软件 为了使监测仪采集的数据使用电脑来分析处理，采用相应的软件和建立数据库。本次处理软件是在windows 下进行数据处理和操作，使用微软公司开发的Visual Basic 6.0 软件，Visual Basic 6.0 可以支持使用多种数据库，Access 是Visual Basic 6.0 的内部数据库，其操作方便，安全性强，因此选择Access 作为数据处理的数据库。 计算机接口采用DC1054A/D 转换器和DC1070A/D 转换器，前者用于激光位移仪，后者用于臂式倾斜仪。 本次采用的软件主要有下述几方面的功能： A、实时采集数据并同时显示各监测目标点的观测数据和连续变化的图形； B、对观测数据储存和各种形式的输出； C、打印数据报表和绘制输出观测图形（全部数据、小时值、日均值、五日均值、月均值）； D、对监测到各项目各组数据（任意时间区段）进行精度计算统计和分析； E、对观测数据进行相关的数学处理： （1）滑动滤波（圆滑观测曲线）； （2）低通滤波（去掉高频躁声）；
广东省交通厅科技项目 复杂地质条件下隧道施工安全 保障技术研究 茶林顶公路隧道初始应力状态及施工力学数值模拟 目录 1 工程概况 (1) 2 工程地质条件 (1) 2.1地形地貌 (1) 2.2地质构造 (1) 2.2.1褶皱 (1) 2.2.2断层 (1) 2.3地层岩性 (1) 3 MIDAS/GTS简介 (2) 4隧道岩体应力场的数值模拟 (3) 4.1数值分析模型的建立 (3) 4.2数值模拟结果分析 (4) 4.2.1 最大主应力特征 (4) 4.2.2 最小主应力特征 (7) 4.2.3 最大剪应力特征 (9)
4.3主要结论 (12) 5隧道典型横断面施工力学数值模拟 (12) 5.1计算参数的选取 (12) 5.2数值分析模型的建立 (13) 5.3施工过程控制 (14) 5.4数值分析结果及其分析 (14) 5.3.1围岩位移特征 (14) 5.3.2围岩应力特征 (21) 5.3.3围岩屈服接近度特征 (32) 5.3.4断层带位移特征 (35) 5.3.5断层带应力特征 (41) 5.3.6断层带屈服接近度特征 (50) 5.3.7隧道初期支护结构内力及应力特征 (53) 5.5主要结论 (67) 6 结论和建议 (67)
1 工程概况 广梧高速公路茶林顶公路隧道左线起点里程LK71+566，终点里程LK74+261，全长2695m；右线起点里程RK71+632，终点里程LK74+246，全长2614m。为双洞四车道，左、右线隧道分离布设，设计行车速度为80km/h。 2 工程地质条件 2.1地形地貌 隧道地处茶林顶重丘山岭区，山体走向总体呈近北东或北西向，地势总体呈南高北低，隧道线路经过最大高程约为355m，隧道进出口丘山体呈缓坡状，自然坡度为10°~20°，隧道中部山顶及山凹两侧山坡坡度较大，约30°~35°，山体植被茂密，主要生长松树和杂草，山体地表发育有数条小沟谷，部分沟谷内有长年流水，地表水量较小，隧道中部为一较大沟谷（分水凹），呈北东方向，平时无水流，但大雨时水量较大。 2.2地质构造 2.2.1褶皱 根据地质填图岩性组合分析对比，隧道区存在一背斜褶皱构造，其轴部为泥盆系东岗岭组地层，两翼为泥盆系榴江组地层，为一向北西倾覆背斜构造。 2.2.2断层 分布于郁南茶林顶F7断层，地貌上表现为沟谷，推荐线路大致在右线K72＋980处遇该断层，影响带宽20～30m。断层走向NE40?～45?，倾向NW，倾角75?~80?。受断层影响，中泥盆统东岗岭组白云质灰岩破碎，形成构造角砾岩和密集节理带，地表沟谷中有泉水溢出。钻孔岩心显示断层角砾呈棱角、次棱角状，为方解石脉胶结，脉中晶洞及自形方解石发育，反映其晚期活动为张性和正断层特征。 2.3地层岩性 第四系覆盖层主要为亚粘土，下伏基岩主要为上泥盆统榴江组砂岩和中泥盆统东岗岭组白云质灰岩，其褶皱相对发育，从地表看，LK71+730(RK71+710)～LK72+950(RK72+940)，LK73+620(RK73+605)～LK74+000(RK73+960)为上泥盆统榴江组砂岩、页岩、石英砂岩，其余为中泥盆统东岗岭组白云质灰岩、灰岩。 1、耕植土（Q pd）：灰褐色，湿，可塑状，主要由亚粘土组成，局部可见有植物根系，偶
软岩隧道大变形成因分析及处置措施 摘要：本文对软岩隧道大变形机理进行分析，详细介绍了软岩地区常见的支护 设计和软岩区施工阶段的质量控制措施，以解决当前施工阶段出现的问题，以期 为软岩区隧道建设提供借鉴和参考。 关键词：软岩隧道；大变形；成因分析；处置措施 0 引言 由隧道大变形引起的地质灾害屡见不鲜，困扰着软岩区隧道的建设。首例出 现软岩大变形的隧道是1906年建成的新普伦隧道（全长19.8Km），比较有代表 性的是奥地利陶恩隧道，施工期间产生50~120cm的变形，日最大变形量达到 20cm。国内比较有代表性的有乌鞘岭隧道，拱顶沉降达到105cm，周边收敛达到103cm，而凉风垭隧道的周边收敛值达到197.25cm，此类的地质问题还有许多， 软岩隧道不仅延长建设的周期，而且还会大幅增加工程造价。软岩隧道的支护理 论有多种，20世纪初由Haim、Rankine等提出的古典压力理论，以及在之后提出 的塌落拱理论，这也是新奥法的理论基础，其核心是隧道围岩具有自稳能力， L.V.Rabcewicz提出新奥地利隧道施工方法（即新奥法），其后还有应变控制理论、能量支护理论、轴变论、软岩工程力学支护理论等。近年来结合数值模拟技术， 可以对隧道变形进行初步的了解，提高设计的准确性，在施工技术、监测手段上 也取得较大的发展，复合式衬砌、超前支护等应用于隧道工程中，高精度、自动化、智能化的监测设备用于隧道变形和应力监测[1]。 1 隧道围岩大变形机理 1.1 软岩大变形的工程定义 目前对于围岩大变形尚未有明确的定性和定量判断依据，只是根据地质条件，以某一角度进行判断，而在实际的工程中，软岩大变形并未列入规范中。软岩区 隧道产生大变形与地质条件、时间、隧道的尺寸规模、埋深等有着密切关系，根 据以上的影响因素，本文对软岩大变形给出如下定义：软弱围岩在水（包括地下 水和地表渗水）的作用下，采取常规的支护设计，围岩产生塑性变形，且无法有 效控制，其变形量已经超过预留变形量或者规范的允许值，或者具有这种趋势， 当二衬施工工后一段时间内，变形仍不稳定，且导致衬砌结构开裂的现象称为软 岩大变形。 1.2软岩大变形机理 围岩产生大变形破坏取决于岩性，即岩体的性质、构造与结构，其次是围岩 的地质环境，即地应力、地下水分布等，与支护参数也有较大的联系。围岩大变 形发展机理可以归纳为以下几点： ⑴软岩流塑 隧道的开挖会改变围岩的应力状态，围岩的应力状态随开挖而调整，在此过 程中岩体中闭合的结构面会不断的张开，产生滑移，岩体进一步破碎，此时地下 水进入张开的结构面，进一步弱化岩体的强度，导致岩体呈流塑状态而产生较大 的周边收敛。 ⑵板梁弯曲 对于呈薄层状的围岩，在开挖后，其顶板变形呈弯曲状态，这一现象在高地 应力地区更为明显。隧道的法向应力降低而切向应力增加，层状的岩体发生横向 或者纵向挠曲，引起顶板和地板在垂直应力作用下引起顶板下沉和底板的隆起， 侧墙在侧向应力作用下产生较大的收敛。
目录 1、编制依据 (1) 2、工程概况 (1) 3、变更原因 (1) 4、注浆目的 (1) 5、注浆方案 (1) 6、注浆施工准备 (2) 7、仰拱底部溶洞注浆设计 (5) 8、注浆工艺 (5) 9、质量保证措施 (9) 10、安全保证措施 (10)
太行山隧道出口仰拱底部溶洞注浆 施工方案 1、编制依据 1.1新建山西中南部铁路通道太行山隧道工程变更设计施工图纸。 1.2类似隧道注浆工程技术的类比。 1.3专家会会议纪要。 2、工程概况 太行山隧道出口工区位于河南省林州市姚村镇坟头村。隧道出口段左、右线位于R=3500的右偏缓和曲线上，左右线洞内曲线长度分别为497.46米，421.19米，其余为直线段，综合坡度-7.8‰。 出口工区下穿灰岩区，灰岩岩层较破碎，岩溶较发育，钻孔中可见溶洞、溶孔等现象。岩体破碎、裂隙发育，自稳能力差。 3、变更原因 实际开挖过程中，左、右线均多次出现溶腔，溶腔分布不均匀，分布在拱部、拱腰、边墙、隧底。2012年10月10至2012年10月26日出口右线隧道开挖过程中出现溶腔。由设计单位对DyK595+327～DyK 595+222段隧底重新进行勘察。 经勘查，DyK595+327～DyK 595+222段隧底出现异常，二次钻孔发现隧底有溶洞存在。 4、注浆目的 为了确保隧道通车安全，经四方研究决定对DyK595+220～DyK595+227、DyK595+227～DyK595+234、DyK595+236～DyK595+256、DyK595+287～DyK595+327段仰拱底部溶洞进行注浆加固处理。
5、注浆方案 5.1注浆加固范围 DyK595+220～DyK595+227段采用C25素混凝土换填结合注浆加固处理，注浆范围为仰拱底部溶洞换填下7.5m范围内 DyK595+227～DyK595+234、DyK595+236～DyK595+256、DyK595+287～DyK595+327段采用仰拱底部溶洞注浆加固处理，注浆范围为仰拱下8～10m范围内 5.2仰拱底部溶洞注浆孔布设如图1； 图1 5.3注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆。 5.4注浆终压为1.5～2.0MPa。 6、注浆施工准备 6.1制做注浆钢管 注浆采用φ75×5mm钢管桩进行注浆加固，为方便现场施工，钢管
TRANSPOWORLD 2011No.9 (May) 206B RIDGE&TUNNEL 桥梁隧道 隧 道监测作为新奥法的重要内容之一，在隧道施工中 起着非常重要的作用。某隧道（DK2+450～DK4+036）地处龙岩闹市区，具有埋深浅、地表建筑密集、地下管线众多、围岩破碎、施工对地表建筑及地下管线影响大等诸多施工不利因素。在施工期间对地表位移、建筑变形及爆破震动等进行监测，监测成果除了为评价施工对建筑的影响服务外，监测成果还可反馈施工，为施工方案及爆破设计参数等的优化提供重要依据，测试成果对确保施工安全、加快施工进度、降低施工成本具有重要意义。 监控测量的目的 在施工期间对隧道进行监控测量，可掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业；通过对围岩和支护的变位、应力测量，修改支护系统设计，提供二次支护的最佳时间；在位移——时间曲线中如出现以下反常现象，表明围岩和支护呈不稳定状态，应加强监视。 隧道洞内外观测 隧道开挖工作面的观测 在每个开挖面进行，特别是在 软弱破碎围岩条件下，开挖后由隧道工程师和地质工程师立即进行地质调查，观察后绘制开挖工作面略图（地质素 描），填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。 开挖后未被支护围岩的观测，如节理裂隙发育程度及其方向；开挖工作面的稳定状态，顶板有无坍塌；涌水情况：位置、水量、水压等；底板是否有隆起现象。 对开挖后已支护的围岩的观测，如对已施工区段的观察每天至少进行一次，观察内容包括有无锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象；喷射混凝土有无裂隙和剥离或剪切破坏；钢拱架有无被压变形情况；锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合规定的要求；观察围岩破坏形态并分析。 洞外观察 洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察，观察结果记录在工程施工日志及相关表格中。 隧道位移及变形量测 地表下沉量测 根据图纸要求洞口段应在施工过程中可能产生地表塌陷之处设置观测 点，如图1所示。地表下沉观测点按普通水准基点埋设，并在预计破裂面以外3～4倍洞径处设至少两个水准基点，以便互相校核，基点应和附近原始水准点多次联测，确定原始高程，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各观测 点的下沉量。地表下沉桩的布置宽度应根据围岩级别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定。地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。地表 下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉 基本停止时为止。 周边位移量测 C R D 法洞内监控点布置见图2所示，而双侧壁导坑法洞内控制点布置见图3所示。量测坑道断面的收敛情况，包括量测拱顶下沉、净空水平收敛，以及底板鼓起(必要时)。拱顶是隧洞周边上的一个特殊点，挠度最大，其位移情况，具有较强的代表性和显示“闯口”作用等。 拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距，Ⅲ级及以上围岩不大于40m；Ⅳ级围岩不大于25m；V级围岩应小于 隧道施工期间的变形监测 文/王 刚
北京地铁十号线某近接区间隧道的施 工数值模拟 【摘要】对北京地铁10号线知学区间近距离侧穿国管局宿舍楼3种不同工法的施工过程进行了数值模拟。通过对计算结果与实测数据的比较分析,论证了施工中采取袖阀管掌子面注浆和“后CRD法”等技术措施及工法对控制地表沉降的有效作用,得到了一些有益的结论,可供类似工程参考。【关键词】隧道施工; 有限元; 数值模拟; 区间隧道; 地表沉降 1 工程概况 知春路站~学院路站区间位于北京海淀区知春路东段,右线起讫里程:K4+570.8~K5+485.331,长度914.531m。其中K5+375.0-K5+430.0为近距离穿越国管局宿舍楼楼段。该段呈西北-东南走向,位于由直线过渡到R=350m圆曲线的缓和曲线上。隧道埋深16m。区间近距离过国管局宿舍楼楼段,右线结构南侧外缘距离楼房地下室最小水平距离约0.9m,最小垂直净距5.7m,最近点为右 K5+404.001,此处区间隧道的开挖掘进属于近接施工。图1为区间结构与建筑物 1
关系断面图。该段区间为单孔单线马蹄形隧道,处于减震段,开挖尺寸宽6.1m,高6.64m;本工程采用矿山法施工。穿越此建筑物,是本段区间的施工重点。穿越地段国管局宿舍楼实为两座楼房,竣工于1993年。一座为砖混结构条形基础,地上6层,基础埋深约2~6m,基坑施工时采用放坡开挖,无基坑围护结构。另一座为现浇混凝土结构板楼,筏板基础,地上9层,地下2层,基础埋深约6.2m,基坑施工时采用放坡开挖,无围护结构(图1)。本文采用有限元手段对区间隧道通过9层宿舍楼的情况进行了平面数值模拟。隧道上方土层有杂填土、素填土、粉土、粉质黏土,洞身土层有粉土、粉砂、细砂,底板标高处于黏土层中。影响隧道施工的地下水是富存于洞身位置处粉土层和粉砂层中的台地潜水,其他类型地下水对隧道施工影响不大。本区段北侧是繁忙的交通主干道的交通十字路口,南侧是居民小区,因而无法采取地面降水措施,台地潜水水位下台阶中部,粉砂层含水量较为丰富。 2 工法介绍 本区段隧道由于靠近国管局宿舍楼,施工存在较大的风险,隧道工法的选择经过了如下三个阶段。 2.1 CD工法试验段施工阶段 区间隧道左线K5+360-K5+375段为CD工法试验段施工阶段。本段隧道初期支护施工于2006年3月26日开始,2006年4月4日结束,历时10天。隧道施工严格按照设计及规范要求进行,但由于本段隧道内地质情况,其下层全部为 2
隧道变形监测方案 1、目的 为明确隧道内变形观测的作业内容，规范技术细节及作业程序，总结隧道结构变形规律，为隧道结构维修养护提供依据，指导津滨轻轨隧道变形观测工作进行，从而保证行车安全，特制订本预案。 2、适用范围 2.1适用于津滨轻轨隧道变形观测的相关工作； 2.2线桥室从事变形观测的相关工作人员须依据本方案开展各项变形观测工作。 3、职责分工 隧道变形工作由线桥室主任及安技主管进行监督指导，桥梁维修主管负责变形观测工作的全面管理与协调，桥梁检测工程师协同隧道工程师、桥梁维修工程师负责隧道变形观测的相关技术工作，并由桥隧检测工区负责具体实施。 4、参考依据 《建筑变形测量规程》 《地下铁道、轨道交通工程测量规范》 《地下铁道工程施工及验收规范》 5、变形观测工作内容 5.1隧道沉降观测 监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实质上是对道床的监测，主要包括区间隧道的沉降监测以及隧道与地下车站交接处的沉降差异监测。运营测量采用的坐标系统、高程系统、图式等与原施工测量相同。 5.1.1监测基准网 监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由水准基点和工作基点构成，网形布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道布设成结点水准路线形式，采用国家二等水准测量的观测标准进行。水准基点采用隧道线路两端远离测区的国家II等水准点，在沿线车站内和联络通道处布设工作基点，每个车站布设4个工作基点，联络通道处布设2个工作基点，水准基点与车站内、联络通道处工作基点共同构成监测基准网，如图1所示。基准网的高程值由国家水准点引入，每季度校核一
次，分析工作基点的稳定性；然后，再通过车站内两侧的工作基点，采用附合水准路线对每段隧道结构进行沉降观测。 图1 监测基准网示意图 5.1.2沉降监测点 津滨轻轨地下结构由明挖段和盾构组成，明挖段沉降监测点按施工浇筑段每段设4个点，分别布设在左右两侧墙上。具体布置见图2。 图2 明挖段沉降监测点布置示意图 为方便以后长期的位移监测工作，隧道内沉降监测点布设在隧道中线的道床上，隧道直线段每隔30m设一个测点，曲线处根据曲线半径大小设置测点间距，半径为400m曲线处每隔12m设一个测点，半径为800m曲线处每隔18m设一个测点，半径为2000m曲线处每隔30m设一个测点。具体布置见图3。
某地铁盾构隧道数值模拟计算 摘要: 针对具体的工程和现场监测以及实测资料,用FLAC 对某一地铁盾构隧道施工过程进行数值模拟，对模拟数据进行了分析,得出了隧道位移变形、各种应力云图等重要工程信息, 得出盾构隧道和周边围岩的变化规律, 对改善盾构隧道的施工方法, 提高工程质量, 确保工程安全, 具有重要的理论意义和工程实用价值。 关键词: 地铁隧道；盾构隧道；数值模拟 一、引言 随着科学技术和城市化的发展以及城市人口的过快增长，传统的公共汽车和无轨电车已经越来越不能满足城市居民高频率出行的需要。建设以地下铁道为代表的城市快速轨道交通系统，是解决我国中心城市公共交通运输矛盾的重要途径。 随着盾构法在我国地铁隧道开挖中的应用越来越广，隧道数值模拟和施工监测在隧道开挖过程中扮演了越来越重要的角色。数值模拟由于能全面预测隧道开挖的全过程，已被广泛使用；施工监测则主要是利用围岩变形和拱顶沉降的监测数据掌握围岩动态和隧道支护结构的工作原理，通过施工过程对围岩实时监控，对监控数据进行分析和综合判断, 对可预见的事故和险情及时采取措施，把风险控制到最小，所以数值模拟和施工监测数据以及对数据的分析就成为衡量设计和施工是否合理的一个重要指标。 为确保工程质量, 隧道在开挖过程中必须进行必要的变形监测。施工监测应包括两端洞口浅埋段地表沉降量测、洞内拱顶下沉、水平收敛、锚杆拉拔等量测内容，其中以拱顶沉降观测和隧道水平收敛监测为主，工作原理就是通过测量手段, 来了解拱顶的平面位移和拱顶下沉情况。施工监测不仅为隧道开挖提供重要的手段，而且为调整设计参数、选择合理的支护方式和综合评价围岩稳定性提供科学依据，从而便于日常施工组织管理，以达到安全施工的目的。 本文以某一地铁盾构隧道为例。该隧道外径为6.0m，衬砌厚度为0.3m，内径为5.4m,埋深为10m。地铁隧道断面如下图1。 图1 地铁隧道断面示意图
科技信息 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 2013年第5期0引言 近些年来，甘肃省经济发展迅速，但是发展经济的前提，交通必需先发展。随着高含水率黄土隧道修筑的增加，施工中出现了一些问题，许多学者作了大量的研究。采用隧道理论计算与现场监控量测相结合的方法，为隧道安全施工提供了重要保证，进一步优化了初期支护和二次衬砌的参数，提高了施工速度和质量。本文以石羊岭隧道为工程依托，通过MIDAS/GTS 数值计算和现场监控量测，对隧道留核心土施工法施工过程进行数值计算，并与现场监控量测数据对比，得出留核心土施工法施工对石羊岭隧道开挖比较合理[1-3]，为高含水率黄土隧道施工积累经验，研究具有一定的参考价值。 1工程概况 石羊岭隧道位于定西市安定区。隧道全长1288m ，隧道起点端里程桩号K6+232，隧道终点端里程桩号K7+520，洞体最大埋深约123.7m ，位于K6+824.3m 处；进出口均位于黄土冲沟，距乡村公路较近，交通便利。 隧道位于临县境内黄土梁峁区，隧址区（Q 3eol ）黄土大面积覆盖，微地貌为黄土残梁、黄土陡坎，隧址区走向近东北向，山梁顶部较平缓，山梁两侧为冲沟，山坡为中陡坡。 石羊岭梁隧道进口段围岩由第四系上更新统（Q 3al+pl ）粉质粘土组成，其状态为坚硬-硬塑，松软结构，地下水出水状态为滴渗水，围岩级别Ⅴ级。岩体较破碎，含水率高，稳定性差，开挖后易坍塌，侧壁不稳定，需加超前小导管，本文用于数值计算的目标断面为K6+450，隧道埋深70m 。 计算所采用的断面初期支护采用型钢混凝土联合支护，C25喷射混凝土、I20a 型钢、钢筋网联合支护，对于Ⅴ级围岩需在顶部做超前小导管，采用准42超前小导管，长3m ，混凝土喷层厚度为0.3m 。 2隧道施工过程数值模拟 2．1模型建立2．1．1约束的确定 依据圣维南原理、有限元计算误差和工程的要求，选取的计算范围为3～5倍洞径，但当超过5倍洞径，位移一般控制在5%以内，误差较小。 2．1．2钢拱架力学模拟 运用等效的方法考虑时，采取抗压刚度相等的原则，并用钢架的弹性模量折算给喷射混凝土，简化初期支护，计算为： E=E 0+ S g ×E g S c 上式中，E 为折算后混凝土弹性模量；E 0为原混凝土弹性模量；S g 为钢拱架截面积，E g 为钢材弹性模量；S c 为混凝土截面积。 因此模型尺寸长×宽=100m ×84m 。模型地面为无约束自由面，四周采用横向变形约束条件，底部采用竖向约束条件。计算中土体采用摩尔—库仑准则，初期支护采用C25混凝土材料，厚度0.3m 。初始应力场仅考虑土体自重应力场，忽略地层的地层构造应力。整个模型共个363节点，共1263单元。地层采用平面单元，初期支护采用梁单元[4-5]，计算模型见图1。2．2参数选取 根据工程地质勘察报告，数值计算采用的参数见表1。 表1 模型计算材料参数 Table 1Physical and mechanical parameters of model materials 2.3 现场开挖过程模拟 依据现场施工方案，留核心土法施工模拟，先开挖上半部分，再开挖核心土，最后开挖下半部分，在开挖时荷载释放系数为0.6，初期支护阶段荷载释放系数为0.4。2.4数值模拟结果分析 2.4.1隧道围岩竖向位移分析 （a ）开挖上台阶竖向位移云图 （b ）开挖核心土及下台阶竖向位移云图 图2围岩竖向位移云图 Fig.2Vertical displacement contours of the surrounding rock, 黄土隧道围岩变形规律分析 辛纯涛吴勇 （甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃兰州730050） 【摘要】结合石羊岭隧道工程，对高含水率黄土隧道开挖支护后围岩变形进行了研究。利用Midas/GTS 有限元分析软件，建立了有限元计算模型，分析了石羊岭黄土隧道开挖支护后的位移场，并与现场监控量测数据进行了分析对比，得到了黄土隧道的围岩变形规律，给出了合理的支护方案。结果表明：留核心土施工法适用于此隧道，并从开挖过程得到隧道位移分布及影响范围；从现场监控量测数据可以得出，变形经历三个过程，最终处于稳定状态。数值计算结果与现场监测数据基本一致，并得到初期支护与二次衬砌间隔的时间为25天。 【关键词】黄土隧道；MIDAS/GTS 数值计算；现场监测；围岩变形 作者简介：辛纯涛（1986—），男，助理工程师，主要从事隧道检测及岩土数值计算。 图1隧道计算模型 Fig.1Computation model of the tunne 名称密度 (KN/m 3)弹性模量 (MPa)粘聚力 (KPa)内摩擦角 (°)泊松比 层厚 (m)黄土18.50534.420.050.3100喷射混凝土24.0015000--0.20.3小导管 78.50 20000 - - 0.3 4.5 ○科教前沿○78
隧道溶洞处理方案 [摘要]319国道柘村隧道溶洞处理方法及效果。 [关键词]：隧道溶洞处理方法 一、工程简介及溶洞现状 柘村隧道是319国道萍莲段改建工程项目两座隧道之一，位于萍乡市湘东区白竺乡柘村与莲花县六市探家坊之间交界处。隧道全长760m，起止桩号为k1010+390~k1011+150，直线隧道。隧道断面采用单心圆设计，净宽为10.8m，最大净高为7.42m，最大埋深168m，二级公路，双向两车道，路面宽9m。隧道从出口往进口采取单口掘进施工，I、II、III类围岩采取上下长台阶开挖施工，IV、V类围岩采取全断面施工，二衬采用全段面整体衬砌。施工到k1010+480附近时揭露出有较大的溶洞与隧道横穿。 该溶洞为充填性溶洞，无长流水，洞内水源主要为雨季地表塌陷区汇集水，填充物为粘土夹石或孤石。地表相对位置靠线路右侧为古塌陷区，塌陷影响面积已有500m2左右，塌陷中心在溶洞揭露后3个月内坍塌成为深约3m，直径4m 的坍孔。 经过物探和地质钻探后揭露该溶洞继续向左右两侧延伸发展，溶洞下填充物物探显示深达70米以上，钻探于15m全为粘土填充物，但局部地方有石笋出露。 二、处理思路和方法 根据溶洞现状，该溶洞洞体稳定，当地表采取注浆加固等防排水措施后，洞内充填物可维持现状，不会再出现流失。当充填物不流失，隧底可以采取软土地基加固的方法进行处理。软土地基处理方法分两部份，一为两侧边墙墙底基础加固，二为行车板下基础加固。边墙墙底基础加固采用桩基托梁的形式跨越溶洞，梁底桩基为高压旋喷桩，桩径为80cm，桩长为12m，每侧45根。边墙托梁设计为20m长，1.4m×1.0m的C25钢筋混凝土矩型梁，梁两头搭在基岩上不小于50cm。 行车道板基础加固采用复合地基加承载板，并对板下换填石渣进行注浆充填的形式跨越溶洞。复合地基旋喷桩桩径为120cm，桩长为9m，5排共60根。行车板设计为18m长50cm厚的C25钢筋混凝土板，板下换填石渣1m。