浅埋偏压隧道初期支护参数影响分析及优化设计建议

依托吉林省鹤大高速公路回头沟隧道工程,运用有限元数值模拟,从锚杆长度、环向间距、喷混凝土厚度等方面分析隧道初期支护结构参数对围岩稳定性的影响规律。在对称和非对称设计时,综合考虑锚杆轴力、洞周位移以及衬砌的结构安全系数等方面对回头沟隧道浅埋偏压段Ⅴ级围岩的支护结构给出优化设计建议。     

浅埋偏压隧道穿越松散堆积体支护结构受力特性分析

为探究浅埋隧道穿越松散斜坡堆积体时的偏压特性，基于雅康高速日地1号隧道，建立了精确的三维数值模型，运用FLAC3D进行了施工过程的力学分析，并开展了隧道支护结构体系力学行为的现场测试，对其洞口段穿越滑坡堆积体时的围岩变形机理与支护结构非对称受力特性进行了深入研究。结果表明:隧道周边围岩的变形具有显著的非对称特性。初期支护承受较大的荷载，最大围岩压力出现在深埋侧。与变形和围岩压力分布的情况相反，二次衬砌的最大轴力出现在浅埋侧。隧道二衬的安全系数较低，需要较长的时间才能稳定，为了确保隧道运营期间的安全，应适当增加二衬厚度。     

长干1号大跨度隧道浅埋偏压段开挖模拟分析

隧道浅埋偏压段地层较薄,多属于强风化带,围岩一般较破碎,且通常夹有土层,在目前以新奥法设计、施工的隧道中是控制段之一。以安徽省黄山市黄(山)塔(岭)高速公路上的长干1号隧道浅埋偏压段为依托工程,选取一个典型断面即冲沟沟底K13+610处,运用有限元分析软件对其开挖过程和支护结构的性状进行仿真模拟分析,找出危险断面上的重点控制部位以便施工。分析结果显示,按给定的条件和参数,隧道施工开挖和支护安全并有富余。     

枫槎岭偏压隧道施工过程中围岩力学行为分析

通过对进洞口浅埋偏压段隧道施工过程三维数值分析,对隧道开挖过程中的围岩力学行为进行深入研究表明:在隧道开挖过程中,围岩总体处于受压状态,受地形偏压影响,靠近山体侧围岩受力与位移明显大于远离山体侧。因隧道施工过程中采取了合理的预加固及支护措施和施工工法,总体上围岩位移值及塑性区较小,岩体处于稳定状态。同时根据岩体的力学行为特征提出了相应的建议。     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之二：隧道围岩稳定性分析及其判据

作为一个讲座对以往研究成果作一综述。分析隧道围岩稳定性的3种判据,提出有严格力学依据的稳定安全系数作为围岩稳定分析的定量判据。指出围岩有剪切安全系数与拉裂安全系数,并建议采用强度储备安全系数作为围岩稳定安全系数。建立土体隧道稳定分析的新理念和新方法,计算中考虑了围岩的荷载释放,初期支护作为弹塑性材料加固围岩,并应具有一定安全系数,以确保施工安全。二次衬砌作为弹性结构,围岩、初期支护与二次衬砌共同作用确保运行安全。对岩石围岩分级提出初步建议,并以无衬砌围岩安全系数作为各级围岩自稳能力的定量判据,由此反推出各级围岩的力学强度参数,改善了参数的合理性。     

软岩偏压隧道开挖支护力学特点分析

以V级软弱围岩杏花村偏压隧道工程为背景,应用有限差分软件FLAC3D对大断面偏压隧道进行施工动态模拟,研究大断面浅埋偏压隧道开挖过程中力学特点,通过与实际监测结果对比分析,结果基本一致。FLAC3D准确模拟了软弱围岩浅埋偏压隧道开挖情况,结果表明,大断面偏压隧道开挖中,偏压侧位移较大;通过围岩应力状态、衬砌结构内力比较,综合分析了大断面偏压隧道开挖力学特点,结合锚杆支护的数值分析,总结了实际工程中支护方案拟定方法及偏压隧道开挖施工注意部位。     

城市隧道施工过程结构分析研究

以实际隧道工程为研究背景,针对此工程中穿越浅埋地段复杂多变的地质情况:粉质黏土层与软弱破碎V级围岩,采用有限元软件进行结构分析,通过有限元数值模拟分析隧道台阶法动态施工过程。在此基础上,分别对留核心土台阶法的台阶高度与初期喷锚网支护结构作为研究对象,对比不同的上台阶开挖高度、锚杆长度、网喷混凝土厚度情况下围岩的力学特征。根据数值模拟结果及规律,提出该浅埋偏压软弱围岩段隧道的合理的设计支护参数及施工对策。研究结果直接指导该隧道施工过程和支护措施的改进优化与设计控制措施,较好地解决工程实际问题。可为隧道后续设计和施工或类似穿越浅埋软弱围岩等复杂地层条件下隧道施工过程及超前注浆孔的合理布置提供理论支持。     

多位移反分析浅埋偏压隧道初期支护荷载分布研究

为了直接求解浅埋偏压隧道支护结构承受的围岩压力荷载,确保隧道支护结构施工稳定性,解决监控数据难以直观反馈施工优化的技术难题,采用拱顶沉降与水平收敛相结合的多位移反分析法,建立平面有限元模型,引入应力释放率与荷载偏压参数,结合浅埋偏压隧道特点,运用影响值加载原理,推导了围岩偏压分布公式。结合工程实例,对比同断面压力盒数据表明,利用多位移反分析法推导的偏压围岩分布公式可靠,计算结果可靠,公式系数的调整能有效配合并指导施工变更,以期为相似地质条件下隧道监控量测反馈施工再设计提供参考。     

渗流作用下的偏压软岩隧道围岩稳定性分析

偏压隧道施工过程中围岩应力及支护受力情况复杂,当存在渗流作用时,围岩稳定性更难以保证。G316江西段改建工程某隧道围岩节理裂隙发育、岩体完整性差,同时存在地下水、偏压等不利于隧道围岩稳定性的因素。以该工程为依托,通过建立数值模型,分析了偏压软岩隧道围岩的稳定性。结果表明:隧道的拱顶沉降、周边收敛随着地表坡度的增加,出现先减小后增大的趋势,偏压下初衬的安全系数已不能满足规范要求,孔隙水压力最终都大致形成一个以隧道开挖区域为中心的类似于渗水漏斗的分布形状。针对现场初衬施工后出现较大变形和大量渗漏水情况,提出了相关处治措施,通过现场监控量测,证实了处治措施的合理性。     

浅埋偏压隧道洞口段综合施工技术

洞口浅埋偏压隧道围岩破碎、稳定性差,开挖施工过程中围岩极易变形,甚至发生洞口坍塌等安全事故,所以浅埋偏压隧道洞口段的施工尤为重要。本文介绍了浅埋偏压隧道的危害,主要针对隧道浅埋偏压洞口超前支护、开挖进洞方法以及隧道的监控量测方面做了详细阐述,以此概述浅埋偏压隧道洞口的综合施工方法。     

隧道进口段坡体裂缝发生与控制机理

隧道进口施工一直是困扰大型隧道施工的技术难题,在偏压地段更是如此,结合张家口至石家庄高速公路北口隧道进口段工程,针对工程开挖后初期支护和坡体产生裂缝这一隧道进口段代表性工程问题展开了专项研究。采用理论分析与监测试验相结合的研究方法,在全面研究偏压隧道进口段工程裂缝发生机理的基础上,提出了非均匀支护控制措施,并通过控制效果监测数据的稳定性评价验证了机理和措施的合理性。研究结果表明:基于围岩压力和隧道开挖后松动圈、塑性区及变形计算理论,通过支护结构特征曲线与围岩支护需求曲线相结合,分析了北口隧道进口段初期支护和坡体裂缝发生机理;在裂缝发生机理研究的基础上,基于支护结构刚度思想确定了非均匀支护参数。     

偏压软岩隧道施工技术

针对内因造成的偏压问题,讨论偏压软岩隧道施工技术,通过采取相应的施工程序、选取合适的施工方法和辅助施工措施,避免因偏压造成严重的支护结构病害。按照隧道偏压的成因、影响因素以及施工过程中出现的受力变形现象,根据以往成功穿过偏压段的成功方案,对偏压段隧道施工技术进行研究。     

分水界隧道偏压段衬砌受力分析

高速公路隧道洞口段常存在浅埋、偏压等不利因素，在进行隧道结构设计时需要特别考虑。文中针对分水界隧道洪江端V级围岩浅埋、偏压段隧道衬砌结构，选取典型断面，运用有限差分软件FLA^2D进行数值计算，分析了隧道支护结构的受力特征，进行了支护参数的检算与调整。计算结果表明，除隧道拱脚处受力最为不利外，其余截面受力较小，设计采用的支护参数满足安全性要求。     

偏压隧道施工技术安全性分析

偏压是隧道洞口段施工经常遇到的情况,给施工带来极大的困难。统计分析造成隧道偏压的原因,针对某高速公路隧道偏压段,应用数值模拟和现场监测分析其安全性。结果表明：造成隧道偏压的因素有地形因素、地质因素和工程因素;围岩变形和支护结构受力均能满足要求,现场地表沉降的监测值也较小。     

浅埋偏压连拱隧道破坏机理及处治措施研究

目前隧道设计主要采用工程类比法,即依据围岩级别选取相应的支护参数,但对于某些特殊地段,需进行特殊的论证和设计。以杨岗1号隧道进口浅埋偏压段为工程背景,通过强度折减法计算隧道在未采取任何措施情况下和采取反压回填后其安全系数大小及塑性区的分布,对反压回填措施的合理性及有效性进行评估,并根据塑性区的分布指出施工注意事项。     

桦木沟隧道围岩偏压稳定性研究

赛果高速公路隧道工程是新疆地区首次出现的长大高速公路隧道,具有地质环境条件复杂、岩层节理裂隙发育、风化严重、围岩变形大和自稳时间短等特点。通过严格采用新奥法施工,根据监控量测及时进行设计变更并调整初期支护参数和施工工艺,确保了各条隧道的安全和经济施工。针对其中的偏压隧道———桦木沟隧道,通过地表下沉和数值模拟分析了偏压隧道围岩的变形特征以及稳定性状态,并对隧道偏压的影响因素进行了分析,给出了预防和治理措施,对相类似隧道的设计与施工具有参考价值。     

偏压连拱隧道围岩变形的现场监测与分析研究

结合宜(宾)水(富)高速公路鞋底坡双连拱隧道施工过程,通过对偏压连拱隧道的围岩变形进行现场监测与分析,获得了隧道围岩在地层偏压条件下。各施工阶段的地表沉降、拱顶下沉和水平收敛情况,有效地控制了隧道围岩变形。通过对量测结果的对比、分析得出：在偏压连拱隧道施工过程中,隧道初期支护变形整体由左洞向右洞方向偏移;对隧道围岩变形影响最大的工序发生在隧道旌工由单侧过渡到双侧施工时。在施工过程中偏压连拱隧道的现场测试与分析,不仅为隧道的支护体系设计优化提供依据,而且还可以指导隧道现场施工,所得的数据和结论可为同类隧道的设计,施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

富溪连拱隧道偏压段现场监控量测分析

详细介绍了铜黄高速公路富溪连拱隧道洞口偏压段现场监控量测结果和分析，同时结合隧道施工情况，分析了富溪偏压连拱隧道围岩周边位移、拱顶下沉、支护结构受力及地表沉降的特点，提出了工程措施，及时有效地指导了隧道的支护和加固，保证隧道施工安全。     

软岩浅埋偏压隧道洞口二衬裂缝形成机理及处理措施力学分析

以V级软弱围岩扎窝隧道的洞口浅埋偏压段工程为背景，应用FLAC 3D有限差分数值模拟软件对洞口偏压段的施工过程进行模拟，研究地形因素(仰坡)的影响下洞口段施工过程中支护结构的力学行为、二次衬砌开裂机理以及现场裂缝处理措施的力学分析，通过与现场实际监测结果进行对比，验证了分析的合理性。通过数值模拟比较了现场进行处理措施前后围岩及支护结构的变形与受力，对比分析了不进行处理和只进行一种处理措施以及同时进行两种处理措施的施工力学差异。     

偏压隧道洞口耳墙式护拱进洞支护技术研究与应用

分布于山丘的市政道路建设中,受限于土地规划与利用,在复杂地形条件下隧道洞口难以避免高边坡和偏压进洞难题,会给设计和施工带来一定风险和难度。对偏压隧道口耳墙式护拱支护结构进行了研究和优化改进,通过在山坡坡脚一侧基岩处增设护拱平台基础和锚杆加固,加强护拱内隧道初期支护结构的整体性,形成复合式护拱进洞支护结构体系。隧道内部采用侧壁导坑开挖,充分利用隧道拱腰处刚度较大的优势以及围岩自身稳定性,安全有效地解决了偏压隧道进洞设计与施工问题。偏压隧道口耳墙式护拱进洞支护技术在湘潭昭山大道虎形山隧道西线洞口得到了应用,避免了隧道洞口大开挖对环境的破坏,确保了隧道早进洞施工,在经济性、工期和施工安全等方面均体现了一定的优势。