偏压隧道明洞地震动力反应分析

结合具体工程,用动力有限元法研究了偏压隧道明洞在水平地震力作用下的全时程动力反应,得到了衬砌结构各控制点的位移、加速度及内力响应规律;对比分析了采取加固桩措施对隧道结构的动力响应的影响。结果表明:在人工地震波作用下,衬砌墙脚、拱肩为抗震薄弱位置;需要采取措施提高偏压隧道洞口横向边坡的稳定性;这些结果对类似工程设计具有现实指导意义。     

浅埋偏压公路隧道衬砌裂损病害统计及成因反演分析

基于广东地区某三车道高速公路隧道浅埋偏压段衬砌裂损病害检测数据,采用数理统计方法对衬砌裂损病害进行统计分析。结合隧道施工及检测情况,对浅埋偏压段隧道结构受力情况分别采用荷载-结构法和地层-结构法进行了数值反演计算。计算结果表明:对于隧道的浅埋偏压段,地层-结构法得到的衬砌受力情况更加吻合隧道衬砌裂损状态,受隧道施工及地形偏压的影响,浅埋侧隧道拱部围岩塑性应变和围岩压力大于深埋侧,因衬砌钢筋保护层较厚,导致钢筋无法有效约束裂缝发展,进而造成浅埋侧衬砌大面积开裂。     

复杂条件下隧道衬砌结构安全性评价

为了深入探讨浅埋、大跨度、偏压等复杂条件下公路隧道衬砌结构的安全性,结合卧龙岗隧道左线出口段浅埋偏压、边坡滑动以及断裂带等不利因素,对可能出现的隧道结构安全问题进行了分析论证;通过分析围岩位移稳定性、边坡稳定性以及衬砌结构受力情况,对隧道二衬的安全性进行了全面评价。结果表明:卧龙岗隧道围岩位移基本趋于稳定,边坡处于稳定状态,隧道出口段整体是安全稳定的;该评价结果为隧道后期的安全运营提供了可靠依据。     

以明洞形式通过不稳定边坡的技术研究

对绵九高速公路某隧道右洞进口区左侧不稳定边坡的局部滑塌机理进行了探讨，同时采用有限元法对自然边坡进行了稳定性分析。为了防止左侧边坡碎落和进一步滑塌，就延长明洞+外侧偏压挡墙+大管棚注浆加固和桩板墙方案进行比选。从工程安全和环保的角度考虑，最终采用延长明洞+外侧偏压挡墙+大管棚注浆加固的治理方案。通过有限元模拟得出施工过程中的危险部位，指导了边坡施工，可为类似隧道洞口边坡的治理提供参考。     

某隧道洞口病害特征及健康状态评价

针对某高速公路隧道工程运营期间出现的病害进行现场调查统计,主要包括裂缝、掉块、错台、渗漏水。对以上四种病害的形态进行了描绘和测量,结合施工期地质观测报告、施工记录、施工监控量测资料、现场调查情况,分析病害产生的原因。研究发现:地质因素、设计因素、偏压荷载以及施工因素是导致该隧道衬砌病害的主要原因。此外,混凝土干缩也会促进裂缝的产生。     

基于滑塌实例的边坡力学参数反算与破坏模式分析

高速公路隧道洞口常存在明显的偏压,一般在偏压洞口明暗交界前方设置明洞。为减少开挖量,偏压侧临时边坡往往较陡,受降雨或施工扰动易产生失稳滑塌。针对隧道洞口临时边坡滑塌的工程实例,采用极限分析上限有限元法反算边坡力学参数,并进行边坡破坏模式特征的探讨,从而为类似地质条件下隧道洞口边坡稳定性分析、加固与防护以及现场施工提供借鉴。     

基于滑塌实例的边坡力学参数反算与破坏模式分析

高速公路隧道洞口常存在明显的偏压,一般在偏压洞口明暗交界前方设置明洞.为减少开挖量,偏压侧临时边坡往往较陡,受降雨或施工扰动易产生失稳滑塌.针对隧道洞口临时边坡滑塌的工程实例,采用极限分析上限有限元法反算边坡力学参数,并进行边坡破坏模式特征的探讨,从而为类似地质条件下隧道洞口边坡稳定性分析、加固与防护以及现场施工提供借鉴.     

连拱隧道衬砌裂缝现场调查与数值模拟分析

裂缝对于隧道的安全运营有着十分不利的影响。该文对云南地区多座连拱隧道的衬砌裂缝病害进行了现场调查与统计分析,得到衬砌裂缝的主要类型和分布特征规律,并就产生裂缝的主要影响因素进行了总结。在此基础上应用Abaqus有限元分析软件,分别考虑偏压、局部空洞和不均匀沉降的作用,对连拱隧道衬砌结构进行了数值模拟,分析了裂缝的分布及发展规律,总结了裂缝产生的主要原因,即衬砌的施工质量问题在偏压、局部空洞和不均匀沉降等外界因素的诱导下,导致隧道衬砌的开裂。     

运营隧道衬砌结构病害检测及成因分析

隧道衬砌结构病害将影响隧道的承载能力和运营安全,为了加深对隧道病害的认识,更好地指导运营隧道衬砌结构病害整治,有效预防新建隧道病害,文中结合工程实例,对运营期隧道村砌结构病害检测方法进行了论迷,分析了隧道衬砌的变形特征及其病害产生的原因.     

基于扩展有限元的隧道偏载致裂机理及对策措施研究

偏压是导致隧道衬砌裂缝的原因之一,为了研究隧道衬砌在偏压作用的开裂机理,采用扩展有限元方法,模拟了偏压地形情况下的破坏模式,在局部偏压下的衬砌裂缝分布、位移收敛、内表面裂缝扩展以及界面偏心距特征。最后提出了针对性措施,即针对偏压地形的偏压挡墙明洞、反压护拱以及针对局部偏压的加大截面厚度和不对称配筋措施。     

复杂地形条件下桥隧相连隧道洞口结构设计研究

蒙华铁路坪桥1号隧道进口洞顶基岩外凸、洞顶以下岩面高且直立、洞顶上部地形偏压高陡,地形条件极其复杂。营盘山大桥与坪桥1号隧道进口紧密相连,存在桥台与隧道洞门结构相互干扰以及边坡防护、隧道出洞和洞口场地布置等一系列难题,设计难度极大。为解决这些难题,通过对现场实际地形、地质情况进行研究,对比分析"整体式"与"分离式"桥隧相连结构的优缺点,提出桥台与隧道相结合的"整体式"桥隧相连结构方案;同时,针对地形偏压高陡,提出非对称结构设计方案,实现了隧道"零"仰坡出洞,解决了洞口边坡防护的难题;最后,提出架立临时贝雷梁的方案,解决了隧道出洞及洞口场地布置的难题。     

台阶法在超大断面浅埋偏压隧道中的应用研究

为探索台阶法在超大断面浅埋偏压隧道施工中的可行性,以蒙华铁路石岩岭隧道为研究对象,对台阶法和传统分部开挖法进行比选,提出三台阶临时仰拱+竖向支撑的开挖工法,并采用MIDAS有限元软件建立地层-结构模型,对施工各阶段隧道-围岩体系的应变-应力进行模拟分析,以判断开挖过程的结构风险。对台阶法施工过程中出现的拱顶沉降大、初期支护出现裂缝、爆破对软硬不均地段的影响和地表土体开裂等问题进行分析并提出相应的对策,现场实施效果表明:台阶法能满足石岩岭超大断面浅埋偏压隧道施工安全的要求,且具有施作技术简单、高效快捷的优点,可为类似工程施工提供参考。     

地下拱箱复合结构隧道明挖顺筑法修建关键技术

为解决隧道与既有道路的立体衔接问题,结合厦门市机场路（仙岳路-演武大桥段）第JC3合同段采用的拱箱复合结构明挖暗埋隧道,对大型拱箱复合结构施工的重难点进行分析,探讨安全优质、高效组织地下拱箱复合结构隧道施工的关键技术。主要结论如下： 1）采用拱箱复合结构明挖暗埋隧道,解决了厦门市成功大道梧村山隧道进口段在周边环境复杂、场地狭小条件下隧道与既有道路的立体衔接问题; 2）研制出的大跨度拱结构衬砌模板台车,较通常的万能杆件组合模板衬砌方法大幅提高了衬砌施工质量和工效; 3）拱圈混凝土浇筑采用联拱对称、分层分段的施工方法,有效地避免了施工冷缝。     

南水北调中线穿黄工程二次衬砌预应力环形张拉施工技术

南水北调中线穿黄工程地下隧道埋深大，达到50 m，从南向北分别穿过邙山和黄河漫滩，属于有压力承水隧洞。为了达到隧洞结构的安全要求，采用预应力混凝土保证通水过程的结构安全。隧道先由盾构法施工、管片拼装成型，再进行二次衬砌混凝土浇筑，在混凝土内部预埋波纹管，穿钢绞线对已浇筑的混凝土结构进行环形张拉预应力施工。介绍环形张拉的施工工艺、技术要求、重难点及处理技术，并通过模型计算及数据建立得出钢绞线伸长值和摩阻因数的关系。实践证明： 南水北调中线穿黄工程运用二次衬砌预应力环形张拉技术能够满足正常输水对结构的要求，确保输水工程的安全。     

漫谈矿山法隧道技术第五讲——衬砌（一）

从使用性、应对未来不确定因素和特殊围岩时补充支护的力学功能等方面分析二次衬砌的功能,说明二次衬砌是确保隧道使用性、耐久性、降低不确定因素影响及具有力学功能的不可或缺的构件。分析衬砌的耐久性： 目前各国对衬砌的计划使用期限的规定一般是100年;调查显示,混凝土衬砌经过修补或采用“预防维护”体制,可以满足100年的耐久性要求,但运营隧道的衬砌有随时间逐渐劣化的趋势。隧道结构劣化的原因除了施工质量未达到设计要求外,主要是围岩劣化和衬砌本身劣化。结合日本的试验分析认为： 在耐久性设计中,可以不考虑围岩劣化的问题。混凝土衬砌的耐久性,多数情况下取决于混凝土的施工工艺。调查发现目前衬砌存在的主要问题有： 1）衬砌混凝土不密实; 2）衬砌背后留有空洞; 3）衬砌厚度不均匀,拱顶厚度偏薄且留有空隙; 4）衬砌混凝土存在潜在的裂缝。总结各国在提高隧道二次衬砌耐久性方面的主要措施： 1）尽可能不采用钢筋混凝土衬砌; 2）采用钢筋混凝土时,保护层厚度应不小于50 mm; 3）采用喷混凝土作为二次衬砌时,除计算厚度外,应增加50 mm的保护层厚度; 4）二次衬砌应设置仰拱; 5）仰拱和拱墙须“闭合成环”; 6）改善混凝土施工工艺; 7）减少混凝土衬砌的初始缺陷。认为在现有技术的基础上做好6）、7）两点,衬砌的耐久性将得到极大的改善。针对6）、7）两点,介绍日本在衬砌施工关键工艺--浇筑、捣固和养生方面的做法： 拱顶部水平压入浇筑工法、隧道衬砌拱顶捣固系统、喷雾养生和采用塑料模板,以期为我国同仁提供借鉴。     

浅埋大跨偏压隧道的破坏模式分析

为研究浅埋大跨偏压隧道破坏模式,利用有限元强度折减法对三心圆曲墙式断面隧道和马蹄形断面隧道在不同埋深、坡比工况下的塑性应变和安全系数进行研究,得到隧道的破坏模式及发展规律:无偏压条件下,随着埋深增加,三心圆曲墙式断面隧道最大塑性应变由拱肩向下转移到边墙附近,而对于马蹄形断面隧道,当埋深较浅时,在拱肩和边墙出现破裂面,随着埋深的增加拱肩的破裂面逐渐向边墙脚转移;当存在偏压时,三心圆曲墙式断面隧道浅埋侧先破坏,随着埋深的增加,最大塑性应变由浅埋侧拱肩移到浅埋侧边墙位置,对于马蹄形隧道,破裂面从浅埋侧拱肩和深埋侧边墙转移到墙角;在同一埋深条件下,三心曲墙式断面隧道安全系数高于马蹄形隧道安全系数。     

偏压隧道洞口段坡体钢花管注浆加固效果分析

为了解决偏压隧道施作套拱初期致局部坡体滑移的问题，提出3种边坡加固方案进行对比分析，采用有限元强度折减法，建立相应的计算模型，分析3种加固方案下边坡安全系数、侧坡总位移、有效塑性应变、最大剪应变及隧道开挖的地表竖向位移值。通过对3种加固方案的对比及坡体测点的位移监测数据分析表明： 对边坡施作工况3（对坡面挂网喷浆支护、坡体施作锚杆支护和局部钢花管注浆）的支护方式加固后坡体的稳定性明显优于工况1与工况2这2种坡体加固方案，工况3加固方案不仅提高了边坡的整体稳定性，而且能最大程度减小隧道开挖对地表变形的影响，在工程应用中取得了较好的经济效益与社会效益。     

某强倾倒变形体内浅埋偏压洞口段的隧道变形分析及处治技术研究

以处于强倾倒变形体内并在施工过程中出现过2次变形的浅埋偏压隧道进口段为研究对象,针对实际工程地质条件及变形情况,应用新奥法原理及拱效应理论,以变形观察及监控量测为信息化施工手段,及时采用堆（填）碴反压、注浆加固、网喷补强支护等一系列有针对性的补救措施,在洞内成功地加固变形隧道,制止过大变形可能诱发隧道塌方及山体滑坡的险情; 并在后续施工中,通过调整支护参数和利用创新的“三台阶八步法”施工方法,安全、顺利地完成后续不良地质段的隧道施工任务。     

不同围岩和埋深条件下土-结构接触界面对衬砌结构横向地震响应特性的影响分析

土与地下结构在强震作用下易发生错动滑移,会对地下结构的抗震性能产生较大影响。为确保隧道的长期安全性,运用有限元分析方法研究不同围岩和埋深条件下土-结构接触面对盾构隧道衬砌结构横向地震响应特性的影响。结果表明： 1)随着土质条件的提高,无论土-结构接触界面有无考虑错动滑移情况,隧道衬砌结构的轴力极值均显著增大,而剪力和弯矩极值均显著减小,且由土-结构接触界面错动引起的隧道衬砌结构动内力变化幅度显著减小; 随着隧道埋深的增加,由土-结构接触界面错动引起的隧道衬砌结构动内力变化幅度逐渐减小。2)考虑土-结构接触界面错动滑移时,随着土质条件的提高和隧道埋深的增加,隧道衬砌各部位水平滑移量均逐渐减小。3)当隧道围岩条件较差或埋深较浅时,隧道衬砌结构的横截面抗震设计应充分考虑土-结构接触界面对隧道抗震性能的影响。     

马湾隧道浅埋偏压段初期支护变形原因分析及参数优化

为解决伏牛山地区浅埋偏压隧道开挖支护后初期支护大变形问题,从初期支护变形原因、主要的技术措施以及施工组织措施等方面进行研究,采用物探、钻探、试验段、监控量测、数值模拟等方法对初期支护变形原因进行深入分析,并与现场开挖揭示情况比对,得出原设计初期支护参数偏小是造成隧道初期支护开裂的主要原因。根据变形分析结论,在施工现场支护技术上,采用加大初期支护钢架型号、增加系统锚杆及初期支护背后注浆固结等支护措施;在施工组织措施上,遵循短台阶、短进尺、快封闭、仰拱衬砌适时跟进的原则组织施工。采用以上浅埋偏压隧道施工方法,能有效地控制初期支护变形,确保隧道施工安全。