隧道初期支护变形特性空间效应分析及结构尺寸优化

针对长大公路隧道进口段软弱围岩稳定性较差,而隧洞的开挖进一步破坏了岩体的初始应力平衡状态,围岩应力状态的改变不利于围岩的稳定性问题,通过三维有限差分方法分析了初支尺寸、初支时机、初支刚度对围岩和支护结构的力学特性的影响,得出一些对软弱围岩山岭双线隧道具有实际指导意义的结论,为设计和施工提供可靠的依据。     

长大深埋隧道开挖施工控制关键技术

某双线隧道最大埋深为556.71m,长度5125m。围岩类别为以III、Ⅳ级围岩为主,岩性主要是硬脆性的砂岩、石英砂岩,局部软弱围岩段为Ⅴ级围岩,岩性为砂及卵砾石,黏土和粉质黏土、半胶结砾岩,下伏中生界砂岩、页岩、泥岩。此外隧道还经过一粘土、泥夹石断裂带。深埋隧道开挖施工软弱围岩段施工隧道Ⅴ级软弱围岩段采用三台阶七步开挖法,施工工序见图1。具体施     

双线铁路隧道软弱围岩段光爆技术探讨

以往的隧道光爆施工大多数被运用在围岩条件较好的Ⅱ、Ⅲ级围岩地段,对软弱Ⅳ、Ⅴ级围岩段考虑的反而较少。文章探讨了铁路双线隧道软弱围岩段的光爆技术,通过它的运用能最大限度地减少了Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖对其轮廓面围岩的扰动,很好地控制了软弱围岩的超欠挖,进而提高了隧道施工安全、工程质量及经济效益水平。     

软弱黄土隧道支护结构力学特性测试

为研究软弱黄土隧道支护结构的受力特性,优化黄土隧道设计理论,以西宁过境高速公路某黄土隧道为依托,选取杂填土段、深埋段和浅埋段进行了大规模的现场测试,从支护受力的空间分布、时间分布、计算方法以及对比验证等方面,对围岩与初支接触压力、初支与二衬接触压力及二衬和仰拱混凝土的应变进行了系统的研究。分析结果表明:拱顶、拱肩处的压力值较大,是黄土隧道最危险的部位,容易发生坍塌;围岩压力计算值与实测值相差较大,现有方法在计算黄土断面围岩压力时存在较大的误差;深埋段围岩压力稳定时间最短,浅埋段次之,杂填土段时间最长;软弱黄土隧道"新奥法"原理指导下,"强初支,弱二衬"设计理念的采用,使二衬荷载承担比例控制在11%~36%范围内,充分发挥了初支对围岩变形的抑制作用,二衬仍作为安全储备。     

大断面黄土隧道基底围岩压力研究

黄土隧道基底区域围岩压力确定直接关系到隧道基底承载力是否满足结构稳定及运营安全的要求。以客专浅埋黄土双线大断面隧道为研究对象,分别采用普氏理论、太沙基理论、谢家烋理论、比尔鲍曼理论、卡柯公式、全土柱法、岩柱法、规范推荐方法、有限元法与实测值进行对比分析,推荐大断面黄土浅埋隧道采用太沙基理论与有限元方法相结合的方法计算确定基底围岩压力。     

汕湛高速公路东岭隧道围岩分级评价

汕湛高速公路东岭隧道为特长山岭隧道,单洞最大长度4 248 m,最大埋深超过300 m,隧道长度在广东省高速公路中排名第三,地质条件复杂。通过运用工程地质调绘、钻探、物探、水文地质试验、室内试验和现场抽水试验、地应力测试等综合勘察方法,查明了隧道围岩级别,在此基础上计算出围岩基本质量指标BQ及修正值[BQ],详细划分了隧道围岩级别。     

基于正态云理论的软弱隧道围岩分级

选取针对软弱隧道围岩的4个指标——单轴抗压强度Rc、完整性系数Kv、黏聚力c及软化系数Kf,构建了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系;用隧道工程实例对软弱隧道围岩分级体系进行了验证计算,并以实际开挖围岩等级作为参照标准,对比分析了分别用正态云法与BQ法得到的围岩分级结果.结果 表明:与BQ法相比,正态云法得到的围岩等级与实际开挖围岩等级的一致性更高;验证了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系的可行性;正态云法围岩分级体系可作为一种新的软弱围岩分级判定方法.     

基于正态云理论的软弱隧道围岩分级

选取针对软弱隧道围岩的4个指标——单轴抗压强度Rc、完整性系数Kv、黏聚力c及软化系数Kf,构建了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系;用隧道工程实例对软弱隧道围岩分级体系进行了验证计算,并以实际开挖围岩等级作为参照标准,对比分析了分别用正态云法与BQ法得到的围岩分级结果.结果 表明:与BQ法相比,正态云法得到的围岩等级与实际开挖围岩等级的一致性更高;验证了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系的可行性;正态云法围岩分级体系可作为一种新的软弱围岩分级判定方法.     

软弱围岩隧道施工技术探析

在隧道施工过程中遇到软弱围岩,通常会让施工组织与技术人员感到有压力。软弱围岩作为隧道工程中重点且难点控制的工程,软弱围岩施工技术控制对工程的安全、质量等有比较大的影响。通过分析软弱围岩地质工程的特点,进一步阐述其施工方法,对软弱围岩隧道施工技术的重点控制进行了探讨。     

湿陷性黄土地区城市大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术

在城市地铁软弱围岩中修建大跨隧道,选择一套合理的施工方案和正确的施工方法十分重要。结合西安地铁三号线一期工程TJSG-14标辛家庙—广泰门站区间暗挖隧道工程,介绍湿陷性黄土地区大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工工艺、方法及安全措施,以及在施工过程中应注意的问题,为类似工程提供参考。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工方案

东北隧道围岩大部分为粘性土,局部见砂层,部分地段含水量较高,围岩呈软可塑状态,自稳能力差。针对此特点,通过模型试验、室内理论分析和现场试验测试,系统研究比较了几种典型大断面隧道施工方案,选取了适合严寒地区大断面软塑粘土隧道施工的方法,并通过施工实践对隧道施工技术、施工工艺进行了深入研究和探讨,总结了一套严寒地区大断面浅埋软塑粘土隧道快速安全的施工技术。     

高速公路隧道施工全过程三维弹塑性数值模拟

为了获得开挖过程中隧道结构体应力、应变和位移规律，以渝黔二期笔架山隧道北端洞口段实态建模，采用有限元程序对施工全过程进行了三维弹塑性数值模拟，并与现场实测数据进行了比较．研究结果表明，开挖对围岩影响较大的范围在开挖面四周5m以内，且上台阶开挖的影响大于下台阶开挖；围岩沉降和水平位移在开挖前已完成1／3；围岩塑性区位于开挖面前1．5m范围内，锚杆主要受本施工段上台阶开挖的影响．     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

西部红层软岩地区高速公路路堑与隧道方案评价

针对红层软岩的工程性质,利用广泛的调查研究资料,分析了高速公路深挖路段的技术经济影响因素,构建了路堑与隧道方案评价的指标体系,并利用灰色关联度作为测度进行综合评价,得到了路堑与隧道相比的合理开挖深度,为西部红层软岩地区高速公路的设计和施工提供有益参考.     

隧道围岩强度不均地段塌方成因及其处理方法

2006年1月,承德韩郭线二级公路工程喇嘛梁隧道发生了大面积塌方。基于现场调查结果,详细描述了隧道塌方地段工程地质背景、与支护方法,以及塌方事故,并结合以上现场资料分析了该隧道塌方的机理;同时,还介绍了在该段塌方处理中如何采用的工字钢梁和超前注浆导管等技术手段。这一研究也为类似地质情况提供了宝贵的施工经验和理论支撑。     

西部红层软岩地区高速公路路堑与隧道方案评价

针对红层软岩的工程性质,利用广泛的调查研究资料,分析了高速公路深挖路段的技术经济影响因素,构建了路堑与隧道方案评价的指标体系,并利用灰色关联度作为测度进行综合评价,得到了路堑与隧道相比的合理开挖深度,为西部红层软岩地区高速公路的设计和施工提供有益参考.     

锁脚锚杆在软弱围岩隧道中的应用

在研究锁脚锚杆作用机理的基础上,对软弱国岩隧道采用锁脚锚杆时的支护效果进行分析,应用有限元分析软件MIDAS/GTS进行数值模拟、计算和分析.分析结果表明,合理的锁脚锚杆长度和打入角度不仅能够有效地限制围岩的变形程度,而且有利于发挥支护结构承载能力.经过不断计算,一般土质隧道的锁脚锚杆的适宜长度大约为3～3.5m;锁脚锚杆打入角度为0°时,拱顶下沉量及净空收敛量最少.     

浅埋黄土隧道二次衬砌受力特性探析

以西北地区某隧道为工程背景,采用现场监测方法得到浅埋黄土隧道初期支护与二次衬砌之间的接触压力.浅埋黄土隧道二次衬砌受力特性的研究方法和结论对分析软弱地层衬砌结构的受力特性、建立更加科学合理的隧道设计方法具有一定的参考价值.