棚洞结构模型试验研究

为了深入研究公路棚洞与边坡围岩体间的相互作用关系,应用基本相似模型试验,对不同边坡围岩条件、不同开挖坡率、不同回填体材料、不同边坡高度等组合情况进行试验。试验过程中,对回填体与边坡及棚洞结构间的接触应力、棚洞结构的表面应力、棚洞结构的位移等指标进行测试。模型试验结果表明,在相同边坡条件和棚洞结构条件下,土石回填相对于片石回填,棚洞结构的内力更大;相对于土质边坡,岩质边坡情况下棚洞结构受回填体材料的影响更大。     

基于地层结构法的傍山路段棚洞结构设计

受线形、地形地貌等因素的影响,山区公路的傍山路段不可避免地要形成高边坡或偏压隧道,为减小地质灾害,最大限度地保护自然生态环境,棚洞结构是一个很好的选择。与普通明洞结构不同,棚洞结构受力比较复杂,不仅承受回填偏压荷载,还要不同程度地受人工边坡的影响。为深入研究边坡对棚洞结构的影响,提出了采用基于地层结构法的傍山路段棚洞结构设计,应用有限元软件动态模拟了棚洞施工的全过程,重点分析了不同应力释放率（0～50%）的荷载作用于棚洞时的结构内力及变形特征。     

棚洞施作时机对高边坡稳定性及棚洞结构的影响

目前棚洞结构的设计通常是在稳定边坡的基础上进行设置的,一般不考虑棚洞对不稳定边坡的作用;而实际上棚洞结构也是一个大型的支挡结构体系,对边坡稳定性是有帮助的。为了分析棚洞对边坡稳定性的影响,提出“边坡开挖应力释放系数”的概念,通过对棚洞不同施作时机的数值模拟,分析不同施作时机下棚洞对高边坡稳定性以及边坡对棚洞结构内力的影响,从而为选取棚洞结构的合理施作时机提供依据。     

环保型傍山隧道结构研究

为了保护南京老山二号公路隧道右线傍山段的自然环境，采用锚喷支护与棚洞结构相结合的傍山隧道结构形式，形成互为补充的完整受力体系和边坡防护工程，减小了刷坡范围。通过棚洞顶按一定坡率回填，种植树草，可有效地绿化洞口边仰坡。平面应变弹性数值模拟分析结果表明：该结构的变形与受力是合理的，在安全上均能满足相关技术规范。提出了该结构的合理施工方法。在路线傍山布置地段，构造物应顺应地形，提倡设置棚洞、半隧道，以达到保护边坡和自然环境的目的。     

中寨子隧道草市端右线洞口棚洞结构施工力学行为研究

结合抚顺草市（辽吉界）至南杂木高速公路中寨子隧道,介绍了棚洞结构的设计要点,对棚洞结构施工的全过程进行了弹塑性数值模拟。研究结果表明：棚洞结构既可满足洞口施工和运营期间的边坡安全要求,又有利于隧道洞口与自然环境的和谐。     

公路棚洞结构形式初探

结合我国公路建设情况,遵循资源节约、环境友好的建设理念,提出山区公路棚洞建设的原则,并依据不同的分类办法提出棚洞结构形式及其适用性,对棚洞、隧道、边坡建设方案进行对比分析,提出棚洞建设的经济性,可为山区公路设计施工提供指导。     

路基棚洞设计与施工技术的研究

为保护老狐山隧道右线出口路基段的边坡和自然环境,减少开挖,采用棚洞的结构型式,避免由于大开挖引起的边坡或山体不稳定而产生的落石、滑坡滑塌等灾害发生。用midas数值计算软件对棚洞结构进行计算,得出棚洞结构的位移和应力,并和规范进行对比,结果显示棚洞结构是安全的。对高边坡工程的处治有一定的指导意义。     

鸡口山岩溶隧道处治方法适用性模拟对比分析

结合鸡口山隧道工程,针对该溶洞隧道分别采用开挖回填法、超前注浆法和超前管棚支护法3种方法施工时,采用数值模拟分析对围岩变形情况进行了研究分析。研究结果表明： 采用超前注浆法开挖时隧道围岩的变形最小,开挖回填法次之,超前管棚支护法最大,超前注浆法控制围岩变形的效果优于开挖回填法和管棚支护法。说明在开挖过程中,超前注浆法使开挖范围内的围岩稳定性得到了加强,有效地减小了溶洞对隧道围岩变形的影响,因此在鸡口山隧道中采用超前注浆法施工比较适宜。     

棚洞结构信息化施工的现场监控量测研究

为有效控制棚洞结构的施工安全,通过监测棚洞结构内力和结构位移以及棚洞结构与相邻边坡之间的相互作用力,及时了解各道工序下棚洞结构的内力分布和内力大小,以保证结构的安全可靠,并对以后类似工程监控量测具有良好的参考价值和指导意义。     

落石冲击棚洞结构的动力响应研究

我国西部山区地形复杂,存在诸多高陡边坡,因此落石灾害时有发生,已严重威胁公路交通安全及人民生命安全。棚洞结构在落石灾害防治中起到了重要作用,但落石冲击棚洞的动力响应过程十分复杂,尤其是落石与棚洞的瞬态接触过程,然而目前国内外学者对于落石冲击问题的研究仍不够完善。为深入研究落石冲击下棚洞结构的动力响应特征,通过建立相应的ANSYS/LS-DYNA有限元模型,分别对落石质量、落石形状、落石下落高度及落石冲击角度4种不同工况下的棚洞结构动力响应过程进行了模拟研究。对不同工况下的冲击力时程曲线、冲击深度时程曲线和Mises等效动应力时程曲线等模拟结果进行了分析。结果表明:冲击力、冲击深度、棚顶Mises等效动应力与落石质量、下落高度呈正相关;在法向方向上,冲击力、冲击深度与冲击角度呈正相关,在切向方向上,45°时冲击所产生的冲击力最大,冲击深度与冲击角度呈负相关;长方体落石和立方体落石所产生的冲击力和棚顶Mises等效动应力大于球体落石,而冲击深度小于球体落石。     

既有金鸡关隧道拆除改建高深路堑技术

依托川藏公路既有金鸡关隧道整体挖除、在新建道路两侧形成100 m深度高边坡工程。对爆破拆除和机械拆除两种方案进行比选，在确保安全、不影响工期的前提下，采用机械拆除方案。通过制定科学合理的拆除方案，对隧道周边土石方开挖、拱顶土石方开挖、拱顶及拱墙混凝土拆除、仰拱回填和拆除、土石方回填等进行严格管控，最终顺利完成拆除，对类似工程具有一定参考价值。     

土工格栅加固膨胀岩渠坡的施工技术

介绍了土工格栅+开挖料回填加固膨胀岩渠坡的原理、施工技术。现场施工证实了土工格栅+开挖料回填处理加固膨胀岩渠坡在施工工艺上的可行性。由于处理措施充分利用了开挖出来的膨胀岩,减少了对环境的破坏,避免了资源的浪费,为膨胀岩开挖料的再利用提供了一条有效途径。     

兰渝铁路木寨岭隧道岭脊核心段扩拆技术

为解决极高地应力作用下兰渝铁路木寨岭隧道岭脊核心地段大变形的问题,分析岭脊核心地段围岩流变和衬砌开裂的原因,提出岭脊核心段衬砌开裂扩拆技术： 设置套拱加固、围岩径向加固、加强支护刚度、优化隧道断面结构、严格控制各工序施工步距、调整隧道变形预留量。对台架法和洞碴回填机械开挖法2种扩拆方法进行比选,选取洞碴回填机械开挖法进行扩拆。重点介绍洞碴回填机械开挖法施工技术和施工组织,并对支护结构变形和受力进行监测,结果表明： 采用洞碴回填机械开挖法扩拆施工安全,支护结构变形在预计范围、无侵限,二次衬砌结构稳定、无开裂。     

吉怀高速公路王坡大桥高压铁塔边坡加固设计与施工

结合吉怀高速公路王坡大桥高压铁塔边坡加固工程实例,介绍了高速公路建设过程中采用桩板式挡墙加固边坡技术,针对上述加固方法进行了岩土质边坡的稳定性分析计算及其加固工程设计,并对边坡加固工程施工程序与原则进行了探讨。工程成功实践表明,桩板式挡墙加固高压铁塔边坡在增加边坡安全系数的同时减少了对现有铁塔塔基的施工干扰,而与整体改移铁塔相比又大幅降低了工程投资。     

特大型溶洞隧道综合处治方案及施工技术

为解决岩溶地区公路隧道修建过程中特大型溶洞难跨越的问题,采用理论与现场相结合的方法,综合考虑特大型溶洞的特点与处治难点,提出采用"承载桩基-纵横框架梁板-钢筋混凝土挡墙"组合处治结构与洞渣回填综合处治的方案,在此基础上建立一套以回填为基础、自下而上交叉施工处治结构的施工方法,并提出洞渣回填、承载桩基、纵横框架梁板结构及钢筋混凝土挡墙结构施工等关键技术。现场施工实践证明,该溶洞处治效果良好,能保证隧道施工安全与结构安全。     

武广高速铁路路堑边坡变形破坏特点与处治措施

武广高铁沿线分布有大量的软质岩和土质路堑边坡,由于强降雨及开挖后边坡加固与防护工程的滞后等原因,部分工点在施工期间产生了大小不一、因素复杂的变形破坏。从工程地质条件、水的作用和工程活动等方面,分析了边坡变形破坏产生的原因及影响因素;基于对处治措施的技术可行性、适用性、安全性及经济性等综合考虑,对部分典型工点的处治方案进行了介绍。处治工程取得了较好效果。     

碎裂结构路堑岩质边坡稳定性评价与治理设计

以湖北省209省道宣恩段东门关隧道进口段的典型碎裂结构路堑岩质边坡为例,针对该边坡工程地质、水文地质、岩体结构特征以及前期变形破坏迹象,判断出边坡的可能破坏模式,并在此基础上,通过现行规范推荐的不平衡推力传递法,对边坡的稳定性进行评价。在治理设计过程中,提出避开规范使用的常规技术,而采用削坡、锚杆、格构以及挡墙等措施,为解决碎裂结构路堑岩质边坡的分析与治理难题提出一种新的思路。     

滨海软土地区管廊路基变形特性分析

以福州滨海新城管廊路基工程为依托,运用FLAC3D有限差分软件,模拟软土地质条件下管廊路基施工阶段及工后运营期沉降特性。结果表明:基坑开挖阶段,基底最大隆起量为基坑开挖深度的0.14 %,开挖对地表影响范围为4～5倍的开挖深度,基坑侧壁水平位移最大值为开挖深度的0.14 %,大致在基坑开挖深度2/3处;基坑回填结束,管廊沉降逐渐增大并表现为均匀沉降;路基回填结束,管廊产生了0.25 %的倾斜率。路基沉降受管廊影响,出现不对称沉降,左右两侧最大差异沉降率分别为1.33 %,1.00 %。管廊位置处沉降出现突变,两侧沉降值最大相差22 mm;工后20年时,管廊沉降值及横向位移值变化不大,倾斜率变为0.42 %,路基沉降变为竣工时4倍,左右两侧最大差异沉降率分别为0.38 %,1.00 %,管廊存在处路基顶面出现S型沉降曲线,且该现象越来越明显。     

浅埋暗挖大跨黄土隧道下穿地下行包通道沉降分析及对策

机场地下行包通道沉降控制要求高,且不能中断运行,新建浅埋暗挖大跨黄土隧道下穿施工风险高,施工不当会引起地下行包通道沉降、变形,甚至引起混凝土结构开裂。为找出下穿隧道施工过程中引起通道底沉降的关键步序,更好地控制沉降,采用三维数值模拟方法对新建隧道下穿机场地下行包通道进行了沉降分析,并通过在隧道开挖过程中洞内采用分步开挖、大直径管棚超前预支护、初期支护和二次衬砌背后回填压浆等沉降控制措施,将通道底板沉降控制在3 mm左右,并在施工过程中加强监测,能够保证既有地下行包通道的结构安全。