浅埋偏压大断面隧道洞口段开挖顺序优化

结合某工程隧道洞口段存在浅埋偏压大断面的特点,采用FLAC3D模拟了多种开挖工法对不同坡度边坡处隧道洞口段的开挖,并对分步开挖工法的开挖顺序进行了优化分析,研究其对隧道洞口段边坡的稳定性影响。研究结果表明:开挖工法控制边坡稳定性的效果为双侧壁导坑法CRD法CD法台阶法,对于开挖浅埋偏压大断面隧道不建议采用台阶法;分步开挖法不同的开挖顺序对边坡稳定性有一定的影响,其影响差异主要集中在开挖前几个步骤中;由于超前支护的作用,先开挖靠近边坡坡面一侧的边坡稳定性要优于先开挖远离边坡坡面一侧。因此,为保证隧道开挖时边坡的安全稳定,建议加强超前支护,采用分步开挖工法,并先开挖靠近边坡坡面一侧。     

多岩性构造带隧道洞口仰坡开挖变形分析技术

由于隧道洞口多岩性接触带、构造带,存在软硬岩交叉接触,致使开挖后围岩受到扰动出现应力释放及二次重分布,坡面岩土体会沿着坡面发生滑动及沉降,甚至局部失稳。本文提出采用MATLAB软件对某公路多岩性构造带隧道洞口段仰坡及两个典型断面其位移变形进行回归分析,验证隧道开挖过程的三维模拟技术,分析开挖过程中隧道仰坡加固前后的变形及受力情况。通过数值模拟与监测数据的对比分析,确定了采用设计变更后的喷锚支护加固方式能够有效的控制仰坡的变形及受力。     

桥隧过渡结构对边坡稳定性影响分析

当隧道洞口处于边坡坡面上时,隧道开挖亦对边坡的稳定造成影响,而当隧道与桥梁相连时,其过渡结构对边坡的影响更加复杂。以某隧道桥梁连接工程为实例,利用有限差分法,建立了桥隧过渡结构处的二维与三维数值模型。在二维情况下,着重研究了边坡的整体稳定性问题,包括单个与多个滑动面下的边坡的安全系数,以及极限状态下边坡剪应变以及水平位移分布。而三维情况下,分析了隧道洞门施工对附近坡体表面位移的影响,以及边坡局部滑移面的变化规律。结果表明,在保证边坡整体稳定性的前提下,桥隧过渡结构对边坡表面位移及局部稳定性有重要影响。     

大断面隧道洞口偏压段施工方法研究

针对大断面隧道洞口偏压段落施工时围岩稳定性差的工程问题,通过采用数值模拟手段,对比分析不同边坡条件下隧道开挖工法和开挖顺序对边坡稳定性的影响,结果表明:对于开挖偏压段大断面隧道不建议采用台阶法开挖,坡度较小时建议采用CRD法或CD法,坡度较大时建议采用双侧壁导坑法施工;分步开挖隧道时,应先开挖靠近边坡坡面侧的导洞。研究成果可以为大断面隧道洞口偏压段施工方法制定提供理论依据与参考。     

偏压隧道洞口段坡体钢花管注浆加固效果分析

为了解决偏压隧道施作套拱初期致局部坡体滑移的问题,提出3种边坡加固方案进行对比分析,采用有限元强度折减法,建立相应的计算模型,分析3种加固方案下边坡安全系数、侧坡总位移、有效塑性应变、最大剪应变及隧道开挖的地表竖向位移值。通过对3种加固方案的对比及坡体测点的位移监测数据分析表明： 对边坡施作工况3（对坡面挂网喷浆支护、坡体施作锚杆支护和局部钢花管注浆）的支护方式加固后坡体的稳定性明显优于工况1与工况2这2种坡体加固方案,工况3加固方案不仅提高了边坡的整体稳定性,而且能最大程度减小隧道开挖对地表变形的影响,在工程应用中取得了较好的经济效益与社会效益。     

浅埋偏压大断面隧道洞口段边坡稳定性分析

本文高速公路大断面隧道洞口段浅埋、偏压的特点,采用FLAC3D软件,计算不同工况下隧道开挖对洞口段边坡稳定性的影响,同时对隧道开挖工法的选择提出了合理意见。研究表明:边坡坡度是影响隧道洞口段边坡稳定性的一个重要因素,坡度越大,隧道开挖后围岩位移值也越大。隧道的开挖对边坡稳定性有较大影响,隧道开挖后边坡安全系数急剧减小,要避免在坡度大的边坡处开挖隧道。针对本隧道浅埋偏压大断面的特点,施工时不建议采用台阶法开挖,应采用双侧壁导坑法、CRD法与CD法这几种受力更为合理的工法,确保一次应力释放不会太大,保证施工安全。     

风积沙地层隧道洞口边坡稳定性分析

雅鲁藏布江流域日喀则地区堆积了广泛的风积沙,高速公路路线规划时不可避免地需要穿越风积沙地层,这对隧道洞口边坡的稳定性提出了更高要求,隧道洞口边坡开挖时受雨水冲刷侵蚀,导致隧道洞口段边坡容易发生滑坡等边坡变形破坏问题。拉日高速公路仁布隧道洞口位于风积沙地层,洞口边坡开挖后存在边坡失稳的风险,通过建立有限元数值分析模型,对隧道洞口边坡稳定性进行分析。分析表明风积沙地层边坡潜在失稳型式为牵引式滑坡失稳类型。针对该潜在的滑坡类型提出了隧道洞口边坡采用延长明洞的加固设计方案,并对边坡加固方案进行了有限元数值分析,分析结果表明边坡加固后安全系数提高,加固后边坡处于稳定状态,证明了方案的可行性。     

飞鸾岭隧道出口段防排水设计与施工

福建飞鸾岭隧道出口段设置在残积层与强风化花岗岩含水层中，按围岩类别属１类围岩。由于风化层亲水旷物饱水后，岩土体强度迅速降低，洞口坡脚开挖引起坡体牵引性滑动，地表裂面、错台，坡体大规模崩塌，造成无法进洞。针对这种问题，本详细介绍了飞鸾岭隧道出口浅埋段饱水软塑岩土层的进洞防排水设计与施工经验及教训，内容包括原因分析、施工工艺、技术措施、坡顶深孔泵井点降水、洞口抗滑钢管桩支护降水等。     

不同进洞高程黄土隧道洞口段振动台模型试验研究

黄土地区的隧道开挖打破了边坡内部原有的平衡状态,在地震作用下隧道洞口段可能受到严重的破坏而反映出不同的动力特性和震害特征。以宝兰客运专线大断面黄土隧道为工程背景,基于坡脚进洞和1/2倍坡高程进洞2种工况,开展黄土隧道洞口段的大型振动台模型试验,重点研究边坡不同高程位置处进洞的隧道洞口段坡-隧系统所表现出的震害特征和加速度响应特征。结果表明:(1)模型Ⅰ(坡脚进洞)洞口边坡发生震陷型滑塌,表现出纯黄土边坡的破坏特点,坡-隧系统相互作用不明显;模型Ⅱ(1/2倍坡高进洞)洞口边坡发生失稳性滑塌,并由坡顶前缘横向拉裂缝逐步向洞口附近扩展,拉张裂缝逐步发展为剪张裂缝,表明隧道自坡腰进洞影响了洞口边坡的稳定性,坡-隧系统相互作用明显;(2)进洞高程对衬砌结构加速度响应的影响与激振幅值的大小密切相关,进洞高程对高烈度地震作用下隧道洞口段衬砌的加速度响应有显著的放大作用,在隧道洞口段的抗震设计中应加以适当考虑。(3)在2种工况下隧道仰拱压力在20 cm位置处均达到最大,距洞口20 cm距离的部位是坡-隧系统相互作用最强烈的部位。当地震波幅值较小时,进洞高程对仰拱的外表压力有影响,对拱顶影响不大,随着地震波幅值加大,进洞高程对拱顶的外表压力影响明显增大,而对仰拱的影响显著降低。     

特大断面隧道洞口仰坡稳定性研究

岩土工程边仰坡是公路隧道建设经常遇到的重要问题之一.边坡的稳定性对于隧道工程建设与运营有着十分重要的作用,特别对于隧道安全进洞和进洞后的安全施工有很重要的影响.随着交通量的增长,特大断面隧道越来越多,其施工工序复杂.由于多次施工对边坡造成的多次扰动,对隧道施工安全影响越来越大.依托龙头山单洞四车道隧道,对特大断面洞口仰坡稳定性进行了分析和研究,可作为今后同类隧道洞口仰坡设计和施工借鉴.     

某隧道洞口段斜穿复合型滑坡体的综合治理及评价

为了探究隧道斜向(20°～80°)穿越滑坡体时隧道与滑坡体在隧道开挖过程中的相互影响机制,结合隧道施工的洞口段滑坡综合治理方案可行性,依托实际工程——郴州市某隧道洞口段滑坡抢险治理工程,提出针对斜交隧道洞口段滑坡的综合治理方案。采用稳定性分析法、数值分析和数值模拟方法,分析了依托工程的工程概况及防治特点。选取滑坡主滑断面,计算分析滑坡在暴雨工况下的稳定性和下滑力。结合实际工程全过程监测数据,以及三维数值模拟计算结果云图,分析了滑坡段隧道施工中滑坡体和隧道围岩的变形监测数据。分析治理后的滑坡和隧道的稳定性,评价治理方案可行性,同时为此后类似工程提出合理建议。结果表明:(1)针对滑坡-隧道斜交时隧道洞口段滑坡治理,提出的以"工字型"抗滑桩为主体并加强隧道洞门超前管棚加固和初期支护的综合治理方案可行,监测数据显示,滑坡在隧道穿越滑体后处于稳定状态;(2)由隧道开挖前后的模拟结果可知,在隧道穿过滑体后,隧道洞身支护结构与"工字型"抗滑桩形成组合抗滑结构体,进一步提高隧道洞口段坡体稳定性;(3)通过分析隧道拱顶沉降监测数据,可知滑坡段隧道收敛明显,且愈趋近滑带,隧道沉降变形愈大。     

拱肩覆盖层厚度对偏压隧道稳定影响的数值分析

为了研究预留拱肩覆盖层的厚度对隧道开挖后的对边坡稳定性的影响,结合某工程实例,采用弹塑性有限元法,分析3种不同覆盖层厚度对边坡稳定性的影响。结果表明:当隧道埋深为定值,且其沉降变形满足安全要求时,边坡受到扰动的范围主要位于坡体的中下部,且多表现为竖向位移,边坡稳定性受拱肩覆盖层厚度的影响较大,当拱肩覆盖层厚度为27m时,边坡坡体较为稳定;当厚度为20m时,坡体处于极限平衡状态;当厚度为15m时,边坡已完全失去稳定性。     

基于FLAC~(3D)的隧道洞口滑坡防治技术优化研究

结合栗石沟隧道洞口滑坡实际水文、工程地质条件,通过强度折减法对隧道洞口边坡在自然状态、边坡坡脚开挖和削坡卸载等6种工况下的稳定性进行了数值模拟分析和评价,并结合实际工作经验和数值模拟计算结果,提出对该滑坡体采取削坡2m+表面喷浆及锚杆支护相结合的处治方案,同时加强洞口坡面排水、坡面和隧道内的变形监测。为工程安全施工提供依据,也为山区隧道洞口开挖提供借鉴。     

基于FLAG3D动态分析隧道开挖对边坡稳定性的影响

隧道工程的开挖,在开挖区周围岩土体的应力重新进行分布,开挖区的应力释放及变形对边坡的稳定性造成影响.基于现场监控量测的结果,以关口垭隧道YK74+450断面为研究对象,基于FLAC3D动态分析隧道开挖过程中隧道开挖对边坡稳定性的影响规律.     

大断面黄土隧道洞口段地震动力特性研究

黄土山岭地区的隧道开挖破坏了原有边坡内部的平衡状态。在地震动荷载作用下,隧道洞口段及边坡都可能受到严重破坏,也会反映出不同的动力特性和变形特征。首先通过大型振动台对边坡坡度为60°坡脚进洞工况进行试验,然后利用Midas-GTS有限元软件对边坡坡度为60°不同高程进洞的工况进行了数值模拟分析。结果表明:坡顶加速度随着进洞高程的增大而增大,同种波形和输入方向,输入峰值加速度增大,加速度放大效应减小,出现放大效应趋于饱和现象;隧道洞口段最大主应力先增大后减小,仰拱大于拱顶,一般在距洞口15 m达到峰值,50 m后趋于平稳;试验中坡顶出现拉剪破坏,隧道衬砌与上部土体自振频率不同导致的错动形成竖向裂缝,两侧坡脚处出现横向裂缝且发展速度较快,坡面整体发生破坏,震陷滑塌现象很明显且大块土体整体滑落,有隧道一侧滑塌破坏程度大于纯边坡一侧;应力最大值断面距洞口42 cm,是2.33倍的隧道最大跨径,最大加速度多出现在距洞口约3.89~4.06倍隧道跨径处;由于临空面的存在,洞口段具有明显的动力放大效应,各监测点位移都有一个略微增大再减小的过程,最大值出现在距洞口60 m处,因此大断面黄土隧道的抗震设防长度取5倍隧道洞径较为合适;相较于振动台试验,数值模拟数结果偏大,但是可以较好地反映出加速度和土压力的基本变化规律。     

顺倾向层状岩土质混合高边坡稳定性分析

运用FLAC3D数值软件对某典型顺倾向岩土互层的岩土质混合高边坡进行开挖数值模拟,比较分析岩土互层边坡与一般层状岩质高边坡的开挖影响,得出了岩土质混合边坡受开挖影响局部产生位移突变现象及位移变化量、影响深度等较一般岩质边坡大的变形特征,并结合现场位移监测结果推断出第Ⅰ、Ⅱ级坡可能发生浅层剪切破坏;通过比较分析岩土互层边坡中土层与岩层的粘聚力对边坡安全系数及最大变形位移的影响,得出岩土互层边坡中的土层对边坡稳定性影响比岩层明显得多.     

覆松散崩坡积体浅埋偏压隧道洞口地质灾害处治研究

西南山区地质状况复杂,公路工程建设多存在地质灾害预警处治的问题。以西南某山区公路1#隧道为例,对覆松散崩坡积体浅埋偏压隧道的地质状况及可能发生的地质灾害进行研究,提出可行的处治措施并进行现场监测,研究隧道加固处治效果。结果表明:1#隧道洞口及沿线地质环境差,地质灾害类型多,存在崩塌、滑坡等地质灾害发生的可能;隧道洞口崩坡积体较多,承载力弱,稳定性差,需加固提高承载力;洞口注浆加固作为有效处治方法,效果良好,可有效减小洞顶松散土体在隧洞开挖及开挖完成后整个时期的总沉降量。     

路堑边坡开挖稳定性及加固处治机理宏细观分析

高速公路深挖路堑形成的高大边坡稳定性问题，一直是公路建设中的重点风险源。以广东省江门市迎宾西路路堑边坡开挖及处治工程为背景，采用宏细观相结合的方法对边坡开挖及锚索加固处治机理进行分析。结果表明:①边坡开挖塑性变形区位移与接触力链发展方向显著相关，呈现沿坡面方向的链状发展规律；②边坡稳定性与坡体应力状况及局部区域应力发展变化密切相关，锚索加固的处治方案，可有效消除边坡体剪应变率贯通的剪切滑移面，边坡稳定性明显提高。     

临近隧道爆破施工对矿山村堆积体边坡稳定性影响评价

堆积体边坡由于其组成物质粒组范围大、结构松散,在施工不注意的情况下存在局部滑移渐变为大规模滑移的可能。本文以某库区公路姚家岭隧道下穿矿山村堆积体边坡为研究对象,利用极限平衡法,评价了该边坡深部和浅表在自然、降雨和地震条件下的稳定性;利用经验公式和动力数值仿真,评价了不同装药量下隧道爆破施工可能造成的隧道内和坡面振速传播规律;利用地面调查、坡面位移监测、隧道内与坡面爆破振速监测,监控了隧道施工对该边坡的安全影响,所得结论如下:(1)极端条件下,该边坡存在浅表滑移的可能,需要在坡脚采取加固措施;(2)隧道爆破施工对坡面的影响,由坡顶到坡脚逐步降低,传递到坡面的振速,均小于房屋建筑的允许振速值;(3)多手段安全监测数据揭示隧道爆破施工对该边坡的整体稳定没有威胁;(4)对于坡脚和坡面应加强巡视,对于发现的局部破坏要及时采取措施,防止坡体松散物质有局部垮塌演化为大规模失稳。     

开挖扰动对边坡稳定性影响分析

土石方开挖扰动,必然改变坡体应力状态、应力路径、坡体岩土体结构等,从而对边坡稳定性产生影响。文中分析了开挖对边坡产生的力学响应,并应用数值计算比较了不同扰动程度对边坡稳定性的影响,提出了及时支护对开挖边坡稳定的作用机理。