顺层软弱围岩隧道洞口段施工技术初探

介绍软弱围岩超浅埋大跨度隧道洞口段综合施工技术 ,重点论述洞口段地表加固 ,超前管棚及顺层软岩中自进式注浆锚杆加固措施及洞口超浅埋段开挖方法     

变坡面浅埋偏压隧道松动围岩压力计算方法

根据变坡面浅埋偏压隧道的结构和受力建立计算模型,由计算模型推导隧道深、浅埋侧棱体横截面面积的计算公式;再根据极限平衡法求解变坡面浅埋偏压隧道深、浅埋侧的推力,进而推导出变坡面条件下浅埋偏压隧道松动围岩压力的计算公式。由计算公式可知:当地面坡度增大时,水平侧压力系数也随之增大;随着两侧土体对拱顶上覆土层推力的增大,拱顶的垂直土压力减小而隧道的水平侧压力增大。以贵广高速铁路贺街隧道洞口的变坡面浅埋偏压段为例,运用给出的变坡面浅埋偏压隧道松动围岩压力计算公式进行计算,并将计算结果与规范法的计算结果和实测值进行对比。结果表明:在实际工程中,当隧道两侧土体表面坡度变化较大时,给出的变坡面浅埋偏压隧道松动围岩压力计算公式的计算结果更加切合实际。     

地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用研究

研究目的:围岩变形量过大、地表沉降开裂甚至塌方是浅埋大断面黄土隧道施工过程中最容易出现的工程病害。为解决大断面黄土隧道在浅埋地段施工过程中出现的地表与围岩变形难以控制、施工效率低下等问题,以在建银西高铁上阁村隧道浅埋段为试验工点,通过现场地表注浆与室内试验,从注浆前后地表沉降与围岩变形量及围岩物理力学参数变化等方面对地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用效果进行研究。研究结论:(1)地表注浆可以有效控制围岩变形和地表沉降,变形降幅可达27%～50%,注浆后可将地表与围岩变形量控制在规范允许值内,防止隧道开挖过程中出现地表裂缝、坍塌、拱顶沉降量过大等灾害;(2)采用地表注浆后围岩物理力学参数明显得到改善,平均增幅可达10%～35%,提升围岩强度与整体稳定性,确保隧道开挖安全;(3)地表注浆能够提前二衬施作时机,加快施工进度;(4)地表注浆形成的浆-土结合体具有明显的"挤密效应"和支撑作用,可以改善原状黄土的结构性;(5)该研究成果可为大断面黄土隧道的浅埋地段快速安全施工和设计提供参考。     

浅埋偏压连拱隧道施工过程有限元分析

对于浅埋偏压连拱隧道洞口软弱围岩段,采用三导洞配合台阶法施工是可行的.其施工顺序采用先浅埋-侧隧道再深埋-侧隧道.在施工过程中,中墙不会因为地表的偏压和不对称施工而产生过大变形,从而影响中墙的稳定性.在施工中及时施作初期支护有利于控制围岩变形,进而满足围岩稳定和施工安全.当地形较低一侧埋深较浅时,应采用人工回填土的方式来增大覆盖层厚度,以便满足隧道进洞的最小埋深,同时应采用管棚加固围岩.     

软弱围岩3孔小间距平行浅埋隧道施工力学研究

通过模型试验和有限元计算方法对软弱围岩3孔小间距平行浅埋隧道施工力学作了深入阐述,认为不同的施工方法对3孔平行隧道施工的支护结构安全性、围岩压力、地表沉降规律都有很大影响.     

浅埋隧道洞口段的施工技术措施

本以京九复线新乌泥围隧道为例，对山区铁路隧道浅埋洞口段软弱围岩的进洞和洞口段的施工提出了一些施工措施。     

顺层软弱围岩隧道洞口段施工技术初探

介绍软弱超浅埋大跨度隧道洞口段综合施工技术，重点论述了洞口段地表加固，超前管棚及顺层软岩中自进式注浆锚杆加固措施及洞口超浅埋段开挖方法。     

超浅埋超高断面暗挖隧道地层变形控制技术

研究目的:通过建立ANSYS仿真模型,研究隧道开挖引起的地层扰动对地表沉降和拱顶下沉2个重要安全控制指标的影响规律,从而控制地层应力重分布对施工安全和结构稳定带来的不利影响;实施地层变形仿真结果与实测结果的对比分析和反馈设计,优化隧道开挖步序,从而实现复杂环境、软弱富水围岩条件下超浅埋超高断面暗挖隧道的成功修建.研究结论:通过仿真计算与实测变形绝对值对比,实测和仿真计算预测的地层竖向变形值在各级控制范围之内.故针对软弱富水围岩下的超浅埋超高断面隧道施工,建立以100%应力释放的平面应变模式的ANSYS仿真模型,适合现场施工过程控制和优化的需要;针对超浅埋超高断面暗挖隧道施工采用的CRD工法,仿真结果显示在软弱富水围岩条件下2、4、5和7部开挖引起的沉降量占总量的85%～90%,以此进行优化,即所述各部采用台阶式预留核心土法开挖,隧道断面以2、4和5、7部的分界面控制台阶高度,采用先贯通上部断面后贯通下部断面的分台阶CRD法施工,该方法安全可靠.     

浅埋层状软岩隧道大变形特征及处置措施研究

张吉怀高铁新华山隧道在穿越炭质页岩地层时出现严重的非对称性三维大变形。为解决浅埋层状软岩隧道在开挖过程中大变形问题,建立三维层状围岩隧道数值模型,分析浅埋层状软岩隧道大变形特征及机理。结果表明,软岩力学性质是引起新华山隧道产生巨大变形的重要因素,隧道洞口浅埋段节理的存在对大变形贡献明显,炭质页岩层间变形对总变形值贡献率接近50%;节理与隧道轮廓相切区域层间变形最为显著,缓倾状态下,变形集中于拱顶位置,陡倾状态下,边墙破坏风险急剧增加。根据现场变形特征和数值模拟结果提出地表套管注浆加固措施且效果明显。研究结果可为类似浅埋层状软岩隧道的大变形预防与处置提供参考。     

降雨对小净距大跨度隧道开挖松动区的影响

小净距大跨度隧道在洞口段易受到浅埋偏压作用,隧道开挖会造成上覆岩土体出现大范围松动区,在降雨条件下更易出现地表塌陷与拱顶塌方。本文改进了围岩切向应力扰动系数公式,依托广州龙头山双洞八车道隧道工程,利用有限差分软件FLAC 3D对隧道洞口段在是否考虑降雨2种条件下开挖产生的松动区进行分析。分析结果表明:运用工程实际采用的双侧壁导坑法模拟开挖,隧道围岩产生的松动区范围较大且在拱顶上部产生交汇区域,中部核心土开挖时影响较小;考虑降雨渗流场之后开挖,在流固耦合作用下左右2个隧道围岩松动区面积增长分别约为30%,42%;隧道围岩松动区不对称分布和雨水渗流作用加剧了隧道偏压变形,并导致上部地表沉降最大增长33%左右。     

浅埋软弱地层隧道围岩稳定性分析及综合施工技术

结合沪昆铁路客运专线野火芽隧道工程实例,针对浅埋软弱地层隧道施工,进行了围岩稳定性分析,提出关键施工技术原则,采取了优化浅埋段护拱结构,地表注浆、中管棚无硐室法超前支护、控制安全步距等技术工艺措施,并结合地质超前预报、监控量测资料,及时调整优化施工工艺和参数,顺利完成了隧道浅埋段的施工。     

隧道洞口浅埋段管棚超前支护开挖进尺优化

山岭隧道矿山法施工循环作业的开挖进尺对该隧道工程局部乃至整体的施工安全性、经济性有着重大影响。针对使用管棚超前支护的隧道洞口浅埋段,采用Winkler弹性地基梁计算模型,以管棚钢管挠度为控制条件进行开挖进尺优化分析。以厦深高速铁路某双线隧道工程为依托,首先进行理论计算,同时考虑工程实际确定最优开挖进尺并指导施工,随后将现场实测数据与理论解析值对比,两者有较好的一致性。结果表明,Winkler弹性地基梁计算模型可以较真实地反映管棚在洞口浅埋段软弱破碎围岩中的力学行为。     

软弱富水地层浅埋暗挖隧道地表沉降和支护结构受力的模型试验

以莞惠城际轨道交通工程项目GZH-5标段中DK32+300~DK32+927.303段为背景,通过2组模型试验,其中一组无超前注浆,另一组进行超前注浆,研究软弱富水地层浅埋暗挖隧道地表沉降和支护结构受力规律及超前注浆对其受力变形造成的影响,最后,针对软弱富水地层浅埋暗挖隧道施工,提出几点隧道工程设计和施工的相关建议。     

软弱围岩线埋隧道地表砂浆锚杆预加固施工

本文通过实例介绍软弱围岩埋隧道（尤其是洞口段）地表用砂浆锚杆进行预加固施工方法，加固效果和经济效益。     

二郎山隧道出口端病害整治及软弱围岩偏压衬砌的结构分析

二郎山隧道位竽川藏公路，全长４６１０ｍ，其出口端围岩软弱、地形严重偏压、，施工过程中发生坡体失稳、衬砌开裂等病害，本文介绍浅埋偏压地段坡体稳定性评价、病害整治措施，并推导了埋偏压段外侧覆土稳定性计算公式，还对浅埋偏压段外侧围岩弹性抗力的合理确定、外侧覆土稳定性与弹性抗力之间的联系进行了探讨。     

浅谈隧道地表锚杆预加固的设计与施工

洞口、浅埋、偏压或软岩等不能形成“拱效应”的地段，在隧道开挖前往往需采用岩预加固或预措施，使围岩具有足够的自承能力，以维持隧道开挖后至锚喷发挥支护作用的时间内围岩的稳定，确保工程顺利与施工安全。目前地表预加固地层广泛地应用于隧道洞口段及洞身浅埋地段，本文结合实际工点，从地面砂浆锚杆预加固的作用机理、设计与施工实例等方面阐述地表喷锚予加固在工程中的应用。     

浅埋软岩铁路隧道洞口施工技术

堡上隧道进口位于山谷冲沟的中心,系超浅埋地段,围岩结构软弱松散,进洞困难,在施工中采取边仰坡加固、地表回填、地表锚杆及超前小导管注浆固结等综合技术措施,顺利穿过浅埋、软弱围岩段,实现安全进洞。     

邻近上覆空洞浅埋隧道施工引起的地层变形和破坏特征

地层空洞的存在会严重降低围岩的整体性,在浅埋地铁隧道的施工扰动下,极易发生失稳破坏,诱发地面塌陷事故。针对城市浅埋地铁隧道上方存在空洞地层的问题,通过三维数值模拟和模型试验对空洞大小及空洞与隧道间净距对地层变形的影响进行了研究。数值模拟研究结果表明:地层空洞导致地表沉降呈现出不同程度的增大,并且空洞越大、净距越小对地层变形影响越显著;对于较大直径的空洞,空洞与隧道间存在一临界净距,当净距小于临界值时,地表沉降随着净距增大而减小,当净距大于临界值时,地表沉降随着净距增大而增大,并且空洞越大临界净距越小;对于小直径空洞,随着净距增大,地表沉降只呈现出逐渐减小的规律;空洞与隧道周围塑性区扩展贯通导致地层发生整体失稳,以及空洞周围塑性区发展至地表导致局部塌方是隧道上方含空洞地层两种典型破坏模式。模型试验得到的净距对地表沉降的影响规律与数值模拟结果基本一致,说明模型试验结果的合理性。研究成果可为含空洞地层中隧道施工地层变形控制研究提供参考和借鉴。     

宜万铁路龙凤坝隧道浅埋段软弱围岩加固方案

以宜万铁路龙凤坝隧道DK212+380～DK212+500段工程为背景,通过建立数据模型,比选支护方案,确定岩溶隧道浅埋软弱围岩段支护措施及支护参数,从而指导浅埋软弱围岩隧道施工。     

上软下硬地层隧道掌子面稳定性及塌方形态

为分析上软下硬地层对新奥法施工隧道稳定性的影响,定义掌子面软弱地层相对厚度系数无量纲参数;应用有限元模拟和强度折减相结合的方法,研究不同相对厚度系数下隧道掌子面的稳定性及其塌方形态。结果表明:软硬地层分界线在掌子面中,软弱地层相对厚度系数越大,稳定性越小;随着软弱地层相对厚度系数的增大,掌子面前方塌方范围扩大,最大位移在掌子面软弱地层中心偏下位置,应力拱的范围在扩大,且传递到掌子面下部的力更大,因此更应注重掌子面下部的加固。黏聚力和内摩擦角对掌子面稳定性的共同影响存在最优路径,沿此路径加固效果最为有效;掌子面稳定性随土体重度、开挖高度和掌子面软弱地层厚度的增大而减小;覆跨比对掌子面稳定性影响存在极值,以此作为确定隧道合理埋深的参考条件之一;地表超载只在浅埋情况下才影响掌子面的稳定性。