公路隧道洞口段支护结构加强设计优化研究

结合目前公路隧道洞口段支护结构加强设计存在的问题,文章从洞口段与洞身浅埋段的围岩特性、荷载作用特点入手,基于超前管棚、初期支护、二次衬砌的作用机理,分析了支护结构在不同围岩条件下的作用特点,给出了洞口加强段和洞身浅埋段衬砌设计的合理化建议。主要得到以下结论:(1)洞口段围岩破碎,自稳能力差,超前支护为围岩早期稳定提供条件,初期支护为主要承载结构,二次衬砌承担部分荷载并提供一定的安全储备;由于洞口段衬砌上覆荷载较洞身浅埋段小得多,不宜加强二次衬砌,因此洞口加强段衬砌设计应以加强超前支护与初期支护为主。(2)洞身浅埋段围岩较完整,有一定的自稳能力,二次衬砌为主要承载结构,初期支护主要发挥与围岩粘附的协同作用;洞身浅埋段衬砌设计应以加强二次衬砌为主,并要控制施作时机。     

齐岳山隧道注浆必要性的数值分析与论证

根据万宜铁路齐岳山隧道的地质条件建立隧道渗流场的分析模型,模型贯彻“以堵为主,限量排放”的原则。考虑到排水盲管的作用,将隧道内表面设置为浸出面,及时将隧道内的渗水排出。模型真实的模拟了溶洞、暗河、断层对渗流场的影响。着重考虑了隧道在注浆与不注浆两种工况条件下的渗流情况。分别统计了两种工况下的水压力与渗水流量,最终论证了注浆的必要性与重要性。     

四车道大跨公路隧道二次衬砌设计

本文以四车道大跨隧道的二衬受力特点为突破口,分析了衬砌结构设计的相应技术对策,即增加衬砌厚度和提高混凝土抗压强度.通过对外部荷载、结构内力规律的总结,并结合大量计算结果,得出四车道大跨隧道软弱围岩段(V级围岩)二次衬砌的承载能力薄弱点多为混凝土抗压强度不足的结论.以深圳市石清大道羊台山隧道为依托,通过有限元计算,对比研究了“增加二衬厚度”、“设置三层衬砌”、“提高混凝土强度等级”等三种技术对策,并认为提高混凝土强度等级是最经济合理的方式.此外,采用C40以上强度等级的混凝土,既能提高衬砌承载能力,又可满足耐久性方面的要求.     

新建隧道近距离上穿既有隧道的力学分析及工程处理措施

依据深圳市丹平快速路猫公坝隧道近距离上穿布吉供水隧道和东部引水隧道,三条隧道叠置的工程设计实例,运用有限差分数值计算软件FLAC3D进行三维模型数值分析,研究了新建隧道施工时,既有隧道的变形及内力变化规律;提出了使既有隧道安全性得到保证的数量化指标;论述了猫公坝隧道修建过程中对既有隧道的影响和工程安全性.本文将数值分析结果与工程实例相结合,提出在地质条件允许的情况下,尽量避免爆破施工;如必须采用爆破施工,应严格控制既有隧道处的振动速度,采用分段微差爆破等一系列措施最大限度地降低爆破振动对既有隧道的影响.阐述了新建隧道与既有隧道之间中隔岩体的加固措施;拟定出施工过程中既有隧道的监控量测方案并提出了既有隧道安全一旦受到影响时的补救措施.     

富水断层破碎带大断面隧道设计与快速施工

为解决石峡隧道穿越F7断层及其次生断层影响带、实现快速施工满足通车工期要求的目的，通过数值计算、现场监测等手段，对超前支护、初期支护、锁脚锚杆措施进行了优化，优化措施在工程应用中取得了良好的效果。实践证明： 自进式管棚集钻进、注浆、支护于一体，增强了围岩的稳定性并大幅提高了超前支护施作效率；管棚保护下的两台阶快速开挖方法可实现初期支护的早封闭、少扰动，大幅提高了施工进度；不同角度、长度锁脚锚杆对拱顶沉降、周边收敛的影响规律，应结合围岩与衬砌变形规律选取合理的设计参数；管棚保护下的两台阶快速开挖方法及R51锁脚锚杆有效控制了围岩稳定和初期支护变形。     

妈湾通道前海湾海底隧道沉管法技术可行性研究

沉管法修建水下隧道,具有许多公认的优点,例如对地质条件的适应性强、隧道断面利用率高、防水可靠度高、施工周期短等。妈湾通道前海湾隧道连通前海湾南北两岸人工填海开发区,是具有濒海、穿港、深埋、特长特点的城市水下疏港道路工程,且具有建设环境与地质条件复杂、工程规模大、投资高、技术难度与风险高的显著特点。因此,沉管法的可行性与可适应性是本工程必然需要深入研究的内容。文章立足于前海湾隧道工程特点,梳理本工程的气候与海洋环境条件、工程地质条件、港区与航道条件,提出本隧道工程的总体设计与工法分区。然后依据沉管法的总体流程,逐个分析沉管法设计中的重、难点问题及对应的技术方案。研究表明,沉管法修建前海湾隧道在技术上是可行的,但也存在一系列的问题,应引起参建各方的足够重视。     

新建隧道近距离上穿既有隧道的力学分析及工程处理措施

与既有隧道相交且净距较近时,新建隧道施工破坏既有隧道结构,影响其运营安全的情况时有发生;同时也增加了新建隧道的施工难度和工程风险。文章依据深圳市丹平快速路猫公坝隧道近距离上穿越布吉供水隧洞、东部引水隧洞,三条隧道叠置的工程设计实例,运用有限差分数值计算软件FLAC~(3D)如进行三维模型数值分析,研究了新建隧道施工时既有隧道的变形及内力变化规律,提出了使既有隧道安全性得到保证的数量化指标,论述了猫公坝隧道修建过程中对既有隧道的影响和工程安全性;将数值分析结果与工程实例相结合,提出在地质条件容许的情况下,尽量避免爆破施工,如必须采用爆破施工,应严格控制既有隧道处的振动速度,采用分段微差爆破等一系列措施最大限度地降低爆破震动对既有隧道的影响;阐述了新建隧道与既有隧道之间中夹岩体的加固措施,拟定出了施工过程中既有隧道的监控量测方案,并提出了既有隧道安全一旦受到影响时的补救措施。     

高水压隧道渗流场分布的复变函数解析解

研究目的:在进行高水压山岭隧道支护结构设计时,合理地确定衬砌上作用的水压力是结构设计的关键。本文以深圳市东部过境高速公路的莲塘隧道为工程背景,对高水压隧道渗流场分布进行理论研究。莲塘隧道位于莲塘水厂西南部地段的丘陵地区,并处于深圳断裂带的主要影响带内,断层及节理裂隙发育,岩体破碎。由于临近深圳水库,且地处深圳水库常年水位以下,若采用下穿方案,隧道将长期处于高水头作用之下。因此,对隧道及围岩中的渗流场进行研究对隧道衬砌结构设计与防排水设计有直接的指导意义。研究结论:本文分别采用有限差分岩土软件FLAC3D和经典解析解Harr解对高水压隧道渗流场进行了验证计算。通过计算对比,分别得到了本文解析解和有限差分数值解和Harr解的渗流场分布等值线图,通过比较,最终证明了本文解析解在高水压深埋隧道渗流场计算中的正确性。     

某隧道塌方因为分析及处理方案

通过某隧道对塌方发生时各工作面状态及前期施工过程的追溯,指出应急抢险措施不当是导致塌方的直接因为,而一段时间以来各作业面纵向距离过长与质最缺陷是导致坍塌的根本因为;提出了以加强衬砌、周边围岩注浆、扩大拱脚及组合工法为技术要点的综合处理方案.并建议采用组合型钢形成多点斜撑的临时支撑布设方式.     

大跨分岔式隧道结构设计关键技术研究

以深圳市东部过境高速公路莲塘隧道为工程背景,对大跨分岔式隧道结构设计中的关键技术进行研究。通过有限元计算,对＂2＋2车道＂和＂2＋3车道＂分岔的断面形式,连拱段结构设置的必要性,钢支撑的选型以及系统锚杆的布设方案进行分析和对比。主要结论：1）在满足交通功能的前提下,应尽量选取＂2＋2车道＂的设计形式;2）小净距段隧道受力状态及施工工法前后转换方面均较连拱段有优势,建议取消连拱段;3）大跨分岔式隧道分岔部一般设置在隧道工程地质较好地段,以方便大跨分岔结构的实施,如莲塘隧道将分岔部设置在Ⅲ级围岩段,而对于开挖跨度接近30m的大跨段,初期支护一般应设置钢格栅,此时应优先选用＂钢筋格栅＋喷锚＂的初期支护形式;4）莲塘隧道分岔部位于Ⅲ级围岩段,系统锚杆设计长度以5 m为宜,应于拱部、侧墙均匀布设。