软弱地层大断面隧道开挖研究

根据对兰渝铁路桃树坪隧道的监测数据,分析软弱土层下大断面开挖围岩应力的变化情况,得出施工应侧重于1、2断面开挖后临时支护与永久支护的施做,在后续开挖中应对左侧断面拱腰处的围岩变化加强监测。当3、4、5断面施工后应及时施做初级支护和临时支护。在大断面隧道施工中,围岩扰动主要体现在拱腰处,所以在开挖前应做好超前支护。     

双侧壁导坑与 CD 法对超大断面隧道开挖影响分析

随着高等级公路的大量建设,超大断面隧道不断涌现。目前对超大断面隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究仍然不足。以郑州市中原路西延线韩门超大断面隧道为工程依托,采用有限元分析方法,对超大断面隧道开挖过程进行有限元模拟,揭示双侧壁导坑法与CD法开挖方式下隧道围岩的变形规律、应力分布特征等,为超大断面隧道设计和施工提供理论依据,并通过现场监测予以验证。揭示大断面隧道开挖变形机理,优化施工技术,以指导超大断面隧道设计和施工。     

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。     

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。      

浅埋偏压、软弱围岩双线隧道大变形施工控制技术

结合浅埋偏压、软弱围岩高枧槽隧道实体工程,介绍了开挖断面大、岩溶发育、地质复杂的隧道产生大变形的情况及分析产生的原因,提出了地表打入钢管桩预加固提高承载力、中台阶钢架间增设纵向托梁与地表钢管桩焊接提高整体受力、设置临时仰拱或横撑、双层拱架支护等措施。通过及时分析围岩和支护变形情况,最终洞内初期支护变形、拱顶下沉、地表开裂等现象得到有效控制。     

浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术研究

主要对浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术进行分析,了解工程概况,明确施工过程和注意事项,然后详细论述了软弱围岩隧道施工的技术,其主要内容有:套拱、超前支护与初期支护、围岩测量与开挖、防排水施工。相关人员通过这些内容,更好的进行施工工作,提高施工效率,保证其安全性。     

公路隧道穿越软弱破碎围岩段力学特性研究

为深入研究公路隧道穿越软弱破碎围岩段施工过程中的力学特性,依托某高速公路隧道,利用数值模拟手段分别对软弱破碎围岩段上下台阶法、双侧壁导坑法两种工况下支护结构应力情况进行了研究,通过对比分析可知,采用双侧壁导坑法开挖软弱破碎围岩段隧道时,其支护结构应力普遍小于上下台阶法开挖,由此可见双侧壁导坑法有效提高了软弱破碎围岩隧道的整体稳定性,力学性能更优。     

软弱围岩隧道双层支护施工控制技术

某公路隧道全长4480m,最大埋深约400m．现场已开挖的断面围岩揭示,前段左侧及拱部为炭质片岩,右侧拱墙为石英云母片岩．随着开挖掘进炭质片岩向右侧扩大延伸,在前方一定距离内围岩可能为全断面的炭质片岩。该炭质片岩质软．断口光滑．受构造挤压作用比较明显,在地下水作用下易软化．产生塑性变形．整体稳定性差,根据现场情况最后确定该软弱围岩段采用“双层支护＋模筑衬砌”的结构形式,第一层支护为喷、锚、     

软弱围岩大跨度隧道三台阶七步法施工可行性分析

为了解决超大断面隧道在穿越软弱围岩地带容易发生失稳坍塌等病害的问题,目前国内大断面隧道施工普遍采用台阶部分法.选取深圳侨城东路隧道标准段为研究背景,首先针对超大断面隧道、地质条件复杂、围岩多为Ⅳ和Ⅴ级的复杂特征,采用原位钻探和室内岩石物理力学实验,获得隧道围岩关键参数;然后,利用FLAC3D数值模拟软件建立隧道模型,模拟三台阶七步施工工法对大断面隧道软弱围岩稳定性的影响;最后,对得到的隧道位移应力变化规律进行总结分析.结果表明:三台阶七步开挖法在侨城东路隧道施工时表现出了很强的适用性,且施工时对于下方隧道影响较小,不仅为侨城东路北延通道工程整体施工提供了数据支撑,也可为类似条件隧道施工工法的选择提供参考.     

强风化花岗岩地层超大断面暗挖隧道结构设计及施工工艺

在轨道交通工程中,隧道因受路基与桥梁线间距影响,会形成单洞双线隧道等超大断面结构。暗挖隧道初期支护方案设计与隧道所在地层的围岩等级等有关,同时也受到隧道施工工序的影响。隧道开挖后同时进行初期支护,防止围岩应力过度释放引起隧道坍塌。在二次衬砌施工前,初期支护与土体协调变形,应根据不同的围岩等级采取不同的支护措施,避免隧道变形过大侵入隧道限界。结合广州地铁21号线工程项目,对强风化花岗岩地层中的超大断面的暗挖隧道结构设计和施工方法进行了详细介绍。     

基于实测数据的穿越软塑黄土层大断面隧道围岩与支护动态作用机制

选取软塑黄土层分布于隧道拱顶、洞身和隧底3组典型断面开展实测研究，分析了软塑层影响下的围岩变形特征、支护结构力学特征及其差异性，提出了基于实测数据确定支护特性曲线的方法，揭示了软塑黄土层影响下的围岩与支护动态作用机制，给出了相应的防控理念及措施。分析结果表明：隧道围岩变形由大到小依次为软塑黄土层分布于拱顶段、洞身段和隧底段；软塑黄土层分布于拱顶段支护结构拱肩和边墙脚、洞身段拱腰及其以下位置、隧底段拱部和仰拱承受较大围岩压力作用；支护结构承受主要荷载来压方向不同、围岩应力随开挖步序释放率不同及地下水渗流路径不同是3组断面支护结构应力存在差异的直接原因；软塑黄土层分布于拱顶和洞身段时，围岩超前应力释放率约为35%,上台阶开挖支护结构力学性能迅速恶化，软塑黄土层分布于隧底段时，下台阶开挖软塑黄土层对支护结构将产生显著影响；针对上述3类工况，提出的强支护、控侧压和防突沉的防控理念及超前帷幕注浆、大锁脚和基底袖阀管注浆等施工控制措施可有效避免施工灾害的发生。     

注浆方式对大断面软弱围岩隧道稳定性的影响及研究

大断面软弱围岩隧道自稳性差,岩体破碎,在施工过程中可能会出现拱顶崩塌,掌子面失稳等问题。为保证大断面软弱围岩隧道前期施工和后期运营安全,对软弱围岩进行注浆预加固具有重要意义。应用有限差分软件FLAC3D对大断面软弱围岩隧道拱部注浆、全环注浆及不注浆3种方案进行数值分析,研究不同注浆方式对围岩的加固效果和围岩应力分布规律以及围岩稳定性,为大断面软弱围岩隧道的施工提供指导。     

大跨软弱围岩隧道三岔口施工技术

结合扩建金华至温州高速铁路某双线隧道的修建情况,介绍了在大跨铁路隧道软弱围岩段横洞进主洞三岔口施工关键技术。即采用单侧小导坑（3m×3m）进入主洞洞身进行开挖,于主洞中线处达到拱顶高程,逐步扩挖至标准断面,并进行初期支护,再依次落底施工下台阶,直至全断面成型;交岔口段横洞设置10榀异形拱架及门架横梁,以保证施工安全,同时门架横梁作为主洞钢架落脚支撑。通过采取上述措施保证了洞室结构的整体稳定,有效避免了安全事故的发生。     

黄土连拱公路隧道围岩变形监测和数值分析

以离军高速公路黄土连拱隧道为工程背景,对地表沉降、地质和支护状况、拱顶下沉和水平收敛进行了现场监测,并采用有限元方法分析了隧道围岩拱顶下沉和水平收敛的变化规律,进而研究了黄土连拱隧道三导洞法施工的围岩变形规律和影响因素．结果表明：黄土隧道Ⅳ类围岩比Ⅴ类围岩变形小,围岩稳定较快;三导洞施工法开挖中、左、右导洞和断面开挖时,围岩应力一直处于重新调整中,变形也在不断变化,且施工中开挖顺序对围岩变形有很大影响,在洞室开挖施工中,要密切注意拱腰及拱顶的变形情况,加强Ⅴ类围岩监测,及时进行临时支护,尽早完成右洞初期支护,以防变形过大而围岩失稳;影响黄土隧道围岩变形的主要因素是黄土的工程特性和地质工程环境．     

某软岩大断面隧道微台阶法开挖围岩变形特性研究

为了提高大断面隧道施工安全性,以某软岩大断面隧道开挖支护为对象,利用FLAC 3D有限元分析软件,模拟分析了某大断面隧道在微台阶开挖法下隧道围岩变形特性,研究得到上台阶开挖完成后围岩塑性区分布情况、掌子面位移分布情况,对比下一进尺完成后得到围岩等效塑性区大小及位置变化情况;并通过在模型中布设相应监测点,分析开挖过程中的围岩位移变化情况,得到拱顶沉降、拱腰水平位移变化规律以及最大变形值,分析结果表明微台阶法在该软岩大断面隧道开挖过程对围岩变形的控制效果较好。     

软弱岩体双连拱隧道施工力学响应分析

在软弱岩体环境下,针对大跨度双连拱隧道施工过程中衬砌、中隔墙及围岩等结构受力状态复杂、变化频繁等特点,以某大跨径双连拱隧道为实例,对隧道施工开挖全过程进行了数值模拟计算,系统分析了隧道围岩、中隔墙随隧道的开挖和支护过程的应力及塑性区的发展、变化规律,得到了采用侧壁导洞法施工时,隧道施工力学行为的变化规律,对同类隧道设计及施工具有参考意义。     

地下铁道由区间隧道扩挖三联拱隧道施工技术

北京地下铁道某地下区间设计有一段大断面三联拱隧道，由于受开挖工作面的限制，采取从区间隧道扩挖的施工方案。拟定了双侧壁导坑法结合CRD工法施工的方案；采用FLAC模拟该断面施工顺序，确定每步开挖工序产生的沉降值，制定了施工控制标准；介绍了该断面初期支护参数、由区间标准断面转换到三连拱隧道的工法及工程效果。建立的分步控制沉降的施工控制模式，有利于控制每一步序沉降值；三联拱隧道段沉降、变形稳定，满足施工控制值的要求。     

基于有限元的三台阶仰拱初支技术

为了解决大断面软岩隧道的软弱破碎围岩径向位移增速快,开挖后初期支护结构不能尽早发挥作用,极大可能导致围岩失稳、发生安全事故等问题,以新建蒙西—华中煤运通道马湾隧道为依托工程,以优化改进后的三台阶仰拱初支开挖法进行施工,并借助有限元软件建立隧道模型,对三台阶仰拱初支开挖法进行数值模拟分析。最终结果表明:按优化改进后的三台阶仰拱初支开挖法能实现仰拱初支紧跟、隧道初期支护整体尽早封闭成环,做到了开挖、支护工序衔接紧凑;隧道最大竖向变形为33. 2mm,拱顶沉降及周边收敛随开挖步的变化均处于施工安全范围内;拱腰初支最大拉应力为1. 08MPa,拱顶最大压应力为13. 8MPa,均符合施工要求,为大断面软岩隧道施工提供一种更安全的新方案。     

基于FLAC3D大断面浅埋偏压隧道开挖 方式数值分析

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开挖数值模拟,研究大断面浅埋偏压隧道中微台阶法与环形开挖预留核心土开挖的不同效果。结合杏花村三车道隧道施工实测数据,通过对比分析发现模拟结果与实际监测结果一致。FLAC3D准确模拟软弱围岩浅埋偏压隧道开挖,结果表明:在大断面偏压隧道开挖中,偏压侧位移较大,施工过程中,可采取在偏压侧设置挡土墙或加厚衬砌厚度的措施。通过对数值模拟中围岩应力状态、衬砌结构内力的比较,综合考虑后采取环形开挖预留核心土法进行大断面偏压隧道开挖,有较好的施工效果。     

超大断面公路隧道浅埋段施工技术

随着公路建设规模日益扩大,3车道、4车道的超大断面公路隧道越来越多。隧道浅埋段覆盖层薄、围岩稳定性差,开挖时易出现坍塌等工程事故,是超大断面隧道施工技术的重点和难点。结合深圳盐排高速公路盐田隧道的施工实践,介绍浅埋段施工的一些经验和技术体会,可为类似工程施工提供参考。