浅谈软弱围岩地段的支护体系

在围岩稳定型不足的软弱围岩地段,支护体系是整体施工安全的保证。就软弱围岩的超前支护、预期支护和复合衬砌支护体系进行简单论述。     

公路隧道二次衬砌厚度的优化

应用工程类比法对榆树沟隧道二次衬砌厚度进行了优化设计,选取了Ⅱ类围岩浅埋、Ⅲ类围岩及Ⅳ类围岩三种不同的复合式衬砌结构类型,对隧道开挖后围岩和初期支护的力学状态采用FLAC软件进行了模拟计算,对二次衬砌的力学状态采用ANSYS软件进行了分析。结果表明三种衬砌结构类型的二次衬砌内力都较小,最大轴力为165 kN,最大弯矩为-15.97 kN.m,且都发生在Ⅱ类浅埋断面,二次衬砌的安全系数较大;衬砌周边位移最大的是Ⅱ类围岩浅埋,其洞周位移最大值(18 mm)发生在拱脚处,边墙围岩收敛较小,且围岩越好,周边位移越小;现场监控量测的净空收敛数值均远小于允许收敛值,二次衬砌接触压力的量测值均远小于规范计算值。可见,二次衬砌工作状态良好,安全储备较大,减薄二次衬砌厚度的隧道结构是安全的。     

考虑隧道围岩蠕变的复合式衬砌受力规律

将锚杆作用力视为体力作用于围岩内, 将初期支护与锚杆锚固范围内的围岩视为围岩加固体, 建立了围岩力学模型, 基于统一强度理论分析了隧道蠕变条件下的围岩应力与变形规律, 推导了复合衬砌应力与变形表达式, 分析了隧道围岩蠕变过程中支护结构受力特点及不同初期支护强度下二次衬砌受力变化规律。分析结果表明: 当初期支护按照“初期支护应与围岩共同受力且能保证施工阶段安全”的原则进行设计时, 在围岩蠕变作用下, 锚杆与喷射混凝土最大受力分别为48、286kPa, 与开挖阶段相比分别增大了57.5%、13.7%, 且超过支护结构最大承载力, 说明在进行初期支护设计时, 仅满足隧道开挖过程中围岩稳定而不考虑蠕变产生的附加应力影响, 可能造成隧道运营过程中初期支护结构破坏, 不利于隧道稳定; 当二次衬砌厚度由300mm增大至500mm时, 二次衬砌最大受力增大了40.5%, 荷载分担比由25.2%增大至36.2%, 而增大初期支护强度后, 二次衬砌受力减小了14.5%, 荷载分担比由25.2%减小至22.3%, 说明二次衬砌荷载随初期支护强度增大而减小, 而随自身强度增大而增大, 应重视初期支护与二次衬砌支护强度的协调配置, 实现围岩压力的合理分配; 在软岩地质条件下, 应保证隧道施工过程中围岩稳定并避免围岩蠕变过程中发生结构破坏, 以实现初期支护与二次衬砌共同承担蠕变引起的附加应力。      

奉铜高速公路白龙江隧道施工技术研究

介绍了白龙江隧道的施工技术,确定了隧道开挖的支护方式及关键技术;隧道洞口和洞身的施工方法,着重介绍隧道洞口浅埋土质或易坍塌的软弱围岩地段开挖作业和洞身Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段开挖作业的具体方案、方法,施工步骤;超前支护措施中超前长管棚、超前小导管、超前锚杆的施工方法;对施工中的注意事项进行了说明。     

监控量测在公路黄土隧道洞口段的应用

监控量测是新奥法施工中一项非常重要,也非常必要的安全保障措施,它能够准确、及时反映围岩的变化趋势、规律,反映围岩的应力释放过程,能够指导围岩支护参数的修正,确定二次衬砌的支护时间等,对隧道施工的经济及安全有重要意义。     

隧道衬砌背后空洞对其支护结构力学性能的影响性研究

为深入研究隧道衬砌背后空洞对其支护结构力学性能的影响,依托某高速公路隧道,利用室内模型试验、数值模拟手段分别对其支护结构应力进行分析,并对两种手段的研究结果进行了对比分析。研究结果表明,当隧道拱顶、右侧拱腰部位衬砌背后存在空洞时,对应部位的支护结构最先出现裂缝,且产生较大的弯矩值及衬砌应力;隧道衬砌背后空洞将减弱其支护结构与围岩的相互作用,严重影响其力学特性。     

软弱千枚岩隧道施工病害及防治措施分析

软弱千枚岩具有易风化、遇水软化、自承能力低等性质。通过对大量软弱千枚岩地层中隧道建设案例的分析研究,揭示了软弱千枚岩隧道围岩变形具有瞬时变形量大、变形持续时间长、累计变形量大、变形分布不均匀等特性,施工中易发生掌子面滑塌、初支开裂掉块、围岩大变形甚至侵限等工程事故,严重威胁现场施工安全。结合新奥法施工理论,从地质超前预报、超前支护、开挖方式、初期支护和二次衬砌等施工全过程各个环节对软弱千枚岩隧道施工技术进行优化。     

超前小导管注浆在大断面软弱围岩隧道中支护效应的数值分析

以大断面软弱围岩隧道开挖为背景,应用有限差分软件FLAC3D对大断面软弱围岩隧道进行超前小导管注浆支护数值模拟,研究超前小导管在大断面软弱围岩隧道中的支护效果。结果表明,对于大断面软弱围岩隧道,超前小导管注浆支护能够有效改变支护区围岩的物理力学性质,其产生的棚护作用,使大断面软弱围岩隧道的围岩稳定性得到增强。     

浅埋偏压软弱围岩隧道口治理

以某隧道为例,采用砂浆锚杆配合小导管注浆加固边仰坡、偏压处反压回填、地表注浆配合管棚成型、台阶法预留核心土开挖、洞内拱部超前小导管注浆、径向小导管注浆及临时仰拱支护等多项综合进洞施工技术,且在施工中加强监测,保证施工安全、加快工程进度、提高劳动效率并确保该隧道运营阶段的安全。及早施作初期支护和二次衬砌控制围岩变形,保护和发挥围岩自承载能力,确保洞口坡体稳定。     

隧道超浅埋段施工及安全保证措施分析

以贵阳市南垭路道路工程南垭路3号隧道超浅埋段为例,针对着重管控超前支护、支护、衬砌、防排水及二次衬砌、洞内监控量测等这些方面对超浅埋段施工工艺进行探析,同时对隧道超浅埋段施工安全保证措施进行一定的分析,根据施工设计图、设计方案专家意见、勘察报告等施工技术保证条件,对隧道超浅埋段合理施工,重点加强对地表沉降、构筑物变形的动态掌握,适宜调整隧道超浅埋段爆破和支护参数,这对确保隧道施工有效顺利进行有着至关重要的积极意义。     

隧道初期支护侵限处理施工技术

隧道初期支护侵限处理是指初期支护侵入二次衬砌限界后对初期支护进行破除,并重新支护的一种处理方法。为了保证二次衬砌的设计厚度,必须对已变形并侵限的初期支护进行拆换处理,针对大岐山隧道进口初期支护侵限处理施工,介绍了采用的拱部径向注浆、设置临时支撑、初期支护破除、侵限钢架处理等一系列隧道初期支护侵限处理施工技术措施,确保了施工安全。上述措施可供类似工程参考。     

向莆铁路赤岭隧道燕尾段小间距施工技术

随着我国高速铁路建设的发展,在施工中遇到隧道燕尾段的情况会越来越多,其特点是左右洞间距小、中间岩柱加固困难、后行隧道开挖对先行隧道影响大,安全质量控制难度大。向莆铁路赤岭隧道为燕尾式隧道,通过采用合理确定左右线的施工顺序和滞后距离、设对拉锚杆对中岩墙进行加固、严格控制开挖进尺和爆破效果等措施,安全顺利通过了小间距段。     

南崖山隧道塌方段钢架变形应急处理技术

在隧道施工中,拱架置换是处理隧道严重病害的一种有效防止措施,但其施工难度较大,无理论实践经验,技术流程也较复杂。针对兰渝铁路南崖山隧道出口DK490＋100~DK490＋082段边墙初期支护从切除至更换的施工全过程,介绍了软弱围岩侵限拱架置换施工的关键技术,分析了拱架置换施工的主要质量控制方法,为今后类似工程的施工提供了实践参考。     

浅埋暗挖法在大跨隧道中的应用探讨

针对北京地铁成府路车站工程地质和周边环境的实际情况,在原设计的基础上提出了设置大管棚、更改钢格栅施作方法以及采用二次衬砌施工支撑转换技术等相应的工程措施。监测结果显示：所采取的措施得当,有效地减小了隧道施工对地层的扰动,将地表沉降控制在规范规定的有效范围内。为软弱地层中采用浅埋暗挖法进行大跨度隧道施工提供了有益的借鉴。     

浅埋顺层偏压软弱围岩隧道施工变形控制技术

浅埋破碎软弱围岩隧道施工难度大,要求施工技术高.针对新建铁路云桂线（广西段）达陇隧道进口洞口段工程,通过施工信息化的方法,采用了大拱脚台阶法、小导管超前注浆预支护、开挖洞室径向注浆加固、短开挖、弱爆破、强支护、二次衬砌紧跟、混凝土挡墙等综合施工技术,确保了施工安全,并解决了施工过程中因浅埋破碎及顺层偏压问题造成初支下沉侵限和隧道顶部及地表开裂的问题.实践证明,所用施工方法及辅助施工措施切实可行,可实现洞内施工安全和洞室结构稳定,其施工经验可为今后类似工程提供一定的参考.     

双丰隧道涌水涌泥的处理

双丰隧道施工中发生了特大涌水涌泥事故,涌泥量达5000m3。介绍了涌水涌泥事故发生的情况,分析了事故发生的原因。在处理过程中遵循“以堵为主、限量排放”的施工原则,首先做好超前帷幕和导管注浆堵水,防止地下水的大量涌人,采取了超前管棚支护注浆加固之后进行开挖的施工方法,加强初期支护和二次衬砌,顺利、安全地通过了涌水涌泥地段。成功的经验可供同类工程参考。     

大跨度绿泥石片岩隧道大变形机理与控制方法

依托宝鸡至汉中高速公路连城山隧道(双洞六车道),基于隧道变形和支护结构受力现场测试,分析了大跨度绿泥石片岩隧道大变形灾害特征和机理,总结了隧道大变形灾害综合控制方法,建立了大跨度绿泥石片岩隧道大变形分级标准,提出了各变形级别对应的支护参数。分析结果表明:大跨度绿泥石片岩隧道在开挖过程中以沉降变形为主,主要表现为拱部初期支护的整体沉降;在初期支护闭合后,主要表现为边墙的挤出变形和墙脚下沉引起的仰拱底鼓;大变形灾害主要表现为掌子面失稳垮塌、初期支护变形侵限破坏、锁脚锚管脱焊失效、二次衬砌开裂、边墙下沉以及仰拱回填隆起开裂;绿泥石片岩极其软弱、破碎及仰拱基底遇水软化,是造成隧道大变形灾害的根本原因;隧道开挖跨度大(最大开挖跨度为19.6 m)、断面扁平、拱脚地基承载力不足而缺乏有效约束,加剧了隧道支护变形侵限和失稳破坏;初期支护承载能力有限,围岩荷载不断传递至二次衬砌,是导致二次衬砌开裂的直接原因;围岩变形机制为拱部岩体黏聚力难以克服自重而产生不断向下的滑移和松动机制,以及墙脚和仰拱部位围岩低强度应力比引起的软岩塑性流动机制;通过采用“三台阶留核心土法+大预留+双层HK200b钢架分次支护+大直径锁脚锚管+围岩径向注浆+加深仰拱”的大变形灾害综合控制方法,同时对隧道大变形进行分级管理,有效避免了隧道大变形灾害的发生。      

同寨隧道二衬开裂原因分析及处理方案浅议

针对同寨隧道二衬开裂具体环境及形态,分析了二衬开裂的地形与地质因素和施工因素,提出了施工期预防隧道二衬开裂的技术措施与建议.     

超大盾构始发洞门密封技术

洞门密封施工是确保盾构安全始发、正常掘进的关键环节之一,南京长江隧道作为超大直径盾构隧道,盾构始发技术难度大,安全风险突出。工程实践中采用预埋密封钢环、橡胶帘布密封、二次密封及注高分子堵漏材料等技术措施确保了盾构安全始发,对今后类似工程的施工有较好借鉴意义。