山区公路隧道围岩分级及参数获取方法研究

公路隧道围岩分级是为正确选择支护结构型式和施工方法、进行科学管理及评价经济效益的基础。该文在对影响山岭公路隧道围岩稳定性的各环境地质因素进行分析的基础上,阐述了公路隧道围岩分级的方法和特点。根据公路隧道不同勘察阶段的精度要求及生产实际情况,提出了工可阶段采用定性分类、初设阶段采用定性为主、定量为辅、施工图阶段采用定量为主、定性为辅、施工阶段视情况采用定性或定量手段的公路围岩分级方法。针对定性评价提出了综合利用规范法、宏观地质分析法、工程地质类比法及经验判断法等分析方法。对定量评价时所需的两个基本指标及三个修正系数,分别提出了多种可行的手段进行获取的方法,并强调加强各种定量指标的综合分析,选用复合性指标,正确进行定量计算与分级。     

高精度地质雷达在隧道地质灾害治理中的应用

公路隧道穿越复杂地质条件的山体时,经常会遇到断层、暗河、岩性软弱带等不良地质体,极易造成塌方、突水、突泥、岩暴等突发性地质灾害,不仅妨碍了隧道的正常施工,还可能延误工期,造成经济损失甚至人员伤亡。因此,如何采取有效的工程措施和合理的技术手段对这类地质灾害进行处理与评估,已成为目前隧道施工中迫切需要解决的技术问题。以常德一吉首高速公路度龙田隧道ZK207＋330～255坍塌地质灾害整治为例,在综合分析隧道工程地质条件和坍塌灾害治理情况的基础上,详细探讨了高精度地质雷达在公路隧道坍塌灾害整治效果检测中的应用。采用高精度地质雷达,可以准确查清塌方处理中注浆饱满度的情况,检查塌腔内是否仍存在危害隧道安全的空洞;同时,对塌方地段加密的钢拱架数量与间距也可进行准确的检测与评价。工程实践表明：结合工程地质调查和现场施工记录,高精度地质雷达可以快速、准确、无损地检测隧道地质灾害的治理效果和整治质量,这对于评价整治效果、减少工程隐患、确保工程质量都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

高速公路小煤窑采空区路基综合勘察与评价

采空区是公路建设中一种特殊的地质病害，特别是小煤窑采空区，由于无规划、无序、反复地开挖，故小煤窑采空区勘察与评价有较多不确定性。在公路工程地质勘察中采用综合勘察方法，查明采空区分布范围并评价其对公路工程危害程度及稳定性，对高速公路建设非常重要。本文结合安徽省铜陵至汤口高速公路具体工程实例，探讨小煤窑采空区综合勘察与评价。     

西藏地区普通公路特殊路基处理措施分析

根据西藏地区地域、经济、公路建设条件等特点,结合所参与项目的特殊路基处理措施,对于西藏地区普通三、四级公路,崩塌、滑坡、泥石流、碎石流等几种特殊路基处理形式进行了总结,特殊路基处理应采用西藏地区易于施工的方式,结合公路等级,灵活处置。应加强地质及水文勘察,贯彻动态设计原则,对环境因素足够重视,避免设计的排水、防护等结构物在复杂环境下破损,影响治理效果。同时普通公路存在"治养并重"的特点,应树立综合保通理念,建立公路应急保通机制,才能取得最好的特殊路基处理效果。     

山区高速公路特长隧道水文地质问题分析

山区高速公路受地形条件限制,常以隧道穿越崇山峻岭。贵州山区地形地质条件复杂,岩溶发育。隧道开挖贯通后,常常改变原有的地下水环境特征,打破了原有的地下水平衡,导致隧道涌水、地表水断流甚至枯竭等灾害的发生。贵州某山区高速公路以特长隧道穿越长大脊状山体,通过工程实例方式分析了隧址区水文地质条件以及隧道对水环境的影响。通过水文地质分析评价,以达到择优选择工程方案、控制工程建设中的风险以及减少工程建设对水环境影响的目的。     

甘南某高速公路滑坡稳定性分析及治理研究

为详细评价卓尼至合作高速公路它哇1号滑坡稳定性,为该滑坡的治理设计提供基础地质资料,首先对滑坡进行了工程地质调绘,初步查明了滑坡的工程地质条件,然后布设钻孔对滑坡进行了详细工程地质勘察,根据勘察资料,分析了滑坡的成因、诱发机制、失稳机理等,并对滑坡的稳定性进行了定量分析和验算,得出滑坡在非正常工况下处于变形失稳状态,最后,对该滑坡提出了短隧道、整体削方减载、锚索框架支护、抗滑桩、截排水、坡面防护的综合治理方案。     

公路隧道坍塌灾害治理效果的GPR检测技术

以湖南省常吉高速公路度龙田隧道ZK 207+300~255坍塌地质灾害为例,详细地探讨了检测坍塌灾害治理效果的高精度地质雷达(GPR)检测技术。在综合分析和研究隧道坍塌灾害的基本情况及灾害治理措施的基础上,结合现场施工记录,采用GPR检测技术,准确地查清了塌方处理中注浆饱满度情况,检查了塌腔内是否仍存在危害隧道安全的空洞或松散体;同时,对塌方地段加密设置的钢拱架数量与间距也进行了准确的检测和判定。工程实践表明:结合隧道坍塌灾害相关资料及现场调查,GPR可以无损、快速、准确地检测隧道地质灾害治理效果和整治质量,为准确评价地质灾害治理效果提供科学依据,这对于减少工程隐患、确保工程质量、指导隧道施工具有重要的工程应用价值。     

断层破碎带内隧道施工围岩稳定性分析

西藏自治区拉萨-林芝高等级公路松多隧道穿越松多F1主断裂和F2断层破碎带,是拉林公路的控制性工程之一。受断裂破碎带影响,隧道围岩较为破碎,隧道涌水量较大,施工及运营过程中容易发生隧道塌方、突水、突泥等地质灾害。基于该地区详细地质勘察资料,利用数值仿真模拟了松多隧道在开挖以及连续降雨情况下的隧道围岩变形破碎过程。研究结果表明:隧道开挖过程中硐腰处易发生垮塌事故,进而影响到整个隧道稳定性;连续降雨情况下导致破碎带岩土力学性质软化,从而进一步降低隧道安全。建议松多隧道在设计阶段加强地质勘察,施工过程进行地质超前预报与现场监测,确保施工安全。     

工程地质选线在设计中的应用与研究

公路设计选线涉及地形地貌、环境保护、工程地质等多重因素,在长大干线和区域地质条件复杂的情况下,地质选线尤为重要。以山西省东大公路初步设计为例,工程地质人员的前期参与,使得路线成功地绕避了滑坡群和不良地质病害等地质环境,减少地质勘察工作投入,避免了后期改线,也规避了运营风险和治理资金浪费,降低了安全隐患,达到了预期效果。从而体现了地质环境在前期工作中的重要性,得出了一些针对工程地质在前期设计过程中的设计结论,供相关专业人士探讨。     

岩溶地区双连拱隧道超前地质预报及施工技术研究

岩溶地区修建双连拱隧道难度较大,岩溶探测、支护方式选择等成为施工的关键问题。依托广西宜河高速公路某连拱隧道,根据围岩等级分别制定Ⅲ级、Ⅴ级围岩施工和支护方案,施工期间采用超前地质雷达探测隧道掌子面前方未开挖岩体,通过分析雷达反射波波形图,预测隧道中导洞存在4处溶洞,隧道开挖过程中揭露了3处溶洞,与地质雷达探测结果基本一致,证明了超前地质雷达的可靠性和重要性。针对溶洞地段采用Ⅴ级岩体支护方案,即采用套拱进行溶腔的加固处理,监测数据显示其变形基本值为0,表明该加固处理方法的可靠性。     

特长公路隧道内的横通道间距和车行间距研究

隧道火灾,尤其是长大公路、铁路隧道火灾,往往是灾难性的。因此,基于性能化防火设计原理,对雪峰山特长公路隧道的横通道间距和车行间距进行了研究。对中等规模20 MW的火灾,按照规范建议的3 m/s的风速进行通风的情况下,先用CFD软件模拟计算火灾危险时间Tfire,然后由疏散模型中的经验公式计算人员疏散时间Tevac,比较分析不同横通道间距下人员疏散的安全性;同时为了避免隧道内车辆间的引燃,利用辐射换热原理,对车辆间的火灾蔓延性进行了分析。模拟结果为:最佳横通道间距约为290 m,最小引燃间距为6 m。考虑到建设成本的问题,建议雪峰山隧道的横通道间距改为300 m;同时,考虑到后继车辆的刹车及不同的行车速度等因素,建议特长隧道内车距最好要大于110 m;     

基于模糊综合评判的终南山隧道防灾运营风险评估

针对隧道流量高、里程长及埋深大的特点,将隧道、路网、人为、车辆、环境及管理因素作为安全运营的风险评估指标,提出多层次分段结构模型。通过邀请专家,定制打分表格,选定各致险因素之间的相对权重关系,采用模糊综合评判理论对终南山隧道的运营风险进行了多级模糊综合评判,分析结果为终南山隧道确定合理的安全运营风险防控措施提供了理论依据,对促进我国再役特长公路隧道运营安全管理起到推广和建议作用。     

深埋岩溶隧道掌子面突水灾害可靠性上限分析∗

旨在研究高地应力、高压富水条件下深埋岩溶隧道掌子面突水灾害的可靠性问题。基于已有研究成果,考虑高地应力以及高压富水地质条件,采用极限分析上限法构建了以剪切破坏为主的深埋岩溶隧道掌子面三维防突机制。根据虚功率原理建立突水破坏过程中的能量方程,利用Hoek-Brown 强度准则求解了高地应力以及高压富水条件下防止掌子面突水所需要的支护力上限解。在极限破坏状态下,根据掌子面上施加的支护力与突水破坏时的围岩压力构建极限状态方程,建立了深埋岩溶隧道掌子面防突可靠度模型,并采用响应面法计算了掌子面发生突水灾害的失效概率。分析了水平地应力、溶腔水压力、岩体强度参数以及隧道洞径对支护力、潜在破坏长度的影响规律,给出了满足不同容许失效概率下深埋岩溶隧道预防突水灾害所需要的最小支护力以及在有限支护效应下能抵抗的最大破坏长度。将研究成果应用于实际工程案例中,与已有研究、现场结果相比较,验证了本文计算结果的有效性,可为今后类似深埋岩溶隧道的防突问题提供理论指导和参考。     

综合探测技术在公路隧道泥涌灾害治理中的应用

以常吉高速公路小劈流隧道泥涌灾害为例,在综合分析隧道的工程地质情况和泥涌灾害特点基础上,详细探讨了综合探测技术在泥涌灾害治理灾害发生后的探测不良地质灾害超前探测、以及灾害治理后效果检测与评估中的应用。采用TSP 203系统探测的结果与在灾害发生后的地表塌陷处和地面开裂处充电探测结果具有良好的一致性,进而可以准确的圈定泥涌灾害的规模与成因;在该类隧道不良地质体的超前探测中,结合工程地质资料,TSP 203可以较为准确的探测掌子面前方的破碎带、断层、软弱夹层;同时,采用地质雷达方法可以对泥涌灾害处理后的效果进行监测与评价。工程实践表明,综合探测技术手段对于探测不良地质灾害体,指导泥涌灾害预报,检测与评价地质灾害工程处置效果,以及指导隧道施工都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

山区高速公路富水陡坡高路堤病害原因及其处治技术

陡斜坡路基作为山区高速公路的重要内容,一直是国内外工程技术人员和相关学者关注和研究的重点。针对国内陡斜坡路基病害时有发生的现状,该文以山区高速公路富水陡斜坡路基为研究对象,通过对国内典型路段富水陡斜坡路基病害形成过程、病害形态和影响因素的深入分析,陡斜坡地貌、挡墙基础软质岩持力层、岩土体裂隙及软弱结构面、水体和施工质量等是诱发山区高速公路富水陡斜坡路基病害发生的关键原因。基于此,提出了一种既可规避前期勘察设计风险,又可消除后期施工质量缺陷的山区高速公路富水陡斜坡路基建设关键技术。     

雅康高速公路隧道工程地质问题探讨

以雅康高速公路泸定至康定段施工建设后所遇到的地质问题为例,揭示了该区域花岗岩地区特有的地质特征,探讨了各种导致围岩变更的情况,为今后类似工程地质勘察,减少隧道围岩划分等级失误提供借鉴。     

堆积体陡斜坡路基滑坡机制及其处治对策

堆积体陡斜坡路基作为山区高速公路特殊路基设计的重要内容,受到国内外工程技术人员和相关学者的高度关注。针对山区高速公路堆积体陡斜坡路基病害频发的现状,以国内某山区高速公路典型路段为研究对象,从地形地质条件、路堤填筑、边界内建(构)筑物状态、施工方案与设计文件的差异等方面对堆积体陡斜坡滑坡机制进行了深入的分析和研究。陡斜坡地貌、坡脚临空、人为堆载等是堆积体斜坡失稳的关键因素,地表植被和原始水系的破坏将加速滑坡的形成、加剧致灾程度。针对性的提出了"上部减载、中部封水、下部固脚"的综合处治措施,多年的变形监测表明:该措施经济有效、安全可靠。     

特长公路隧道集中排烟方式研究

纵向通风排烟是我国长大公路隧道发生火灾时通风的主要形式,目前开始应用一种新型的特长公路隧道纵向通风集中排烟方式。本文借助CFD三维数值模拟技术,对两种排烟方式在火灾时的烟气控制效果进行了对比分析,研究了顶部设排烟道时,不同排烟开口大小和排烟口间距对隧道火灾时排烟效果的影响。研究表明:顶部设排烟道排烟较纵向通风排烟有较好的烟气控制效果,排烟口的设置间距和开口大小将影响隧道火灾时的排烟特性。     

机械设备在隧道工程中的应用及改进策略

<正>随着科技的飞速发展,机械设备在隧道工程中发挥着越来越重要的作用。机械设备种类繁多,功能各异,从挖掘、运输到支护、衬砌,几乎涵盖了隧道建设的全过程。隧道工程是一项极具挑战性的地下工程,由于其环境恶劣,需要面对黑暗、潮湿、通风不良等问题,给施工带来极大困难。再加上隧道工程需要穿越各种复杂的地质条件,容易出现安全隐患。基于这一特点,施工团队有必要采用合理的机械设备来实现高效、安全施工。     

青藏工程走廊热融滑塌灾害勘设要点与工程处治措施研究

热融滑塌是多年冻土地区广泛发育的低角度热融灾害,对青藏高速公路的选线、勘察、设计、施工和运营均有较大的影响。基于青藏工程走廊热融滑塌灾害的地调数据,该文开展了青藏高速公路沿线典型热融滑塌灾害勘设要点与工程处治措施的研究。结果表明:基于运动方式可以将热融滑塌划分为坍塌沉陷式和牵引滑动式两类,其形成过程归结于质点迁移效应和滞水润滑效应;严禁对热融滑塌区域进行扰动,可以结合遥感、无人机以及地球物理技术进行综合勘查。与此同时,在设计阶段应根据热融滑塌的类型开展相应的绕避、架空以及排水等工程措施研究;对热融滑塌的处治宜采用综合防治体系,并加强对灾害的监测与预报。