公路隧道软弱围岩预留岩体控爆与铣挖联合开挖施工应用

统计众多已建公路、铁路隧道工程实例不难发现,光面爆破技术在硬质围岩施工中能获得较好的应用效果,但在软弱围岩中应用往往效果不佳,爆破扰动大,超欠挖严重。绝大部分隧道均会穿越软弱围岩段,如何解决软弱围岩段钻爆施工引起的局部塌方及超挖严重等技术难题成为了隧道施工一个值得研究的方向,本工程施工中将预留岩体控爆与铣挖联合施工工艺运用于隧道软弱围岩施工中,具有隧道围岩扰动小、超欠挖控制好,利于实现隧道轮廓的精确成型、提高洞内作业环境及施工安全,降低围岩松动圈,保护岩体原有的自承能力等优势,成功解决了隧道软弱围岩段施工难题。     

近水平岩层隧道贯通段受力机理研究

采用理论分析和数值分析相结合的方法,基于实际隧道塌方实例,利用ANSYS软件建立隧道贯通段开挖三维模型,分析水平岩层隧道在施工过程中围岩以及支护结构的受力、变形规律,同时深入分析隧道贯通段塌方产生的力学机理和地下水、爆破振动、空间效应和施工等影响因素。研究成果可为深埋隧道现场判断隧道贯通塌方起因和预测隧道塌方等提供参考。     

小间距隧道爆破施工地震波监测与分析

爆破开挖施工是目前山岭隧道施工的主要方式之一,爆破地震波对山体稳定,尤其是对既有隧道结构的安全稳定研究至关重要.依托千枚岩小间距隧道工程,开展了爆破开挖围岩地震波传递规律和对既有隧道影响的现场监测与分析研究.研究表明,千枚岩小间距隧道Ⅳ级围岩段的最大地震波波速为13.03～19.54 cm/s,V级围岩为5.53～11.05 cm/s;在给定药量和设计波速条件下,千枚岩安全距离至少应在12 m以上;在施工期间与爆破开挖面对应位置的既有隧道前后方约2.0倍洞径范围内应是重点观测区域范围.     

钻爆法施工条件下围岩损伤范围的确定

钻爆法施工条件下,围岩爆破损伤是影响隧道围岩稳定性的主要因素.爆破阶段形成的损伤是后期卸荷作用下围岩损伤累积的基础;爆破产生的裂纹也是后期裂纹不断萌生、扩展、贯通的基础.通过隧道工程实例,综合分析围岩损伤及裂纹扩展规律,得出爆破对该工程围岩损伤基本在距硐周2.2 m左右的范围内,为隧道围岩支护设计提供理论依据.     

软岩小净距隧道贯通错距选择研究

软弱围岩小净距隧道在双向开挖贯通时,隧道双幅相隔较近且相互扰动大,容易引起围岩大变形甚至导致贯通段失稳,合理选择左、右幅贯通错距具有相当重要的现实意义。针对云南省某软岩小净距大断面隧道贯通时的贯通错距选择问题,对隧道贯通段进行受力分析和数值分析,分析不同贯通错距下引起的围岩位移和应力的变化情况,经综合对比认为错距在(3～5) D时围岩拱顶沉降和周边收敛值均小于围岩允许的预留变形量,围岩的受力较小,有利于岩体稳定;隧道断面大时取小值,断面小时取大值。选取3D为贯通错距并在实际施工中得到了较好的验证,可为类似软岩小净距隧道贯通错距选择提供参考。     

小间距隧道爆破动力响应分析

基于复线隧道施工爆破对既有隧道稳定性冲击问题,结合沪蓉线庙垭分岔隧道工程实例,研究了其小间距段施工爆破的振动监测方法、爆破动力特性及其减振控制技术。通过对隧道爆破围岩和衬砌质点振动速度波的频谱分析及其振速预测数学模型的改进研究,分析了隧道振速峰值纵向衰减规律、衬砌振速主频、横断面振速分布规律及爆破掌子面附近振动情况,并以小间距既有隧道中墙迎爆侧破坏为基准,从循环进尺、微振起爆、掏槽结构等方面提出了相邻隧道爆破减振技术措施。研究结论可为类似工程的爆破设计、施工及监测提供参考。     

塌方影响下凤岭隧道贯通施工技术及数值模拟研究

隧道即将贯通时遭遇塌方,会使贯通面临塌方可靠处理和贯通安全施工双重困难。为保障隧道贯通施工安全,避免塌方,依托江西省昌宁高速公路凤岭隧道在塌方影响下的贯通施工,通过分析研究隧道贯通施工处理过程中的重点和难点,提出综合物理探测、塌方段管棚注浆支护、贯通面合理确定、贯通段管棚注浆支护以及洞身短开挖强支护等系统化的技术方法,并采用三维数值模拟方法对施工过程中围岩、初期支护的应力和位移进行分析,验证施工处理技术的可行性。现场监测结果和处理效果证明,该系统化施工技术体系在塌方影响下的隧道贯通施工是安全有效的。     

泥质板岩对下坝隧道施工的影响及对策

安全保障是隧道施工的首要条件.文中通过对下坝隧道所处区域泥质板岩对隧道施工的不良影响及特征的分析,针对不同施工段、不同围岩类型等提出了预防性施工措施,为下坝隧道的顺利贯通及营运打下坚实的基础.     

粉砂质泥岩条件下隧道液压破碎贯通施工技术

对蒙文砚高速公路铳卡隧道左洞断层破碎带粉砂质泥岩条件下隧道贯通的施工技术进行研究。隧道采用单向掘进挖掘法、配合超前小导管支护注浆工法进行围岩加固、三台阶预留核心土开挖方法、破碎锤代替钻爆开挖及围岩监控量测等施工技术,确保在粉砂质泥岩条件下隧道贯通的安全性、经济性,为今后同条件下隧道贯通技术方法提供参考。     

高速公路中硬岩隧道掘进爆破特征研究

高速公路隧道通常采用"新奥法"动态设计与施工."新奥法"施工的隧道对掌子面的爆破有严格要求.对邵怀高速公路雪峰山中硬岩隧道掘进时的掌子面爆破设计进行优化,并进行了大量现场试验,总结出了该隧道自有的爆破特征,用以指导施工.隧道施工实践证明:利用此爆破特征,应用于雪峰山隧道Ⅳ、Ⅴ类围岩段,提高了隧道施工质量、保证了施工安全、节约了施工成本、加快了施工进度,从爆破这一工序上实现了特长隧道的快速施工.     

槽喷混凝土技术在开挖软弱围岩隧道中的应用研究

针对当前在软弱围岩隧道施工中爆破加挂网立拱架喷射混凝土技术存在的缺点,提出槽喷混凝土技术和理论计算方法.槽喷混凝土技术具有可控性好、减少喷射混凝土回弹量、对围岩扰动小等优点,可产生较好的经济效益.     

大掏槽光面爆破施工技术在良心隧道中的应用

良心隧道核心大掏槽光面爆破施工技术,根据隧道开挖围岩硬度大、石质脆,节理裂隙发育等地质情况,并结合多功能作业台架结构特点,提出了保证隧道开挖成型质量和提高循环进尺的爆破施工方案.     

岩溶隧道爆破安全振速的数值模拟研究

对岩溶隧道采用钻爆法开挖施工,溶洞的存在对隧道爆破安全有直接影响。笔者以白须公1#隧道溶洞段爆破开挖为背景,采用MIDAS/GTS软件数值模拟了岩溶隧道爆破开挖对溶洞围岩的影响,利用国际上常用的衰减公式对溶洞围岩质点振动速度进行了拟合,分析爆破地震波在围岩中的衰减规律。对比溶洞附近隧道上台阶全断面开挖爆破地震波的传播规律和临空面的夹制作用对地震波传播的影响,探讨岩溶隧道爆破溶洞围岩质点安全振动速度。     

软弱围岩大断面隧道相向施工围岩稳定性分析与掌子面加固研究

相向施工的软弱围岩隧道临近贯通时,两开挖面的扰动区将会叠加,围岩应力及变形异常复杂,存在掌子面大变形和失稳问题。结合狮子垄隧道,采用数值手段分别对单向、相向施工时的隧道围岩应力与位移场进行研究,分析临近贯通时围岩的稳定性。结果表明,相向施工时,随着掌子面前方土体长度的减小,围岩塑性区明显增大,变形加剧,拱效应逐渐减弱,稳定性大大降低;两开挖面间存在极限距离,当2个掌子面距离小于该值时,围岩大范围临近塑性破坏,必须采取有效应对措施,方可保证隧道施工安全。在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上,采用竹锚管注浆对狮子垄隧道贯通段掌子面进行加固,并提高初支强度,保证了该软弱围岩大断面隧道顺利安全贯通。     

沙漠隧道软弱围岩施工技术探究

对风积沙地质表层、浅埋、软弱围岩的沙漠隧道施工技术进行了探究,分析了在特殊地质条件下隧道施工可能出现的安全隐患,提出了特殊地质条件隧道施工所采取的超前地质预报方案、三台阶七步开挖法、软弱围岩爆破技术等施工方法,对类似地质的隧道施工有借鉴作用。     

四面山隧道开挖施工技术研究

对重庆江津至贵州习水高速公路(重庆境)工程中的四面山隧道开挖施工技术进行研究。隧道为分离式和一般小净距组合式隧道,穿越地层为砂岩、泥岩护层,围岩差,主要为Ⅳ级和Ⅴ级围岩。隧道洞身深埋段Ⅳ、Ⅴ级围岩采用环形导坑预留核心土法开挖,当Ⅴ级围岩采用环形导坑预留核心土法成洞困难时,可采用CD法开挖,确保隧道贯通的安全性与经济性,为今后相同条件下隧道贯通技术方法提供参考。     

爆破震动条件下小净距隧道动力特性分析

本文依托中条山特长公路隧道,以隧道洞口小净距段为研究对象,采用有限差分软件FLAC3D,对软弱破碎围岩并行小净距隧道洞口段进行非线性动力时程数值分析,探究爆破震动影响条件下的小净距隧道动力响应特征。研究结果表明:受爆破震动影响,隧道仰拱振速最小,左背爆侧次之,拱顶较大,迎爆侧最大。掌子面后方围岩及衬砌震动要比掌子面前方剧烈。故迎爆侧与拱顶的衬砌结构受力及围岩稳定性在施工中需重点监测。     

爆破开挖时小净距隧道的合理间距研究

以黄衢南高速公路小净距隧道为工程依托,运用有限元的基本理论,采用ABAQUS软件对小净距隧道爆破开挖时相邻洞的影响进行了研究.重点分析了Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下考虑爆破因素时隧道的合理净距.分析的重点是隧道后行洞爆破开挖时先行洞产生的塑性变形的范围大小,当塑性区贯通时则认为所选用的净距不合理,或应采取措施.为小净距隧道净距优化及施工方法的选择提供参考.     

软弱围岩中连拱隧道爆破震动测试分析

结合闲林隧道爆破施工,对软弱围岩中连拱隧道爆破震动进行监测,分析了震动波在软弱围岩和支护结构中的传播及分布规律.研究表明,爆破最大振速一般出现在第一个峰值上;爆破震动对爆破面前后10 m范围内的中隔墙影响较大,随着距离的增大,震动波衰减明显;建议软弱围岩中连拱隧道开挖最大装药量控制在8 kg以内.研究结论可为类似条件下连拱隧道的爆破施工参数设计和现场监测提供借鉴与参考.     

超大跨度公路隧道爆破方案效果研究

超大跨度隧道断面尺寸大,掌子面开挖时结构稳定性差,对爆破技术要求较高。为使超大跨度隧道爆破施工更加规范和安全,以老虎山超大跨度公路隧道为依托,分别对Ⅲ级围岩和Ⅳ围岩爆破方案和效果进行分析和研究。结果表明:1)Ⅲ级围岩采用上下台阶法钻孔爆破方案,Ⅳ围岩采用上台阶CD法钻孔爆破方案,可有效减少爆破造成的超挖、欠挖,可加快施工进度;2)二级复式楔形掏槽是增大爆破效果和减小爆破震动的有效控制手段,且能加快在超大跨度公路隧道爆破段中的施工进度,保证工期。