高速铁路黄土隧道初期支护受力特性研究

支护结构的合理设计是大断面黄土隧道设计的关键环节。文章结合在建铁路黄土隧道,采用数值模拟,分析了大断面黄土隧道在不同初期支护时机情况下,支护结构、围岩受力状态和力学行为变化情况;基于控制围岩变形为核心,对大断面黄土隧道施工中初期支护施作时机的选择给出了合理的建议;根据现场监测结果,总结出了黄土隧道初期支护受力规律。黄土具有明显的流变特性,支护结构受力很大一部分承受围岩流变产生的附加荷载;另外,支护结构受力在空间上分布并不均匀对称,这些在设计中都应加以考虑。     

鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨

隧道二次衬砌开裂成因复杂,只有分清隧道二次衬砌开裂原因,才能对其提出合理的处治对策,以保证隧道施工、运营安全。文章以某高速公路(炭质)千枚岩隧道为例,基于隧道出口段二次衬砌开裂特征,结合现场监控量测以及工程地质条件,分析该隧道二次衬砌开裂主要原因是围岩地质条件差、围岩级别低且二次衬砌施作过早。然后进一步采用数值计算分析不同二次衬砌施作时机下的应力特征,结果表明:二次衬砌施作过早导致边墙和拱腰附近二次衬砌内侧产生较大的拉应力,且二次衬砌施作越早,拉应力越大,这将导致二次衬砌张拉开裂;在初期支护变形量为隧道最终变形收敛值的65%~70%之后施作二次衬砌较适宜。建议在类似隧道施工中加强监控量测,严格控制二次衬砌支护时机。     

大断面浅埋偏压隧道CRD法施工工序研究

文章以良村隧道CRD法施工为工程背景,布设了变形监测点及内力测试元件,分析了CRD法施工隧道围岩变形情况及结构内力特征,并对CRD法施工隧道在不同开挖顺序下的开挖过程进行了数值模拟,分析比较了不同开挖顺序时的围岩位移、应力变化情况。结果表明:CRD法对各分部施工工序影响较大,且各分部对拱顶下沉的影响程度从大至小依次为1部、2部、3部和4部;隧道内侧围岩压力大于外侧,钢支撑内力均为压应力,且拱腰位置轴力大于其它部位。比较隧道开挖变形的差异以及结构的受力特点,结合数值分析结果,得出了山体外侧先开挖方案无论在围岩变形还是隧道结构受力方面相比于山体外侧后开挖都较小,安全系数相对较高。因此,合理的施工工序应该是先进行山体外侧开挖并施作初期支护,然后再在山体内侧开挖施工。     

公路隧道洞口段支护结构加强设计优化研究

结合目前公路隧道洞口段支护结构加强设计存在的问题,文章从洞口段与洞身浅埋段的围岩特性、荷载作用特点入手,基于超前管棚、初期支护、二次衬砌的作用机理,分析了支护结构在不同围岩条件下的作用特点,给出了洞口加强段和洞身浅埋段衬砌设计的合理化建议。主要得到以下结论:(1)洞口段围岩破碎,自稳能力差,超前支护为围岩早期稳定提供条件,初期支护为主要承载结构,二次衬砌承担部分荷载并提供一定的安全储备;由于洞口段衬砌上覆荷载较洞身浅埋段小得多,不宜加强二次衬砌,因此洞口加强段衬砌设计应以加强超前支护与初期支护为主。(2)洞身浅埋段围岩较完整,有一定的自稳能力,二次衬砌为主要承载结构,初期支护主要发挥与围岩粘附的协同作用;洞身浅埋段衬砌设计应以加强二次衬砌为主,并要控制施作时机。     

雁门关隧道挤压性围岩变形控制技术

北同蒲取直线雁门关隧道软弱围岩段埋深大,构造应力水平高,给隧道施工变形控制造成了极大困难。文章根据雁门关隧道挤压性围岩的工程特性,对洞室变形控制措施进行了研究。首先通过有限差分法(FLAC3D)数值计算确定了弧形导坑预留核心土三台阶七步开挖法的核心土合理长度;其次根据隧道塑性区范围与形状优化了系统锚杆的长度;而后通过对双层支护力学效应及内层支护施作时机的研究,得出理论上雁门关隧道的内层支护最佳时机为内层支护与外层仰拱同时施作;最后通过数值计算和现场工程实践,形成了"3~4 m核心土长度+超前支护+优化设计的系统锚杆及锁脚锚管+双层支护(H175+I22a)"的雁门关隧道挤压性围岩变形综合控制技术。该技术对在构造应力发育的软岩地区修筑隧道具有一定的借鉴意义。     

乌鞘岭特长隧道软弱围岩大变形特性研究

乌鞘岭特长隧道全长20050m,是我国目前正在修建的国内最长的单线铁路隧道.隧道施工中发生了严重的围岩大变形,主要表现为隧道中部岭脊地段F4～F7断层构成的"挤压构造带"在深埋高地应力条件下的软弱围岩大变形,拱顶最大下沉及侧壁最大水平收敛变形量均达1000mm以上,导致初期支护开裂破坏并严重侵入衬砌净空等,不得不将初期支护全部或部分拆除重做,再施作二次衬砌.文章对隧道区域工程地质环境、软弱围岩变形力学特性及初期支护破坏规律、围岩变形的影响因素等进行了分析研究,并讨论了隧道围岩加固、初期支护预留变形量与二次衬砌施作时机等问题.     

崇遵高速公路凉风垭隧道严重变形分析

文章从地质构造、设计和施工等方面分析了造成软弱破碎围岩隧道初期支护严重变形的原因,用渐近线和双曲正切函数推导测点最终位移量和各阶段位移速率,研究变形隧道的开挖及支护对策,并探讨了提前施作二次衬砌的必要性.     

某高速公路隧道严重变形分析及处理

本文从地质构造、设计和施工等因素分析造成软弱破碎围岩隧道初期支护严重变形的原因，用渐近线和双曲正切函数推导测点最终位移量和各阶段位移速率，研究变形隧道的开挖及支护对策，探讨提前施作二次衬砌的充分必要性。     

富水糜棱岩大断面隧道Ⅵ级围岩变形控制技术

改建的成昆铁路秀宁隧道出口段(510 m)通过罗茨-易门大断裂,并下穿龙潭水库,隧道围岩为罕见的富水糜棱岩,围岩级别为VI级;富水糜棱岩开挖后呈流塑状,极易产生涌泥和溜坍,导致初期支护产生大变形。文章基于糜棱岩抗剪强度的水稳性试验研究,针对该段隧道工程提出了采用全断面超前预注浆并辅以大管棚控制围岩变形的支护方法,以及三台阶七步开挖法进行了数值模拟分析。分析结果与围岩变形监测结果均表明,全断面超前注浆可以有效堵水和挤水,实现富水糜棱岩地层的排水固结,提高围岩强度;大管棚超前支护及大拱脚三台阶七步开挖法可以有效控制围岩变形,保证施工安全。     

大断面黄土隧道初期支护与围岩相互作用机理研究

依托已修建并投入运营的郑西高速铁路,针对开挖面积达170m2的大断面黄土隧道,进行了不同钢架形式作用机理的研究,明确了型钢拱架和格栅拱架的适用条件;采用现场对比试验等研究手段,在浅埋老黄土隧道中分别设置了型钢钢架、格栅钢架对比试验段.试验结果表明,两种钢架初期支护变形相当;两种钢架的应力均在允许值范围之内,但格栅钢架应力较小;格栅钢架的围岩-初期支护接触压力分布较均匀;两种钢架组合支护在控制大断面黄土隧道拱顶下沉方面无明显差异,水平收敛基本相等.另外,基于混凝土早期强度试验,采用围岩-结构法,根据组合支护与围岩的特征曲线,研究分析了围岩与组合支护的相互作用机制,最终得出了格栅钢架在大断面黄土隧道中的适用条件,以及在不同围岩条件下初期支护的设计参数.     

京源口隧道突水涌泥地段综合处治技术

文章针对京源口隧道右线出口洞内断层带在施工中发生较大突水涌泥坍方的现象,介绍了采取注浆加固坍体、长管棚注浆超前支护等综合处治措施。     

超前管棚支护在浅埋偏压黄土隧道施工中的应用

在特殊地质地段,如砂土地层、黄土地层、裂隙发育地层、浅埋地层、大偏压地层等隧道围岩地层中,采用超前管棚支护并辅以水泥注浆,是一种行之有效的超前支护方法.文章介绍了某浅埋偏压黄土隧道超前大管棚的施工工艺、流程及技术要点,并通过监控量测的数据分析,证明了该方法的可靠性.工程实践表明,超前管棚支护有效地减小了地表下沉和围岩变形,达到了确保不良地质段安全施工的目标.     

考虑水下偏心灌浆的导管架基础抗拔试验

导管架基础的安装和连接会受到海况的影响存在一定安装误差,导致灌浆连接段水下灌浆偏心,产生偏心受力。为研究偏心灌浆对灌浆连接段的影响,验证连接段承载能力、导管架基础的灌浆工艺及灌浆粘结质量,本文将按照水下最大偏心灌浆最不利工况,对导管架基础灌浆连接段进行现场原型抗拔试验。原型试验对海上风电导管架灌浆具有重要的指导意义,为灌浆施工提供数据支持,同时为导管架基础结构设计提供参考依据。     

海底隧道超前预注浆注浆压力选择研究

根据水压测试并结合经验公式初步确定注浆压力,并采用离散单元数值法对不同压力下裂隙内压力衰减状况进行了分析,提出了压力修正意见.通过现场注浆试验和效果检验及开挖揭示表明,采用3～4 MPa的注浆压力在保证堵水和加固效果的同时不会明显击穿海底覆盖层.     

地铁盾构隧道运营期间注浆理论和应用

介绍了地铁盾构隧道注浆基本理论,以及有关规范要求;根据黏性土和砂性土不同的注浆机理,提出采取不同的注浆工艺及措施;对注浆效果无损检测的方法进行了分析。结合工程实例,介绍了对发生沉降的某地铁区间盾构隧道在运营期间实施注浆的过程和效果。     

宜万铁路别岩槽隧道F3 断层突发性涌水治理

宜万铁路别岩槽隧道F3断层在初期支护完成后,由于受地表强降雨影响,突发大规模涌水,使初期支护严重变形。文章主要介绍了F3断层的涌水事故、应急预案,以及通过采取“径向注浆加固-初期支护加强-及时施作二次衬砌”等综合技术措施,有效地治理了F3断层涌水-变形段。     

大跨浅埋隧道极软岩富水界面综合施工技术

针对大跨浅埋隧道极软岩富水界面段施工,传统处理方法多为帷幕注浆固结,但此种工法存在施工周期长、工程造价高等缺点。兰渝铁路咀头隧道在此地质施工时,针对隧道埋深浅的特点,采用地表高压旋喷加固,结合洞内分部开挖、φ89钢管锁脚配合强支护参数等综合措施,达到了快速、安全、经济施工,对类似工程的施工有一定的借鉴和参考价值。     

关角隧道斜井岩溶裂隙水处理技术探讨

文章以西格二线关角隧道3#、4#斜井涌水处理为例,详细介绍了注浆堵水方案、注浆工艺、抽排水设备的配置;并根据灰岩岩溶裂隙水的涌水特征,总结、探讨了斜井施工中堵、排水措施的水量选择标准和注浆措施的选取标准.可为其它类似工程设计、施工提供工程借鉴与参考.     

水平旋喷桩预支护在软弱黄土隧道中的试验研究

为提高软弱黄土隧道地基承载力,针对研究项目洞口段围岩的特点,提出水平旋喷桩预支护方案.经计算分析,参考水平旋喷桩在其它工程项目中的应用情况.初步确定水平旋喷桩加固体的直径、长度、纵向间距等.结合围岩地质条件,采用不同的灰水比、注浆压力、钻机提升速度等施工控制参数开展大规模现场成桩试验.对所有成型桩体直径、长度、3 d及28 d强度进行检验.由检验结果调整预设计参数,得出了水平旋喷桩设计控制指标、施工工艺参数.工程应用表明,采用水平旋喷桩超前支护技术具有较强的适应性和可操作性,提高了软弱黄土地区公路隧道围岩稳定性和地基承载力,可为软弱黄土地区公路隧道的设计与施工提供借鉴.     

施工缝预埋防水注浆系统应用技术探讨

地下工程施工缝部位设置预埋防水注浆系统在城市轨道交通地下防水工程中已经得到了应用，但其防水效果仍存在较大差异。通过总结近年来施工缝防水注浆系统的应用实践，对设计、施工和注浆工艺等技术进行分析和探讨，并提出建议。