硬质破碎岩体中隧道锚肋组合支护体系的构想

硬质破碎岩体中隧道的支护通常采用提高支护刚度的设计思路，虽然该方案在一定程度上可避免施工风险，但也存在着无法有效利用围岩自承能力、初期支护大变形、二次衬砌开裂甚至破坏等一些问题，影响隧道的使用安全。基于以上背景，通过研究提出一种新的适用于不良地质条件中隧道的支护思路和方法，即采用“锚杆+内压（支撑）构件”形成锚肋组合支护体系作为围岩加固手段，代替传统的高支护刚度策略。构想通过理论推导、数值仿真、模型试验和现场试验等手段，研制形成适用于硬质破碎岩体中隧道的柔性支护。     

三管盾构隧道下穿铁路引起的地表位移及其控制技术

采用三维数值模拟方法,结合上海轨道交通9号线R413标段,进行三管并行盾构隧道近接下穿南新环铁路引起的地表位移及其控制技术研究。数值分析中,利用温度升降产生的膨胀和收缩效应模拟注浆压力和压力的消散,使得分析过程在力学效应上更接近盾构施工的工作状态。引入轨道高低偏差值来控制地表位移。研究结果表明:地层加固前,各隧道施工时地表的横向位移有明显的叠加效应,距离越近,效应越明显,且最大位移值已超过限值;当采用分块注浆加固地基并配合旋喷桩施工的地层位移控制技术后,地表位移得到有效的控制,现场沉降实测结果验证了控制技术的有效性,确保盾构隧道安全下穿铁路和列车的安全运营。     

中国四车道及以上超大断面公路隧道修建技术的发展

伴随经济的迅猛发展,对公路交通提出了更高的通行要求,新建、扩建的四车道及以上超大断面公路隧道频频出现,但却几乎没有学者对此方面的研究做出系统的归纳总结,诸多研究在类比引用时忽略工程案例更为细致的类别而存在些许不合理。基于此,通过广泛深入的调研,依据成因和特征将四车道及以上超大断面公路隧道分成3类:常规新建四车道公路隧道、原位扩建四车道公路隧道和分岔四车道及以上公路隧道;在此基础上,归纳总结分析了四车道及以上超大断面公路隧道断面形状、施工工法、施工力学和支护参数等的技术现状以及研究中存在的不足。在断面形状的研究上,实际工程采用的扁平率波动范围较大,并且大于目前理论研究得到的扁平率和国外大部分隧道采用的扁平率,更为合理的扁平率需要深入研究;在施工工法的研究上,有逐渐减少开挖分部,扩大施工空间,增强机械化施工的趋势,与之配套的自动化程度更高的施工机械急需研发;在施工力学的研究上,对围岩的荷载释放和渐进性破坏过程有了更加深入的认识,但是对深埋段围岩压力的计算方法仍没有统一的有说服力的计算理论;在支护参数的研究上,不同的工程呈现较大的差异,需对超大扁平隧道的支护参数进一步研究和优化,为完善相应的指南或规范奠定理论基础。最后对四车道及以上超大断面公路隧道的建造技术进行了展望,指出设计标准化、施工机械化、结构轻型化等是今后重点研究的内容。     

基于实测数据的黄土高铁隧道三台阶法变形控制基准研究

为更加准确地确定黄土隧道开挖过程中不同黄土类型的变形控制基准,以宝兰客运专线安定隧道等6座隧道中的47个拱顶 沉降实测数据作为研究的样本,根据土层的形成年代及成分,将其分为Q2 黏质黄土、Q2 砂性黄土、Q3 砂性黄土及Q4 砂性黄土4 类,通过研究得到其全位移的回归曲线。 数据表明: 1)在一定范围内的含水率对最终沉降值影响并不明显,而基底承载力、埋深这 2个因素和最终沉降量关系极为密切; 2)对4类黄土的最终沉降的预测值进行分类分析,得到黄土隧道初步的变形控制基准Q2 黏 质黄土为110 mm、Q2 砂性黄土为170 mm、Q3 砂性黄土为300 mm、Q4 砂性黄土为300 mm的结论,再根据埋深和地基承载力进行修 正,形成的控制基准在目前在建的银西铁路隧道中得到了较好的验证。     

逆斜切式隧道门的受力机理

采用有限元对逆斜切式隧道门的受力进行三维数值模拟分析,并用几何相似比为1∶30的模型试验结果进行验证。分析结果表明,逆斜切式隧道门结构的受力基本特征是:隧道洞口结构处于三维受力状态,按壳体结构进行设计比较合理;当进入洞内距离超过隧道洞径约2.5倍的洞身地段,纵向轴力值远小于横向轴力,且横向弯矩是纵向弯矩的6~10倍,因此在结构设计中可不必考虑纵向内力的影响,简化成平面应变问题;在衬砌突出部位与岩层的交界面上,拱顶沿隧道纵向的轴力达到最大值,而且处于受拉状态,因此对洞口段衬砌结构纵向应进行配筋设计。     

上软下硬地层单拱大跨地铁车站施工工法优化分析

为了能够适应上软下硬地层，在保证安全的基础上具有一定的经济效益，隧道工作者在PBA工法的基础上形成了拱盖法施工工法。以贵阳轨道交通2号线阳明祠地铁车站为工程背景，以三维有限差分元数值计算手段，结合工程区域地质条件及周边建设环境，考虑施工安全、施工工期，综合对比不同工况，对阳明祠地铁车站原设计的拱盖法施工工法进行了优化，并深入探讨了拱盖法的基本思想，提出了应针对工程区域特殊建设环境合理应用拱盖法。     

深埋高水位山岭隧道作用于衬砌外表面的水压力计算方法

文章针对深埋高水位山岭隧道,通过把含水地层视作无限含水地层和半无限含水地层(即考虑边界的影响)对作用于隧道衬砌外表面的水压力分别进行了分析论述,并推导出了水压力计算公式,同时给出了层状岩层垂直于层面渗流的等效渗透系数的计算方法,可供类似工程设计和施工中参考.     

倾斜层状泥岩中隧道变异机理及支护措施研究

结合都(江堰)汶(川)高速公路龙溪隧道,根据现场监测位移值,对比模型试验及理论分析结果,对倾斜层状泥质岩层中隧道变异机理及支护措施进行了研究。研究结果表明,倾斜层状泥岩遇水产生微膨胀,在支护结构拱腰形成一个高集度的偏压荷载,且随着时间推移荷载值逐渐增大,支护结构达到屈服后,在开裂断面处形成一个塑性铰,致使支护结构变形较大但仍然保持稳定;同时,在隧道拱腰垂直倾斜岩层面安设加密加长锚管,使偏压荷载有效转移,充分调动围岩本身的自承能力,有利于整个支护结构的安全。     

砂质新黄土隧道水平旋喷桩超前加固施工技术研究

以蒙华铁路万荣隧道工程为例,采用三维数值计算方法,计算分析水平旋喷桩超前加固在砂质新黄土隧道施工中的可行性,隧道采用全断面开挖最不利工况下,模拟15 m水平旋喷桩进行超前加固,计算结果显示隧道掌子面塑性区长度明显减小,保证了隧道开挖过程掌子面的稳定;针对TY400和ST60两种钻机施作水平旋喷桩技术进行研究,优化确定施工参数及相应加固方案,并指出施工过程中的操作要点,研究提出在砂质新黄土隧道中水平旋喷桩超前加固施工技术。结果表明:隧道开挖时采用15 m水平旋喷桩加固掌子面后,在掌子面及周边形成了承载环,掌子面塑性区范围明显减小,提高了掌子面的整体稳定性,实现了万荣隧道的顺利贯通,水平旋喷桩超前加固技术在砂质新黄土地层加固效果明显,可为今后砂质新黄土地质条件下隧道工程的施工提供经验参考。