IX度区近断层隧道衬砌断面受力特征分析

文章以达德隧道为工程背景,对近断层隧道的抗震减震断面形式进行了分析。采用荷载结构模型对圆形隧道和马蹄形隧道的二次衬砌内力进行了计算和对比。结果表明:圆形隧道断面形式的受力情况要优于马蹄形隧道断面;在高烈度区隧道断面形式结合经济性综合考虑应采用近圆形,马蹄形断面则应减小仰拱半径。     

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。      

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。     

漂卵石隧道支护体系受力变形特性

针对川藏线拉萨—林芝段娘盖村隧道开挖与支护施工难、拱部塌落灾害频发等工程技术难题，提出了“三台阶互补循环式开挖+型钢钢架+喷射混凝土+双层密钢网+多组锁脚锚杆(管)+衬砌壁后注浆”的开挖支护组合体系，选取漂卵石隧道2组典型断面开展支护体系受力与变形实测研究，分析了围岩荷载作用特征、支护体系受力特性以及洞内外变形规律，揭示漂卵石隧道新型支护体系承载作用机制，总结提出了相应的防控新原则。分析结果表明：围岩压力以拱部松动塌落荷载为主且沿洞周分布不均，初期支护与二次衬砌平均荷载分担比例分别为67.65%和32.35%;锁脚锚杆受力拉压兼具，优化后最大拉、压力分别减小了45.9%和20.0%;二次衬砌受力总体较小，具有足够的结构安全储备；洞身段拱顶下沉不超过15 mm,水平收敛为8～9 mm;洞口段变形不对称且受浅埋偏压和降雨条件影响显著，拱部最大下沉达52.4 mm,上、下台阶水平收敛分别为11.4和15.6 mm,在类似不利条件下应尽早施作仰拱和二次衬砌以保证施工安全；漂卵石隧道支护体系设计遵循“少扰动、强拱脚、防超挖、密钢网、勤注浆”的防控原则，能够及时控制拱部松动区扩展，调动深层围岩的自...     

乔原黄土隧道渗水病害处治技术

针对吉县至河津高速公路乔原黄土隧道初支渗水、二衬纵向裂缝、仰拱裂缝以及底板水位较高等多处病害,结合病害成因综合分析结果,采用顶部堰塞沟引流疏导,底部渗井降水,底板"型钢框架+钢筋网片"加固等方案,对隧道病害进行处治,确保了隧道结构安全稳定。     

落石冲击下拱形明洞结构受力的模型试验研究

为研究落石冲击下拱形明洞结构的受力特点,通过改变落石质量及回填土厚度,利用1∶30缩尺模型试验分析了结构落石冲击所在断面不同部位的横向应变、轴力及弯矩等内力响应最大峰值的大小及分布特征,对各内力最大峰值随回填土厚度的变化趋势进行了分析,最后利用结构变形、弯矩及轴力图,对落石冲击下有回填土拱形明洞结构受力模式进行了总结. 研究结果表明:拱顶部位力学响应最显著,拱肩次之,拱腰及仰拱最小;结构受力形态可描述为拱顶部位轴向受拉、拱肩及以下部位为轴向受压的力学模式;与静力学分析隧道或明洞衬砌结构的荷载-结构模式不同,现行隧道设计规范中按素混凝土偏心受压构件对拱顶结构进行安全检算的方法并不适用于落石冲击工况;回填土厚度的增大有利于结构拱顶、拱肩及仰拱结构的受力,但对拱腰部位影响复杂,在设计时需结合落石规模、边墙形式及回填方式等进行具体分析.      

明挖法隧道标准矩形结构与折板拱结构选取分析

以苏州市阳澄西湖第三通道主线双向六车道明挖隧道为依托,在相同条件下分别进行标准矩形结构与折板拱结构受力分析,以主体结构混凝土数量与钢筋数量为基本量,考虑两种结构的施工难度,引入施工难度系数λ,综合确定断面经济指标M,以研究标准矩形结构与折板拱结构的受力特点与经济性。最终确定该工程主线隧道4. 5m以下推荐采用标准矩形结构,4. 5m以上推荐采用折板拱结构。     

大跨无仰拱隧道二次衬砌墙脚结构受力分析

对于普通大跨度隧道,一般采用仰拱设计,更好地进行受力支撑。若超大跨断面处采用无仰拱衬砌类型,结构受力很不利,但当满足某些特定条件时可采纳无仰拱设计。通过对某隧道大断面无仰拱情况拟定不同高程的墙脚进行数值模拟,分析二衬结构受力,并总结拱顶下沉随着墙脚厚度变化的规律,找到最优墙脚高度,确定设计施工方案。     

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、     

圆拱状断面隧道拱圈支承力衰减规律的研究

笔者在长期的工程实践中发现，传统的圆拱状断面隧道承压能力分析方法有一定的缺陷，圆拱状断面隧道拱壁支承力的传递有一定的规律可循。通过细致的理论分析，笔者初步找出了圆拱状断面隧道拱壁支承力传递的基本规律。     

不同断面大跨度隧道的力学特性

不同断面大跨隧道体现不同的力学特性。从理论上系统地对圆形、卵形、椭圆形、矩形隧道理学特征进行了探讨,并对扁平率影响围岩的稳定进行了深入研究,探讨了仰拱结构对隧道力学特性的影响。研究成果可为相关的工程提供技术指导。     

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。     

青兰高速公路邯郸支线南水北调大桥的设计

青兰高速公路邯郸支线南水北调大桥采用1-103.2m单承载面下承式钢管混凝土拱。本文介绍青兰高速公路邯郸支线南水北调大桥的主梁结构、拱肋、吊杆等的设计与计算分析。工程概况青(岛)兰(州)高速公路邯郸支线与南水北调总干渠交叉,交叉桩号为ZK118+026.95,斜交角度67.5°,总干渠渠顶正断面宽度55.1米,大堤顶设计高程92.509米,设计水位90.609,渠底高程84.609米,总干渠河道的特点是断面整齐、河道顺直、两侧大堤平行。原设计方案采用40+55+40米钢混组合箱梁,桥墩设置在南水北调总干渠断面内,南水北调中线干线工程建     

隧道开挖引起的围岩变形特征数值分析

以乐雅高速公路光华山隧道三台阶法开挖工程为例,利用有限元软件ABAQUS研究隧道开挖对围岩变形和关键点位移的变化规律,并将现场实测结果与数值结果进行对比分析。结果表明,隧道开挖过程中围岩水平位移小于竖向位移,且变化较小;与拱顶沉降相比,隧道开挖过程使拱腰水平收敛所需稳定时间更长;隧道开挖会导致拱顶发生沉降且仰拱出现隆起;左右侧拱脚和拱腰均向隧道中心移动,且与拱脚相比,隧道开挖对拱腰的水平位移影响更大。实测结果证明数值模拟规律的正确性,可为隧道支护设计及开挖方法选定提供依据。     

深圳至中山跨江通道项目进展顺利

正广东省交通集团8月27日对外表示,备受关注的深圳至中山跨江通道项目近期又有新进展。深中通道东人工岛及其范围内的隧道、堰筑段隧道施工图通过设计审查。在近日召开的项目东人工岛及堰筑段施工图设计审查会上,相关专家对东人工岛及岛上主线隧道、机场互通匝道隧道、堰筑段隧道施工图进行了设计审查。与会领导和专家认为,设计单位编制的施     

东山公路隧道开挖支护过程数值分析研究

应用有限元分析软件MIDAS/GTS,采用地层结构法分析了东山公路隧道开挖支护过程中的稳定性问题。分析结果表明,开挖不同断面过程中,围岩内最大主应力集中在钢架脚部,钢架架设时应及时施工锁脚锚杆,必要时可采用小导管注浆等方法对拱架脚部围岩进行加固;从衬砌变形角度分析,变形量最大处为拱顶下沉及底脚位置,施工中应注意对拱顶沉降的监测,逐步开挖核心土,保证施工及结构安全,同时应及时施作基础工程,以控制洞室变形;围岩最不利位置出现在拱顶及仰拱两侧,应是重点加强部位。     

三联拱黄土隧道施工方案及力学特性研究

随着我国地铁建设的不断发展,三联拱隧道越来越多,为深入研究三联拱黄土隧道施工方案及力学特性,依托某地铁区间隧道单渡线作为工程案例,结合其工程地质情况,研究重点施工工序,并利用数值模拟分析三联拱黄土隧道力学特性。研究结果表明:采用双侧洞法进行开挖时应重点注意超前小导管施作及临时支护的间隔拆除;初期支护轴力方面,左右洞中隔墙底部出现较大拉应力,隧道左右洞及中洞的拱顶部位产生较大压应力;初期支护弯矩方面,中洞仰拱部位承受较大的负弯矩值。     

隧道抗震仰拱形式优化分析

借助大型有限元软件ANSYS对隧道的地震反应进行数值模拟研究,确定计算模型并选取适当的材料参数,利用EL.Centro地震波研究处于特定条件下仰拱形式不同的隧道,分析隧道衬砌的位移、应力变化情况,确定不同围岩条件下适宜的隧道仰拱曲率半径,优化隧道仰拱形式。     

富水黄土、泥岩隧道塌陷段施工技术

富水黄土、泥岩分层隧道塌陷段由于受拱部黄土易失稳、坍塌影响,施工开挖极为困难。阐述了在通过地质雷达有效超前预报的情况下,采用密集超前管棚和临时拱架形成悬托结构能有效抑制隧道拱部富水黄土塌陷,施工中合理预留核心土尺寸和掘进进尺,配合监控量测数据,仰拱及时闭合,做好临时排水能有效解决此类地质情况下隧道施工难题。     

不良地质条件下公路隧道施工力学特性研究

为深入研究不良地质条件下隧道施工力学特性,提高隧道施工效率,保证施工安全,依托某高速公路隧道,利用现场监测、数值模拟手段研究施工过程中隧道支护结构接触压力、弯矩值、轴力值情况,并对其进行对比分析。研究结果表明:在偏压软弱地层条件下,围岩与初支间接触压力极易形成应力集中;二衬与初支间接触压力分布不均衡;右侧拱脚弯矩值较大,且分布范围较广;隧道衬砌轴力在拱顶和仰拱处均产生了应力集中。研究成果为类似工程提供了技术支持。