大断面黄土隧道变形规律及预留变形量研究

文章统计分析了大断面黄土隧道初期支护变形量,研究了大断面黄土隧道变形规律及预留变形量合理取值范围.大断面黄土隧道变形规律表现为:隧道拱顶、拱脚下沉差异小,隧道开挖后拱部将产生一定程度的整体下沉;隧道拱顶下沉量均大于水平收敛;初期支护封闭后,隧道周边位移基本上不再发展;当隧道埋深小于40m时,隧道变形量较大且规律不明显;当隧道埋深大于40 m时,隧道变形量分布相对集中.经过对现场量测数据的统计分析可知:在Ⅳ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取10～15 cm;在Ⅴ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取25～28 cm.     

基于区间估计法的隧道监测数据统计特征分析及预留变形量研究

针对玉楚高速公路隧道变形量值分布范围及预留变形量的问题,文章采用区间估计方法,选取了14座隧道471个断面的监控量测数据,进行不同围岩级别、埋深下的规律统计分析。基于监测数据的统计学特征表明:隧道埋深增大时,其变形也增大,Ⅳ级围岩隧道较Ⅴ级围岩变形量值要大(与支护强度有关),需重视Ⅳ级围岩的变形与控制;Ⅳ级、Ⅴ级围岩隧道变形在40 d左右时趋于稳定,建议在开挖历时40 d后施作衬砌。同时,对于Ⅳ级围岩隧道,埋深小于50 m时,建议预留变形量为17 cm;埋深50～300 m时,建议首先提高初期支护强度,预留变形量可设为50 cm;对于Ⅴ级围岩隧道,埋深小于50 m时,建议预留变形量为18 cm;埋深50～300 m时,建议预留变形量为32 cm。     

基于Python的ABAQUS二次开发及其在浅埋偏压隧道分析中的应用

为了提高大型有限元软件ABAQUS分析浅埋偏压隧道的效率,文章基于Python语言对ABAQUS前后处理进行二次开发,提出了程序开发的思路及一般步骤。基于此,研究了一种参数化计算程序,用于模拟不同的偏压角和埋深对浅埋偏压隧道稳定性的影响。后处理方面,实现了用户自定义的计算结果输出。应用开发的程序分析了偏压角在1°~40°及埋深在20~30 m情况下围岩、衬砌的变形受力规律。结果表明,所开发的程序能有效解决ABAQUS研究浅埋偏压隧道时前后处理中的重复性工作,提高了分析问题的效率。同时为基于Python的二次开发在其它领域中的应用提供了指导和借鉴。     

埋深和坡度对浅埋隧道围岩稳定影响的敏感性分析

埋深和坡度对围岩稳定影响的敏感性分析是浅埋隧道选线及施工方案确定的一项重要研究内容。文献[1]应用自行开发的程序分析了浅埋隧道不同偏压角及埋深下围岩的变形规律。在此研究基础上,文章提出了一种敏感性分析方法,研究隧道埋深和坡度对围岩稳定影响(地表沉降、拱顶沉降、围岩塑性区分布)的敏感性。研究结果表明:地表和拱顶沉降对隧道埋深比较敏感,对偏压角的敏感性相对较小;而围岩塑性区面积对偏压角的敏感度要大于隧道埋深。研究结果对浅埋隧道的设计和施工具有一定的指导价值。     

铁路黄土隧道变形规律及建设管理要点研究

黄土隧道施工过程中,常出现支护破坏和隧道塌方等事故。文章基于黄土隧道工程的监控量测数据,采用统计分析方法对不同围岩级别、埋深和含水率下的黄土隧道变形规律进行了研究。结果表明:(1)Ⅳ级围岩黄土隧道拱顶下沉、周边收敛的量值分别集中在50 mm和35 mm以内,Ⅴ级围岩黄土隧道拱顶下沉、周边收敛则集中在60 mm和40 mm以内;(2)Ⅳ级、Ⅴ级围岩双线黄土隧道拱顶下沉和周边收敛变形值与含水率呈正相关关系,变形速率则先增大后减小,在含水量超过16%时变形增大明显;(3)基于拱顶沉降统计,提出Ⅳ级、Ⅴ级围岩黄土隧道设计预留变形量值范围可分别取7～9 cm和12～15 cm;(4)黄土隧道工程建设管理要点是提前梳理重难点工程,施工前严格方案审核,加强地表处理,施工时强化地质预报和监控量测,严格变更设计管理,重点做好工艺管理和施工质量控制。     

扎果隧道洞口浅埋段大变形的处理措施探讨

高海拔高寒地区隧道施工过程中存在诸多不确定的影响因素,会出现浅埋段地表开裂、塌陷及洞内大变形等。由于高原地区地质情况复杂多变,施工风险高,遇到软弱富水、浅埋偏压、反复冻融等围岩时容易造成初期支护拱架下沉或变形,当下沉量或变形量超过预留量侵入二衬净空时,须对侵限拱架进行置换处理。为了使得高原隧道施工的安全质量和施工进度得到保障,本文以花久公路扎果隧道洞口浅埋段为例,对隧道浅埋段大变形处理进行施工技术方面进行研究分析,以期为类似工程地质条件下的隧道洞口段大变形处理提供一定的指导。     

浅埋大跨度黄土隧道变形特征及控制措施研究

为研究大跨度黄土隧道变形特征及相应的控制技术,指导黄土隧道设计与施工,确保施工安全。文章依托某在建隧道工程,结合大变形段现场监测数据对围岩变形及原因进行分析,并提出相应的控制措施及参数。研究结果表明:浅埋黄土隧道围岩变形受上覆围岩性质影响差异较大,开挖初期围岩变形速率普遍较大,最大沉降速率达到54.6 mm/d;变形持续时间长,约45 d才逐渐趋于收敛;累计变形量大,且受开挖扰动影响显著,特别是下台阶开挖时围岩变形约占总变形量的70%;围岩大变形主要分为"快速发展—持续发展—缓慢发展—趋于稳定"等4个变化阶段,持续发展阶段易受外部环境影响,围岩变形速率波动较大,缓慢发展阶段仰拱尽早闭合成环,可有效抑制围岩变形发展;回归曲线模型可直接用于软弱黄土隧道变形量的预测。     

偏压连拱隧道施工方法研究

文章采川三维有限元数值模拟研究了偏压连拱隧道不同施工顺序下拱顶下沉、中墙稳定性及初期支护受力特征.研究结果表明,先开挖浅埋侧时,拱顶沉降较小,中墙在施工中的稳定安全系数较大、弯矩较小,初期支护受力较大;对于浅埋偏压连拱隧道,围岩变形及中墙在施工中的稳定性控制更为重要.所以,从有利于围岩变形、中墙稳定性控制以及中墙受力的角度出发,宜采用先开挖浅埋侧的施工方法.     

浅埋偏压隧道地表沉降规律及其预测方法

隧道地表沉降是围岩稳定性判断的重要依据,也是隧道施工监控量测的重要环节。浅埋偏压隧道地表沉降规律相对于非偏压隧道更为复杂,也更容易诱发安全事故,因此有必要进行深入研究。首先,文章基于最大主应力偏转理论,对偏压隧道偏压程度进行量化分析,提出了隧道偏压系数的概念及其计算方法。其次,建立等效分析计算模型,将浅埋偏压隧道地表沉降视为偏压地形和偏压荷载共同作用的叠加,并给出了分析计算方法和步骤。最后,通过现场实测资料进一步对浅埋偏压隧道地表沉降规律进行分析,并对预测结果进行验证。结果表明:偏压系数与地表偏压角、隧道埋深和地层侧压力系数有关;地表沉降曲线在偏压作用下会发生扭曲,最大沉降区域和影响范围都向深埋侧偏移;当偏压程度较大时,偏压作用易导致深埋侧地表出现开裂,浅埋侧地表出现错台。     

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.     

偏压浅埋隧道洞口施工技术

对于偏压浅埋隧道,由于施工工序的复杂性和围岩应力分布不均匀性,增加了该类隧道的施工技术难度.某隧道进口段围岩破碎、节理发育,上部最小覆盖土层厚度为4.5 m,由于采用了进洞口围岩预加固、台阶法预留核心土开挖、洞内围岩超前加固等施工技术,使得工程顺利完成.     

湿陷性黄土隧道浅埋段围岩变形治理

从大有山湿陷性黄土隧道洞口浅埋段初期支护变形的原因分析入手,通过对浅埋段前期临时加固方案确定、治理变形过程中诸多关键技术的叙述,形成了一套湿陷性黄土隧道围岩变形治理技术,对湿陷性黄土隧道施工、治理及防范同类问题出现均具有良好的指导意义.     

浅埋黄土隧道土石分界高度对初期支护结构安全性的影响分析

为获得浅埋黄土隧道土石分界高度对初期支护结构安全性的影响,文章以临县隧道为工程背景,采用数值模拟的方法研究了浅埋土石分界高度及土石分界面位置对隧道初期支护结构安全性的影响。结果表明:土石分界致使隧道初期支护结构安全系数发生突变,分界面倾斜时安全系数分布不对称。同一种埋深条件下,随着土石分界面位置的下移,土石分界面以上部分偏压减弱,分界面以下的部分偏压增强。同一界面深度条件下,隧道初期支护结构左右断面偏压情况随着埋深增加而增大。当土石分界面分别位于隧道上导坑和中下导坑、分界面倾角为10°时,可通过增加20%隧道左侧荷载或减小20%右侧抗力系数来进行荷载计算。     

浅埋软弱围岩隧道变形特征研究

软弱围岩隧道受开挖扰动影响变形明显,施工中若稍有不慎,就会导致隧道塌方。文章以厦门莲岳隧道A匝道隧道为工程背景,结合隧道所处地质条件,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对浅埋软弱围岩隧道变形特征进行了研究。结果表明,对于软弱围岩隧道,不论是全断面开挖还是台阶法开挖,掌子面挤出位移最大,拱顶下沉和地表沉降次之,洞周收敛最小;隧道围岩变形可以分为掌子面前方的先行变形和掌子面后方变形,围岩条件越差,先行变形越大,约占总变形的10%~30%;采用台阶法等分部开挖工法,可减小对掌子面前方围岩的影响范围及变形。在对浅埋软弱围岩隧道的周边环境有严格变形控制要求时,要采取更为严格的预加固措施来控制隧道施工引起的围岩变形,以确保隧道施工及周边环境的安全。     

浅埋偏压隧道CRD法的合理开挖工序研究

隧道穿越复杂地质条件时,CRD法是较为常用的工法之一。然而,不同地质条件下相适应的开挖工序有所差异。本文针对地形引起的洞口浅埋偏压段,建立精细化三维仿真计算模型,以断面变形与围岩最大主应力为评价指标,分析不同开挖工序下结构的受力变形规律,探讨浅埋偏压地层CRD法的合理开挖工序。研究表明,采取CRD法修建洞口偏压段时,上侧导坑先行方案优于左(右)单侧导坑先行方案。     

隧道浅埋、偏压及软弱围岩研究与施工方法研究

为确保高速公路隧道顺利安全掘进,不断克服隧道浅埋、偏压及软弱围岩段落施工难点,完善工艺工法,通过技术手段,最大限度地避免因地质原因造成的财产损失及施工拖延。结合楚姚高速公路隧道施工实例,对隧道浅埋、偏压及软弱围岩进行研究分析,对施工方法的选择和实施进行综合阐述,为后续隧道工程建设中类似问题提供有效的参考意见。     

隧道进口浅埋偏压隧道施工技术分析

在道路建设中很容易出现一系列隧道方面的问题,往往需要采取有效的支护措施来增强围岩的自稳能力,促进施工的顺利进行,目前国内外广泛运用的技术手段是隧道施工中的浅埋偏压施工技术,文章主要介绍了浅埋偏压隧道施工技术思路及隧道洞口施工常用的辅助工法,并对浅埋偏压隧道具体施工技术进行了分析。     

浅埋偏压隧道施工技术

为全面提升隧道施工质量,需要进一步优化与完善浅埋偏压隧道施工技术,以有效降低隧道施工风险。基于此,以徐家坝隧道工程设计和施工为例,对浅埋偏压隧道形成原因进行分析,并对浅埋偏压隧道施工中的常见问题进行分析,在此基础上提出浅埋偏压隧道施工优化策略,以期更好地解决浅埋偏压隧道施工难题。     

超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析

文章基于唐家塬超大断面黄土隧道工程实例,采用常用的五种围岩压力计算方法分别计算了围岩压力,并与实测值进行了对比分析,得出了现场实测垂直压力与太沙基理论计算结果基本吻合的结论。在此基础上提出了太沙基理论侧压力系数修正方法,并推荐采用修正后的太沙基理论作为唐家塬隧道的围岩压力计算方法。针对现有隧道深、浅埋界定标准的问题,提出了以中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深、浅埋界定数值模拟方法。由此认为,唐家塬隧道为浅埋隧道,隧道深浅埋界限为90 m。     

偏压浅埋隧道安全施工控制技术研究

文章以处于第四系坡残积粉质黏土中并在施工过程中出现过2次大变形的浅埋偏压隧道出口段为依托工程,结合实际工程地质、地形条件,对施工中存在的问题及时采取封闭裂缝、施作偏压挡墙、护拱基础加固、施作护拱、调整施工工法等一系列有针对性的措施,充分利用监控量测信息化平台,动态指导隧道偏压处治设计、施工,并在后续施工中延长和加高偏压挡墙,调整施工工法,完成了隧道偏压浅埋处治,顺利通过洞口浅埋偏压地段。