公路隧道围岩分级中存在问题探讨

《公路隧道设计规范》JTGD70-2004采用了国标《工程岩体分级标准》GB50218-94）的围岩分级方法进行隧道围岩分级。新规范实施后,很多建设业主反应采用新规范的隧道围岩分级普遍偏高,致使工程造价普遍增加。本文对围岩分级和原围岩分类进行了比较,对围岩分级的定性与定量数据进行了对比分析,阐明了出现这一现象的原因,提出了准确使用新规范围岩分级方法的几点建议。     

铁路隧道围岩级别的综合模糊判定方法

铁路隧道围岩分级在各分级指标对围岩级别判定不一致时,很难得到一个确切的围岩级别,论文首先分析了围岩稳定性分级,然后在量化铁路隧道围岩分级各主要指标的基础上,通过运用模糊数学及概率论方法,建立了铁路隧道围岩分级中各级别围岩的隶属度函数,并分析了根据隶属度大小实现模糊判断围岩级别的依据;最后以具体实例验证了该法的可行性。     

软弱围岩隧道大变形施工控制技术

结合某软弱围岩隧道实体工程,对软弱围岩隧道大变形施工控制技术进行研究,归纳了其围岩大变形破坏特征,分析了软弱围岩隧道大变形的产生原因,从施工工艺、施工控制方面提出了防止软弱围岩隧道产生大变形的措施和方法。     

基于超前地质预报技术的隧道围岩分级方法研究

由于隧道围岩的复杂性及不确定性,在新奥法隧道施工过程中需要根据掌子面揭示情况对设计围岩级别及时调整。而目前现有的规范推荐方法或其他方法均无法实现快速围岩分级。根据规范的相关计算方法,结合现场探测、岩体强度测定及超前预报结果与围岩分级有关的信息,总结分级指标的换算经验公式,提出了一种基于超前地质预报技术的围岩快速分级方法,并通过对依托工程隧道进行现场实践。实践表明:本方法与规范方法的围岩分级结果基本相符,但分级指标所需工作量小、耗时少。本研究为公路隧道围岩快速分级提供了重要参考。     

单斜地层下小净距浅埋隧道围岩压力分析

JTG D70-2004《公路隧道设计规范》提供了偏压隧道围岩压力的计算方法,实际计算发现,在单斜地层条件下,计算围岩压力与现场实测围岩压力存在出入。文中通过对现场隧道顺层围岩的破坏特征分析,建立单斜地层下小净距浅埋隧道围岩压力计算模型,提出了单斜地层下小净距浅埋隧道围岩压力计算方法,并通过现场实测数据进行验证。     

公路隧道施工监测在围岩动态分级中的应用研究

介绍了在设计阶段常用的围岩分级方法并提出了在施工阶段对围岩进行动态分级的概念。通过对隧道监测数据的统计分析,得出了用于Ⅳ级、Ⅴ级围岩分类的围岩压力、钢支撑内力及弹性波速等指标的取值范围。并以鹤上隧道ZK6 370断面为例,对上述指标进行了监测和回归分析,结果表明采用围岩动态分级方法得到的围岩级别与实际情况相符,可用于指导施工阶段的隧道围岩动态分级、隧道的反馈设计和施工过程中的预测预报。     

基于岩体质量指标的隧道围岩压力计算方法

通过对现行规范提供的围岩物理力学参数的系统分析,结合公路隧道建设实践经验,提出了给定地质及时间条件下隧道基本稳定跨度的概念及确定方法,据此建立了基于岩体质量指标的隧道围岩压力计算公式。该公式首次将围岩压力与围岩质量指标及其物理力学参数紧密联系起来,使之随围岩质量指标连续变化,克服了传统计算方法不连续的问题。分析表明,本方法的计算结果与传统方法及工程实践经验较为吻合,对隧道设计、施工及研究具有较大参考意义。     

公路隧道施工阶段围岩指标定性描述的量化分级方法研究

施工阶段围岩分级目前仍普遍采用定性的判定方法。文章通过六武高速公路安徽段隧道施工围岩分级的研究,提出了公路隧道施工阶段围岩指标定性描述的量化分级方法,提高了施工阶段围岩分级的可靠性,消除人为因素、主观因素影响所产生的误判,具有广泛的推广和借鉴价值。     

岩溶隧道围岩级别修正方法研究

针对岩溶隧道围岩分级问题,依据岩溶对围岩岩石坚硬程度Rc、岩石完整程度Kv的衰减规律,提出岩溶隧道围岩岩石坚硬程度衰减值ΔRc及岩石完整程度衰减值ΔKv计算方法,进而得到岩溶发育程度对隧道围岩分级指标修正值ΔBQ_溶的计算方法;由计算得到的岩溶发育程度修正指标值ΔBQ_溶,结合隧道不同围岩亚级BQ值,提出岩溶隧道围岩定量分级方法,并基于隧道主要地质工程条件得到岩溶隧道围岩亚级定性分级方法。最后,以贵阳市轨道交通3号线一期工程及新建九景衢铁路浙江段沿线4座岩溶隧道对岩溶隧道围岩修正分级方法进行了验证。     

隧道围岩智能分级及程序实现

在综合分析多种围岩分级方法的基础上,确定了围岩分级的主要指标;建立了一套围岩智能分级算法;并开发了界面友好、方便实用的应用程序。该程序能够迅速实现围岩分段、分级,并具有交互式输出与用户修正功能。     

基于BP网络动态预测预报轻轨隧道围岩位移

分别利用ANSYS有限元程序动态施工反演分析方法和BP网络的方法,进行轻轨隧道围岩的位移预测预报,计算结果表明,基于BP网络的方法不仅克服了有限元反演分析方法的不足,而且能综合考虑隧道围岩节理、裂隙等对围岩位移的影响,为适时地进行围岩支护提供理论依据。     

基于集对分析联系数的公路隧道围岩综合分级方法及其应用

由于公路隧道围岩分级的复杂性和不确定性以及人类思维的模糊性,其分级标准及待分级围岩指标常用区间数形式来表示。针对围岩分级标准及待分级围岩指标区间数不能直接进行大小比较的问题,根据区间数的误差分布形式,沟通区间数与联系数的关系,提出一种基于集对分析联系数的公路隧道围岩分级方法。该方法定义了两个联系数之间的相对Hamming距离,用围岩分级标准指标联系数组成被比较数列,待分级围岩联系数指标组成参考数列,通过计算参考数列与比较数列的联系数相对Hamming距离,根据a+bi型联系数大小比较法则,综合判定待分级围岩级别。以云岭隧道工程的2个典型段围岩和西河潭隧洞围岩分级为例进行计算对比,得到的结果与其他方法一致。     

模糊理论在公路隧道围岩分类中的应用研究

目前公路隧道中围岩的分类方法主要以经验为主,常常在特定的围岩地质条件下,不能确切地给出围岩的类别,这对公路隧道的设计和施工带来了不便。本文在多因素围岩分类法的基础上,引进模糊理论,建立围岩模糊分类法;围岩地质条件确定后,用围岩模糊分类法中的隶属度函数计算出各因数的隶属度,按照最大隶属度原则给出确切的围岩类别;围岩模糊分类法的应用将对公路隧道的设计和施工带来方便。     

隧道开挖跨度对围岩级别的影响研究

为进一步提高公路隧道围岩级别判定的准确性,以围岩位移作为围岩自稳能力的评价依据,探讨洞室跨度对公路隧道围岩级别的影响.通过数值模拟方法,对公路隧道两车道、三车道和四车道3种断面尺寸,Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级和Ⅵ级6种围岩级别进行了模拟开挖,以围岩位移值增加幅度作为围岩稳定降低程度的评价依据,探讨不同围岩质量下跨度对...     

雪峰山隧道施工监控量测与围岩稳定分析

介绍了雪峰山隧道现场监控量测的项目和方法,分析了典型断面施工中的围岩稳定性,判断围岩稳定程度和支护结构的状态,对围岩变形和应力的分布特征进行了探讨.     

RMR围岩分级方法在隧道施工现场的应用

介绍RMR围岩分级方法,将RMR法与GB50218-94《工程岩体分级标准》进行了对比分析和探讨,认为RMR法可以作为施工现场进行围岩初步分级的参考方法使用,并提出了现场应用RMR法进行围岩分级的注意事项。     

公路隧道围岩失稳概率计算中随机参数样本的修正

基于围岩变形破坏原理,建立了围岩稳定极限状态方程的普遍形式。研究了响应面方法求解该方程的过程,得出经典响应面方法仅仅适用于围岩物理力学参数随机分布曲线偏度系数为零的情况。针对围岩物理力学参数统计分布曲线的复杂性,利用统计矩参数对随机变量分布曲线形态特征的控制作用,提出了抽样样本修正方法和具体计算公式。归纳了修正后响应面算法的运行程序。以某公路隧道为例,分别采用经典算法和修正后算法计算了围岩稳定可靠度,然后与蒙特卡洛模拟结果进行了对照,经典方法计算结果与准精确解的绝对误差为1.017%,修正方法的计算结果与准...     

基于收敛-约束法和ZSI的隧道初期支护时机研究

为了解决隧道开挖后初期支护的时机问题,提出了基于收敛约束原理和围岩局部安全评价方法单元状态指标(Zone State Index,ZSI)的初期支护时机确定方法。该方法首先计算得到隧道的围岩特征曲线,结合围岩位移速率先对最佳支护时机对应的围岩应力释放率进行初步判定;然后再利用单元状态指标ZSI对围岩局部稳定性进行确认评价,增加了支护时机选择的正确性。最后以相同变量围岩位移为基础将围岩特征曲线和纵向变形曲线进行耦合分析,建立起应力释放率和掌子面与监测断面间距之间的对应关系,得出以支护与掌子面控制间距为依据的最佳支护时机选择。以甄峰岭2号隧道为例,建立FLAC~(3D)有限差分数值模型,采用该方法确定了多种工况下隧道合理的支护时机。研究结果表明,围岩特征曲线的形状和斜率受围岩级别和隧道埋深的影响较大;以单元状态指标ZSI与围岩位移速率相印证,可以增加支护时机选择的准确性,为隧道支护时机的选择方法提供了一种新思路;计算所得的支护与掌子面的控制间距对实际工程起到很好的指导作用。     

综合评判法在围岩等级划分中的应用

根据现行规范的有关要求,对施工中隧道围岩进行分级。分级中选择了6个地质因素和5级围岩指标,运用模糊优先关系定序法确定各评判因素的权重。采用模糊综合评判的方法,建立了施工阶段围岩分类的数学模型,使施工阶段围岩分级更加合理和快捷。     

浅埋条件下的大跨径隧道开挖方式研究

以广东省惠州到深圳高速公路牛湖山隧道工程为背景,运用FLAC软件建立数值计算模型,对几种常用施工方法在Ⅳ级围岩条件下浅埋隧道中的运用进行数值模拟,分析隧道开挖支护后的围岩位移、围岩应力,比较了这些常用隧道施工方法的优缺点,确定了最佳施工方法。