曲线盾构隧道施工数值模拟及稳定性分析

因受地质条件和施工条件的限制,超大直径小半径曲线连续盾构隧道在施工过程中带来的剧烈围岩扰动可能致使地面发生较大的隆沉现象。主要原因与隧道开挖面难以保持平衡稳定息息有关,因此,研究隧道开挖面的稳定性对确保超大直径小半径曲线盾构隧道的施工安全十分必要。依托武汉两湖隧道超大直径小半径曲线盾构隧道工程,采用ABAQUS有限元分析软件进行三维数值模拟,分析标准工况下隧道掘进产生的地层变形,总结开挖面支护压力的变化对隧洞周围围岩的影响规律,计算得其最小极限支护压力为47.34 kPa。     

高岩温隧道初期支护应力场及安全性研究

为评价高岩温隧道施工过程中初期支护的安全性,研究了高岩温隧道初期支护温度场、应力场的施工期特征和演变规律. 首先通过热-应力耦合三维数值模拟和现场测试,研究了不同原始围岩温度场中,高岩温隧道开挖过程中初期支护温度场的变化规律;其次考虑围岩荷载和温度荷载共同作用,分析了高岩温隧道开挖过程中初期支护应力场的变化规律;最后基于初期支护应力值,评价了高岩温隧道初期支护的安全性. 研究结果表明:受施工通风影响,初期支护温度在隧道开挖后急剧降低,约5 d后基本与洞内气温一致;受施工工序影响,初期支护最大拉应力先增后减,最大压应力持续增加;随着围岩初始温度增大,在不同施工步序中,初期支护的最大拉应力和最大压应力均增大;初期支护安全性由喷射混凝土抗拉强度控制,当围岩初始温度大于60℃时,C25喷射混凝土将发生拉裂破坏.      

浅埋盾构穿越渗透性地层时极限支护压力分析

基于半承压水模型综合考虑土压盾构穿越渗透性地层时覆土层及下卧层的渗透性,推导了盾构穿越层中沿掘进方向的水头分布的解析解,将其与现有的二维渗流场的解析解结合扩展为相应的三维近似解. 同时采用数值仿真得到稳态渗流条件下浅埋渗透性地层的主、被动破坏模式,建立了相应的柱体+弧形转角体模型,将前述三维渗流场引入该模型,通过力矩平衡法得到了相应两种极限状态下开挖面支护压力的计算公式,与既有结果进行对比,此计算方法更接近数值解. 研究发现:施工对开挖面前方渗流场的扰动基本局限在3倍洞径以内,主、被动极限支护压力的值随水头差的增大均线性增加,盾构直径和水头差是影响主动极限支护压力的主要因素,拱顶埋深与盾构直径是影响被动极限支护压力的主要因素,实际施工过程中,支护压力值应尽可能接近水土分算下的土体原始地层侧压力值,并在其附近（最好在其上方）小幅度波动,波动范围应以变形控制标准为依据.      

软弱夹层隧道实测支护结构受力及变形规律研究

软弱夹层隧道施工过程中,受岩体软硬不均和层理分布影响,使初期支护受力变形不协调分布,从而易引起支护结构破坏甚至洞室整体失稳破坏。以兰渝铁路东扎沟隧道为工程背景,分析了隧道施工变形的纵向分布规律与地质条件变化的关系,施工变形的横断面分布规律与地质条件的关系,研究了加强支护后围岩压力、初期支护结构应力的横断面分布和变化规律,得出一些有益的结论,为类似工程提供借鉴。     

关角高风险隧道富水环境下施工降效技术经济分析

在岩溶地区或地下水补给丰富地质区域进行隧道施工时,时常会出现突泥和涌水等地质灾害现象,导致施工进度缓慢和资源投入增加。富水环境（涌水量在5 000 m3/d以上）下施工引起的人工、机械降效和部分支护材料、喷射混凝土等材料消耗增加,在现行定额标准中没有涵盖,概预算编制过程中由于依据不充分,经常导致投资不准和投资变更较为困难等现象的发生。以西格二线关角隧道1#-6#斜井及担负的正洞为研究对象,分别在实际富水环境以及正常环境下施工,在完成相同工作内容和工作量的前提下,跟踪、调查、收集数据并建立数据对比模型,量化人工、部分初期支护材料和机械台班消耗量,得出： 1)富水环境较正常环境人工、机械以及初期支护综合降效系数; 2)富水环境喷射C20素混凝土、C25纤维混凝土回弹量较现行定额增加幅度,并给出其适用范围,为富水工程项目设计及变更提供参考。     

漫谈矿山法隧道技术第六讲——衬砌（二）

首先介绍以欧洲为代表的锚喷支护结构体系的应用现状。然后比较详细地介绍挪威、美国、日本和法国喷混凝土永久支护的应用、研究情况及具体做法。认为,在国外以锚喷支护为主体的支护结构体系和以复合式衬砌为主体的支护结构体系,目前是并存的;对我国来说2种支护结构体系也应该是并存的。在围岩条件良好的情况下,应大力推进以锚喷支护为主体的支护结构体系;在围岩条件较差的场合,则应以复合式衬砌支护结构体系为主体。     

软弱围岩隧道变形及其控制技术

根据软弱围岩隧道变形的基本规律,系统总结了国内外,尤其是日本控制隧道开挖后变形的基本对策,包括：1）控制先行位移的技术--超前支护;2）控制掌子面挤出位移的技术--掌子面补强;3）控制脚部下沉的技术--脚部补强;4）加强初期支护的对策。     

地道桥引道基坑支护工程施工

主要介绍沈阳市克俭地道桥天山路引道工程中,为保护临近建筑物和地下管线而采用的支护方法及施工主要工艺。对于基坑深度在5～7.6m的支护方案,采用螺旋钻孔压灌超流态混凝土桩与预应力锚杆共同作用的支护方法是十分安全和可靠的。     

高地应力软岩大变形隧道洞型及双层初期支护支护时机研究

为优化高地应力软岩隧道支护结构受力以及控制围岩变形,开展隧道洞型与双层初期支护支护时机研究。首先,通过现场监测数据分析高地应力软岩隧道单、双层初期支护的支护效果及围岩变形规律;然后,采用FLAC3D软件对比分析马蹄形（高跨比0.80）、类圆形（高跨比0.90）、圆形（高跨比1.00）3种洞型下以及第1层初期支护变形达300、350、400 mm时施作第2层初期支护时隧道的受力与变形情况。研究结果表明： 1）对于高地应力Ⅲ级大变形围岩2车道隧道,采用双层初期支护较单层初期支护虽有效控制了围岩变形,但在施工过程中仍出现了拱肩破坏、仰拱开裂等现象; 2）适当增大隧道高跨比可有效降低围岩变形与支护结构受力,高跨比为1.00时效果最好; 3）适当增大第1层初期支护的预留变形量,推迟第2层初期支护的支护时间,支护应力大幅降低,因此,建议第1层初期支护变形达400 mm时施作第2层初期支护。     

某基坑塌方实例分析及处理

文中结合某基坑支护结构发生的两次塌方及处理的工程实例,介绍了地下室施工过程中的支护施工的常见问题,对同类工程的施工可起到参考作用。