乌鞘岭隧道千枚岩地层初期支护参数研究

研究目的:针对乌鞘岭隧道深层地段千枚岩地层,隧道开挖过程中,围岩产生大变形的特点,进行初期支护合理性的研究,提出有效的支护措施。研究方法:结合兰武二线乌鞘岭隧道岭脊地段千枚岩地层的设计施工,采用动态设计方法,根据千枚岩不同含量,确定试验段,布置量测断面,通过现场位移量测,分析总结深埋条件下,千枚岩地层变形特点和初期支护设计方法。研究结果:通过对隧道开挖过程中围岩变形和初期支护的研究,提出了千枚岩地层初期支护参数的建议方案,对同类工程的设计施工有一定的借鉴意义。研究结论:对于以千枚岩为主、围岩变形大的地层,采用长锚杆大刚度型刚支架,结合网喷纲纤维混凝土等初期支护措施,是控制围岩产生大变形的有效方法之一。     

杜家山千枚岩地质公路隧道超欠挖效果控制

爆破作为隧道主体施工的第一道工序,对其他工序及其整个隧道工程的经济效益有着至关重要的影响。结合杜家山千枚岩隧道的实际施工情况,本着对超欠挖严格控制的基本原则,对隧道爆破方案进行分析。     

高地应力千枚岩隧道二次衬砌施作时机研究

二次衬砌施作时机一直是高地应力软岩隧道工程设计与施工过程中面临的关键技术难题之一。为此,依托在建成都-兰州铁路典型千枚岩隧道工程,基于隧道变形长期监测结果,分析高地应力软岩隧道变形时程特点,考虑软岩隧道荷载特点,确定了二次衬砌施作时机原则;考虑隧道测量丢失变形,提出软岩隧道第1稳定阶段变形量确定方法;通过现场实测变形数据统计回归,基于一定保证率确定不同大变形等级和不同断面下的软岩隧道二次衬砌施作时机,并进行现场试验验证。研究结果表明:适当刚度的初期支护可以实现高地应力软岩隧道前期变形稳定,但无法保持围岩长期稳定,二次衬砌应该在初期支护变形达到第1稳定阶段后施作,既可以减少二次衬砌荷载,又可以控制围岩变形;采用指数函数拟合软岩隧道变形具有较好的相关性,但参数差异性较大,同时在确定隧道第1稳定阶段变形量时应考虑测量丢失变形;轻微、中等大变形段拱顶下沉变形速率小于0.1~0.2mm·d^-1,边墙收敛速率小于0.5mm·d^-1,严重、极严重大变形段拱顶下沉变形速率小于0.4mm·d^-1,边墙收敛小于0.6mm·d^-1,即可进行二次衬砌施作;轻微大变形段、中等大变形段和严重大变形段分别在隧道开挖45~55 d,55~60 d和80~90 d后达到二次衬砌施作标准。     

全风化千枚岩围岩双连拱隧道变形控制技术

针对在全风化千枚岩条件下,双向六车道双连拱隧道的修建过程中发生大变形、支护结构开裂等现象,结合全风化千枚岩特性,进行大变形原因分析,提出隧道收敛及沉降的变形控制原则及具体措施.实施后,隧道大变形得到了根本性控制,降低了工程风险.     

水分对于风化千枚岩填筑试槽路基回弹模量的影响

地下水和地表水是影响风化千枚岩路基回弹模量的重要因素,在室内修筑1m×1m×1.2m的试槽路基模型,模拟地表水和地下水的影响,分别从试槽顶部和底部补水,分析水分对路基湿化变形和回弹模量的影响.研究结果表明：补充地下水时由于千枚岩填料路基的孔隙率比较大,水分上升高度较小,对路基上层的含水率影响较小,承载板测试的过程中对路基起到不断压实的作用,路基回弹模量出现增大趋势;补充地表水时由于路基孔隙大,同时在水的自重下水分下渗深度也大,风化千枚岩遇水崩解,强度降低,导致回弹模量明显衰减.表明了地表水对路基的影响要比地下水更为明显.     

千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩沉降特性分析

将高应变拟合分析的荷载-沉降(Q-S)曲线与静载试验直接测得的Q-S曲线进行对比分析,可获得千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩的沉降特性。分析结果表明:当大直径钢管桩穿过较薄的钙质砂层且进入较硬的强风化千枚岩层足够深度时,Q-S特性表现为端承型桩,桩顶沉降主要由桩身压缩引起,残余沉降小;当大直径钢管桩穿过深厚钙质砂层且桩端支承于偏软的强风化千枚岩层时,Q-S特性表现为摩擦型桩,无论高应变还是静载试验,均能充分发挥土阻力,达到极限荷载时沉降急剧增大,累计总沉降量和残余沉降大;千枚岩层上覆钙质砂层的厚度对大直径钢管桩承载力影响微小,大直径钢管桩的极限承载力主要取决于穿过钙质砂层后进入千枚岩层的深度以及千枚岩持力层强弱。     

典型千枚岩高边坡稳定性分析及支护设计优化

十天（十堰—天水）高速公路安康段K57+265~+325路堑边坡为一典型千枚岩高边坡。原4级支护结构失效而产生滑塌,后更改为9级支护设计。对边坡滑塌成因进行了分析,运用Geo Slope通用岩土体软件对原设计方案和更改的设计方案进行了稳定性验算,并以这两种支护设计方案为基础分别在边坡级数、坡比、平台宽度、抗滑桩的布设位置及锚杆（索）长度等方面进行了支护方案的优化设计,给出了更为合理的6级支护建议。     

乌鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形快速施工

 针对乌鞘岭隧道岭脊段高地应力千枚岩大变形，通过对施工方案不断优化，对施工工艺不断改进，并制定各工序标准耗时，同时进行严格的施工组织管理，得到了在高地应力条件下能较好控制软岩（千枚岩）大变形的一整套快速施工技术。着重介绍了乌鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形的快速施工指导思想、施工方法、施工工序、各工序标准耗时及各工序间距控制标准。     

锚杆施作时机对炭质千枚岩隧道力学响应影响研究

针对炭质千枚岩隧道施作锚杆时容易剥落掉块并导致局部失稳的问题,对先喷后锚法与传统先锚后喷法进行比较研究。为了分析2种施工方法对围岩与支护体系力学响应的影响,借助三维数值分析手段对洞周位移变化、初期支护结构受力、锚杆受力及围岩的塑性发展进行分析。结果表明,先喷后锚法引起的围岩变形与支护体系应力略大,先锚后喷法对控制围岩变形效果显著,二者均可满足一般工程需要;当对围岩变形控制要求严格时应选用先锚后喷法。     

高地应力千枚岩大变形隧道支护参数试验研究

乌鞘岭隧道岭脊段由于位于祁连山断褶带内F4-F7断层“挤压构造带”中,地层中储存了较高的初始地应力,当隧道掘进至较软弱的千枚岩地层时,高地应力便通过千枚岩位移而卸载,使得隧道结构位移较大。本文通过收敛量测,对不同支护参数的4个实验段支护效果进行了对比分析,初步得到能有效控制乌鞘岭隧道岭脊段高地应力条件下千枚岩大变形的初期支护参数,指出翼缘较厚的H175型钢能提供较大的早期支护强度,特别是能保证钢拱架水平方向的安全与稳定。运用小直径岩石锚索锚固技术能对支护结构提供较大支护抗力,同时具有先柔后刚、先放后抗控制大变形的性能特征。