深长隧道涌水量预测的三维数值模拟研究

隧道建设中涌水问题处理不当会对当地生态和社会环境产生重大影响,因此有必要准确进行隧道涌水量的预测。文章以岳武高速明堂山隧道为例,通过对地表水集水区、边界条件和初始条件、断层因素概化、地下水模拟方法等进行分析,利用有限差分程序MODFLOW模拟计算基岩裂隙含水介质中深长隧道开挖的涌水量,并评价隧道开挖对周边地下水环境的影响程度。分析结果表明,隧道开挖至断层F7的瞬时涌水量在1 000 d后基本降至稳定涌水量水平,稳定涌水量的模拟计算结果与隧道内涌水量实际测量结果相近;隧道开挖对周边地下水环境的影响主要集中在隧道轴线断层附近以及部分山脊处,其余地段降深不明显。     

雪峰山特长深埋公路隧道涌水量灰色预测

文章针对邵怀高速公路雪峰山特长深埋隧道排水设计及施工现状,通过众多方法比较分析,优选采用灰色理论来预测隧道开挖距离与涌水量问的关系,以预测隧道开挖后总的涌水量,为中心水沟管径大小设计提供依据,对指导隧道施工具有现实意义。     

天平线关山隧道涌水量预测技术研究

在富水位地区建设特长隧道中通常会发生涌水灾害,因此准确预测隧道涌水量能科学指导隧道的设计和施工。新建关山隧道处于关山褶皱带,地下水循环强烈,岩体节理发育,对工程施工的安全影响较大。基于此,文章对关山隧道水文地质情况进行分析,采用不同涌水量计算方法对隧道各研究区段涌水量进行预测。通过对比分析,发现地下径流模数法预测结果较为符合实际。同时,采用FLAC3D软件对关山隧道各区段进行了平面涌水模拟,并对地下水位线高度进行了反演分析,获得了与实际相符的地下水位线高度。然后,根据反演得到的参数对关山隧道施工涌水量进行三维数值模拟预测,获得的施工涌水量可为实际工程提供参考。     

某大跨度隧道支护破坏原因分析

文章针对某采用双侧壁导洞法施工的大跨隧道在导洞施工过程中的临时支护破坏现象,结合实际的净空收敛监控数据对支护内力进行了反分析,重点就支护破坏形成原因进行了分析。分析结果表明:当导洞下台阶开挖时,导洞内壁会产生较大的水平变形,且后续导洞开挖对先开挖侧导洞临时支护变形影响较大;下台阶位置处临时支护以承受弯曲应力为主,受力状态较为不利,易因弯曲应力过大而导致拉裂破坏;先行开挖侧导洞临时支护在后开挖侧导洞施工的反复影响下,无论是轴向应变还是弯曲应变均明显高于后开挖侧导洞,破坏程度因此也更为严重。     

厦门海底隧道穿越F3风化深槽施工技术

针对厦门翔安隧道海域段F3风化深槽的地质特点.文章主要论述了采用周边帷幕注浆、超前长管棚进行预支护,以及采用三台阶法进行开挖的施工技术.经过综合超前地质预报,进一步探明了风化槽的规模、风化程度、涌水量及对施工的影响程度.施工过程中,根据掌握的地质资料,随时进行动态设计、动态施工,这种信息化的工作方法既能保证施工安全,又加快了工程进度,并能最大限度的节约建设投资.本工程施工中采用先进的施工设备以及现场组织管理工,作为顺利穿越F3风化深槽起到了很重要的作用.     

相邻隧道扩挖施工影响分析

采用现场实测和数值计算方法,对乌鞘岭志留系地层板岩夹千枚岩地段左线隧道扩挖施工引起右线隧道的围岩状况和既有支护结构的受力变化进行分析。结果表明,两相邻隧道在不同施工阶段进行导洞开挖和扩挖前后存在一定程度的群洞效应作用,扩挖施工引起右线隧道向左线隧道产生了较小的侧移;在左线隧道扩挖后,右线隧道既有衬砌的接触压力、结构轴力和弯矩均有明显增大,但衬砌结构的安全系数均满足规范要求,处于安全状态。     

兰渝铁路关子岭隧道施工方法的数值分析

以兰渝铁路关子岭隧道工程为依托,针对大断面隧道的施工方法进行数值模拟,分别对台阶式、双侧壁导洞式、全断面开挖,以及导洞超前扩挖四种开挖方式进行计算,对比应力、位移和塑性区,得到较优的开挖方案.计算结果表明,双侧壁导洞式与导洞扩挖式开挖位移变化幅度较小,没有出现拉应力,塑性区对称分布,施工难度较小,且面积较小,优于其他方案.     

流变性软土隧道施工与运营期群桩响应分析

在软土隧道施工与运营期间,隧道周围土体沉降会对附近建筑物产生不利影响。文章采用两阶3D段分析方法,借助有限差分软件FLAC探讨在考虑软土流变特性时隧道施工期与运营期的土体沉降与邻近群桩受力情况。在第一阶段,当隧道处于开挖阶段时,采用位移控制法分析隧道开挖引起的土体短期沉降,将模型中的土体沉降槽曲线、桩体挠度、沉降、弯矩、轴力与相关文献计算结果进行对比,验证数值模型的正确性。在第二阶段,当隧道处于运营期时,采用CVISC流变模型对土体长期沉降与群桩附加受力进行计算,探究CVISC模型中4个参数对土体变形及群桩响应的影响,并提出隧道运营期长期沉降拟合公式。     

极小净距交叠隧道下行双线施工间距优化研究

针对极小净距交叠隧道受力复杂、爆破不易控制及支护困难等特点,文章以青岛地铁枣李区间隧道交叠段为研究对象,对下行隧道五种不同开挖间距进行数值模拟,分析了下行双线不同间距下地表及拱顶沉降分布特征。结合数值计算及理论分析对不同开挖间距下的围岩稳定性及施工经济性进行研究。结果表明:随着两平行隧道交错开挖间距的增大,隧道上方地表沉降、拱顶沉降和塑性区体积逐渐减小,但与此同时施工工期将会延长,工程支出相应增加,最终通过多指标综合判别确定出隧道左、右线交错开挖间距在25~35 m时较为合理。研究成果确保了极小净距交叠隧道施工的安全稳定及经济可行性,可为同类工程建设提供理论依据和实践经验。     

开挖工况对偏压连拱隧道结构及上覆山体稳定性的影响

文章采用弹塑性有限元数值模拟,对不同开挖工况下地形偏压连拱隧道围岩及主体结构的应力场、位移场、破坏区分布进行了分析,研究了开挖工况对隧道上覆山体稳定性的影响。分析表明,当先开挖浅埋侧隧道时,围岩、结构及上覆山体稳定性都要优于先开挖深埋侧隧道的方式,其计算结果可为同类隧道的设计、施工提供有益的参考。     

海底隧道涌水量的预测及其应用研究

文章采用理论分析方法,推导了均质围岩中海底隧道注浆圈外表面、衬砌外水压力及涌水量的理论解析公式,并分析了涌水量与各量值之间的关系。通过对地下水渗流场数学模型研究,采用等效连续介质模型用数值方法分析了隧道渗流场的分布,计算出海底隧道的每延米涌水量,并与理论解析解进行了对比分析。结果表明,海底隧道的涌水量不仅与围岩和注浆圈的渗透系数的比值关系密切,而且还与隧道的半径、远场水压力、注浆圈的半径有关;数值计算所得结果与理论解析公式计算得到的涌水量基本一致;为了确保海底隧道施工及运营的安全,应采取"以堵为主,限量排放"的治水方案。     

轴对称解对隧道衬砌水压力计算的适用性研究

文章根据渗流理论推导了隧道衬砌水压力的轴对称解,并利用数值分析方法研究了轴对称解对不同形状隧道断面与浅埋隧道的适用性.研究结果表明:轴对称解适用于非圆形隧道断面衬砌水压力的估算；隧道断面形状对衬砌水压力折减系数的影响较小,可以忽略不计,其影响大小主要由衬砌与围岩的渗透系数比值决定.对于浅埋低水头隧道,用轴对称解计算的毛洞流量Qm与数值解比较,其误差较大,最大误差为36.5％；但用来计算衬砌水压力p1以及衬砌后水流量Q1时,误差相对较小,最大误差为6.3％,特别是利用轴对称解得出的衬砌水压力值与利用数值解得出的衬砌水压力特征值最大误差仅为3.4％.     

天山新二号双线铁路隧道断层坍方处理设计计算

天山新二号双线铁路隧道施工中,由于地质情况不明发生了断层破碎带坍方。根据坍体形态,对空腔地段采用明洞通过,对堆碴地段采用固结注浆大管棚支护、侧壁导洞法开挖,顺利地通过了坍体。文章对管棚结构承受的荷载及受力进行了探讨和检算,对明洞结构的护拱及缓冲层进行了设计计算论证。     

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.     

陡坡富水斜井仰拱施工技术

大相岭泥巴山隧道2#通风斜井左线全长909.38 m、倾角17°29′19″(坡度31.5%),右洞斜井912.7 m、倾角16°41′12″(坡度30%),采用有轨运输系统,地质情况复杂,日涌水量达27 000 m3/d。文章介绍了长大陡坡富水斜井仰拱施工技术,采用先浇筑仰拱两侧墙角处边墙混凝土,完善了排水系统,保护了拱脚,使得仰拱能够全幅一次浇筑,确保了混凝土质量,并使结构安全稳定及工程稳步推进,加快了施工进度,颇值类似工程借鉴。     

利用涌水的公路隧道消防供水系统

隧道涌水是施工、运营中引人关注的问题,文章以福建漳诏高速公路鼓志山隧道为例,介绍了利用隧道涌水取代深井系统取水、以高位水池重力流取代全自动加压供水的消防供水系统。     

基于灰色关联分析的某隧道涌水来源识别

文章采用灰色关联分析方法并将其编写成Excel VBA程序,对某隧道进口端涌水的可能来源进行筛选识别,取得了较为满意的计算结果,从而为相关部门制定针对性的隧道涌水整治方案提供了理论依据及技术支撑。     

宜万铁路齐岳山隧道F_(11)高压富水断层注浆法与冷冻法方案比选与实施

随着铁路跨越式发展需要,大量高等级的铁路即将投入建设,由于受到设计时速和地形的限制,大量的铁路地下工程需要穿越原来被认定为"施工禁区"的地段,建设者将面临更多的施工难题.宜万铁路齐岳山隧道F11断层横穿隧道长度253 m,规模极其宏大,断层带由构造角砾岩、碎裂岩和断层泥组成,胶结松散、岩体破碎,稳定性极差.现场超前深孔钻探实测单孔最大涌水量为1 800 m3/h,最大水压力2.6 MPa,高压富水的存在使断层施工难度更大.针对F11高压富水断层,将注浆法与冷冻法在安全可靠性、工法适应性、计划工期和经济性四个方面进行了比选,最终决定采取注浆法.通过现场试验与实施,顺利地完成了F11高压富水断层的注浆堵水加固,保证了隧道的安全施工.     

宁波甬江沉管隧道大修设计与施工

甬江沉管隧道是我国最早建设的沉管隧道,处于淤泥质软土地层和大回淤感潮河段。该隧道在安全运营11年后,对包括沉管裂缝、引道结构裂缝及渗漏水、引道横撑结构缺陷、路面结构、隧道排水系统等土建设施进行了大修设计和施工,并对通风、照明等机电系统进行了全面升级改造,同时针对备受关注的沉管段沉降安全问题提出了沉降控制策略。通过大修工程的实施,改善了隧道的运营条件,提高了隧道结构的安全性和耐久性。     

连拱隧道先行洞室支护体系施工力学性态研究

结合连拱隧道工程实践,对隧道施工中先行洞室支护体系应力进行相关监测,分析不同开挖工序下应力变化规律。研究结果表明:先行洞室上台阶及仰拱开挖引起了支护应力较大变化及重分布,为支护稳定的控制点;隧道开挖对支护应力的纵向影响距离大致为隧道跨度的2倍,约为20～25 m;开挖效应消失后,左右拱圈45°处应力的时间效应较其它位置要明显;封闭支护结构是改善结构受力的有效途径,应及时施作仰拱和形成封闭环。该研究结论可为类似条件下连拱隧道设计施工和现场监测提供借鉴与参考。