宜万铁路五爪观暗河段综合施工技术研究

论文摘要

为满足国民经济发展需要,铁路提速全面展开,铁路选线穿越不良地质地段不可回避,尤其在喀斯特地区遭遇岩溶、暗河更为常见。岩溶处理在喀斯特地区工程建设中已得到广泛应用,目前地下工程施工过程中,国内外常用的暗河处理常规办法为引排、堵填、跨越、绕避。宜万铁路五爪观隧道由于受线路控制,受特殊的水环境制约,常规处理办法无法满足工程需要。隧道必须从暗河内穿过,同时施工和运营期间不得破坏原地下水系。“五爪观暗河处理综合技术”是经过现场试验、现场施工到最终检测这一全过程系统研究后形成的,在施工、设计以及各方专家的共同帮助下,取得如下成果:⑴充分研究暗河大厅工程地质条件,采用双液浆注浆截流,降低大厅内岩堆体动水水流梯度。钻孔采用前进式钻孔,注浆采用多泵一孔联合注浆,前进式重复注浆以消抵流水冲刷,减少浆液流失并达到注浆封堵的效果;⑵暗河注浆堵水区域采用物探与钻孔检测相结合评价注浆堵水效果,为暗河后续处理提供了理论依据;⑶下穿暗河段隧道掘进施工前,于隧道开挖轮廓两侧采用φ108钢管桩注浆进行加固,防止隧道开挖过程中发生侧移坍塌;⑷采用钢管桩注浆加固隧道基底,合理的施工工艺有效地控制下穿暗河段隧道结构的沉降,确保结构安全和运营安全;⑸采用监控量测系统是保证下穿暗河段隧道各项变形满足设计要求的重要手段;⑹成功的解决了五爪观隧道直接下穿特大型暗河的施工难题,而且为同类地质条件下地下工程施工提供了新的思路,维持原有地下水循环系统,避免影响五爪观风景区环境,确保五爪观水力发电站的正常运营。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 宜万铁路五爪观隧道工程概况
• 1.3 宜万铁路五爪观隧道通过暗河的设计概况
• 1.3.1 原设计概况
• 1.3.2 变更设计概况
• 1.4 工程特点
• 1.5 研究课题问题形成的机理和主要研究方法
• 1.5.1 研究课题问题形成的机理
• 1.5.2 主要研究方法
• 2 暗河的主要来源对隧道施工的影响及主要处理措施
• 2.1 暗河的主要来源及其特征
• 2.1.1 地表水体
• 2.1.2 老窑积水或古矿洞积水
• 2.1.3 断层水
• 2.1.4 暗河水的特征
• 2.2 隧道岩溶暗河水与地下水的关系
• 2.3 暗河对施工的影响
• 2.3.1 隧道与暗河位置关系
• 2.3.2 暗河对隧道施工的影响
• 2.4 五爪观暗河的形态及工程地质条件
• 2.4.1 五爪观暗河概况
• 2.4.2 五爪观暗河工程地质条件
• 2.4.3 水文地质条件
• 2.5 国内外暗河主要施工措施
• 2.5.1 排水法
• 2.5.2 止水法
• 2.5.3 跨越法
• 3 综合超前地质探测与预报
• 3.1 综合超前地质探测与预报的原理
• 3.2 研究的内容和方法
• 3.3 长、中、短超前地质探测预报技术
• 3.3.1 长期探测预报
• 3.3.2 TSP203 系统的优势
• 3.3.3 TSP203 探测原理
• 3.3.4 TSP203 测试系统简介及成果分析
• 3.3.5 中期探测预报
• 3.3.6 短期探测预报
• 3.3.7 灾害临近警报
• 3.3.8 预报效果分析
• 4 综合注浆截流技术研究
• 4.1 注浆技术的发展现状及原理
• 4.1.1 注浆技术的发展现状
• 4.1.2 五爪观暗河注浆截流技术的原理
• 4.2 注浆截流技术的施工工艺原理
• 4.3 注浆截流技术特点
• 4.4 注浆截流技术的施工工艺流程
• 4.4.1 暗河堆积体清运、底板施工及明流归渠
• 4.4.2 大厅注浆截流及大厅堆积体注浆堵水
• 4.4.3 隧道开挖两侧钢管桩注浆加固
• 5 下穿暗河段隧道施工技术
• 5.1 概述
• 5.2 下穿暗河段隧道施工顺序
• 5.3 下穿暗河段隧道施工异常应对措施
• 5.4 开挖支护
• 5.4.1 上台阶开挖支护
• 5.4.2 临时仰拱
• 5.4.3 下台阶开挖支护
• 5.5 初期支护背后注浆
• 5.5.1 初期支护背后注浆原理
• 5.5.2 初期支护背后注浆
• 5.6 下穿暗河段隧道基底钢管桩注浆加固
• 5.6.1 下穿暗河段隧道基底钢管桩注浆加固原理
• 5.6.2 下穿暗河段隧道基底钢管桩注浆加固施工工艺
• 5.6.3 下穿暗河段隧道基底钢管桩注浆加固施工工序
• 5.7 衬砌施工
• 5.8 宜万铁路五爪观暗河段施工技术机械配置及劳动组织
• 5.8.1 宜万铁路五爪观暗河段施工技术机械配置
• 5.8.2 宜万铁路五爪观暗河段施工技术劳力组织安排
• 5.9 暗河段施工技术效果分析
• 5.9.1 施工质量检验标准及控制
• 5.9.2 施工技术效果评价
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 6.2.1 加强施工前设计过程中的地质勘察
• 6.2.2 认真进行施工过程中地质综合探测预报技术
• 6.2.3 维持原有水系
• 6.2.4 选取合理的施工时机
• 6.2.5 今后继续研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录