蒙华铁路中条山隧道第三系地层工程地质特征研究

由于对第三系地层的工程性质认识不足,国内经验表明在第三系地层中修建隧道具有很高的风险。结合蒙华铁路中条山隧道勘察设计实践,利用勘探、室内试验和原位测试等手段获取原始数据,总结研究认为中条山南麓第三系地层岩性可划分为中等胶结砾岩、弱胶结砾岩、弱成岩砂岩、半成岩泥岩和半成岩砂质泥岩,地层成岩程度低,暴露易风化,遇水易软化,泥岩和砂质泥岩具膨胀性,水文地质特征因岩性而异,隧道施工中容易出现塌方、大变形和突水涌砂,基底需慎重处理,否则在铁路运营期容易出现翻浆冒泥。     

风积沙地层室内注浆试验研究

通过室内渗透试验、水稳定性测试等方法对注浆前后沙土试样进行分析,评价注浆对地层渗透性与水稳定性的改善效果.系统获取风积沙地层不同注浆加固条件下的物理力学参数,最终确定采用改性水玻璃对风积沙地层进行注浆加固,方法可行且有效,成功解决了风积沙地层加固的难题,为类似工程问题提供了参考.     

蒙华铁路阳城隧道土砂分界地层分界面位置对围岩稳定性影响探究

为了解决隧道穿越土砂分界地层的围岩稳定性问题,以蒙华铁路阳城隧道为研究对象,采用现场试验、室内试验及数值试验等研究方法对土砂分界地层围岩稳定性进行探究,重点探讨地层种类及其厚度变化对围岩变形、塑性区扩展及支护结构受力的影响。结果表明： 1）相对单一地层,土砂分界地层会影响洞周应力分布,分界面处围岩容易先出现塑性区,且土砂分界地层围岩变形性质与软弱的全砂岩地层更为接近; 2）在土砂分界地层分界面处会产生较大的水平收敛,易出现拉应力; 3）土砂分界地层中,随着砂层所占比例的增大,拱顶沉降和洞周收敛不断增大,且分界面所在台阶处支护结构的应力发展会提前达到更高的峰值; 4）当分界面出现在上台阶时,围岩会产生极大的塑性变形,支护结构承受相对较大的应力,是土砂分界地层中最不利的分界情形。     

公路隧道含煤层围岩加固措施及效果分析

为了解决公路隧道在含煤层围岩区段施工塌方问题,以我国西南地区某穿越含煤地层隧道施工为例,采用现场监控量测、数值模拟的方法,分析隧道含煤层区段加固前后因开挖造成的围岩变形特征。结果表明,在含煤层围岩区段,隧道右侧拱肩处的沉降值较其他位置的沉降值大,周边收敛值偏高。据此,对煤层段围岩进行了超长大管棚加固、超前预注浆等综合加固处理。加固后现场围岩变形监控右拱肩累计最大沉降量为2.13 mm,表明综合加固方法对围岩的变形控制效果显著,有效解决了该隧道含煤层围岩段的加固技术问题。     

松散堆积体隧道围岩变形特征及围岩加固技术研究

为了探究松散堆积体隧道的围岩变形规律及有效的围岩加固措施,以九绵高速五里坡隧道为工程依托,首先基于现场资料建立数值模型进行施工动态模拟,研究松散堆积体隧道的变形特征并与现场监测情况进行对比分析;然后依据数值模拟结果提出适宜的围岩加固措施,并应用于现场试验段验证其有效性.结果 表明:松散堆积体地层开挖时对掌子面后方地层沉...     

大断面隧道地层超前预加固及开挖支护过程稳定性的数值模拟

在低黏聚力的软弱地层、大断面隧道开挖中,掌子面稳定是施工中面临的很大问题。采用超前预加固工法,对浏阳河隧道开挖过程进行数值模拟,通过分析超前预加固法对隧道位移、受力的影响,并研究各加固参数的敏感性,得到掌子面的超前锚杆加固长度对掌子面的稳定性影响最大,掌子面外超前预加固对改善超前核心土受力也有较大影响。     

富水地层重叠隧道施工结构及地层变形分析

为解决重叠隧道在富水地层中施工时,开挖应力释放引起地层变形和渗流引起工后变形对隧道结构及周边建筑造成的不利影响,以深圳地铁某区段重叠隧道矿山法施工为背景,采用现场监测的方法对重叠隧道富水地层施工中隧道结构及周边土体的变形规律进行分析。研究表明,下洞施工沉降和工后沉降均较大,下洞变形稳定后施工上洞有利于上洞结构的稳定性,并验证了重叠隧道采用“先下后上”的施工顺序有利于保证结构的整体稳定性。在地下水渗流作用下,重叠隧道中段出现了地表沉降大于拱顶沉降的现象,同时造成下线隧道工后沉降极大,渗流和开挖应力释放是地层变形的主要原因。研究结果对同类地层条件下的重叠隧道施工具有参考价值。     

泥岩地层大断面隧道围岩变形控制

以兰渝铁路胡家湾隧道进口段施工为例,介绍泥岩地层修建大断面隧道变形控制的方法。施工中通过围岩量测掌握围岩变形动态,采取分部开挖临时仰拱封闭成环及上半断面扇形支撑的技术措施,控制围岩的变形。实践证明:效果较好,对目前的客专大断面隧道控制大变形施工有一定的帮助。     

偏压隧道变形破坏机理及超前预加固研究

依托九绵高速福隆隧道工程,通过建立三维山体隧道模型对偏压隧道围岩支护体系受力变形特征进行分析,并通过数值模拟与现场监测对不同超前加固方式进行对比研究.结果表明:受偏压地形影响,隧道围岩变形、塑性区分布、二衬受力等均存在非对称现象;隧道开挖时,拉应力出现在掌子面、仰拱、回填土处,塑性区分布深入掌子面后方约3 m,且掌子面...     

软岩隧道超前预加固布置优化与地层力学响应

掌子面超前预加固是软弱围岩隧道施工的关键环节,以既有隧道为工程依托,采用有限元三维数值模拟对软弱围岩隧道不同超前玻璃纤维锚杆支护形式进行研究,对锚杆的空间布置及其与地层的力学响应进行分析。研究结果显示：综合加固效果与工程材料用量,0.4 bolts/m²是掌子面超前锚杆布置的最佳密度;对于掌子面超前锚杆的局部加密效果,开挖面下部加密能够有效控制后方岩土体变形,但结合地层力学响应,掌子面中部加密的效果最佳。     

山谷地带浅埋大跨隧道地表竹管注浆地层预加固方法

以京珠复线长沙至湘潭高速公路邓家湾隧道为依托,针对该隧道左线进口端位居山谷地带、开挖断面大、覆盖层薄、围岩破碎等特点,提出在洞身开挖范围内采用地表竹管注浆,而在边坡外侧采用倾斜地表钢管注浆预加固方案。暗挖实施效果表明：通过地表注浆预加固,改善了围岩的物理力学性能,缩小了开挖变形产生的松弛区范围,加快了施工进度,确保了施工安全,取得了较好的经济和社会效益。     

阳城隧道土砂分界地层隧道围岩变形特征及控制工法研究

为解决采用三台阶法施工的土砂分界地层隧道围岩变形控制难题,以浩吉铁路阳城隧道为依托,采用室内试验、数值模拟和理论分析等方法对不同隧道埋深及土砂分界位置（土砂比,即土层厚度与砂层厚度之比）下的隧道围岩变形规律进行研究,并提出围岩变形控制工法的选取原则。研究结果表明： 1）不同隧道埋深及土砂比情况下的围岩变形曲线可分为变形预发展阶段、变形快速发展阶段、变形缓慢发展阶段和变形稳定阶段4个阶段,且均可采用Boltzmann函数进行良好拟合; 2）当土砂比由0∶1增至1∶0时,隧道拱顶沉降、边墙水平收敛和仰拱隆起对土砂分界面的位置变化具有不同的响应规律; 3）提出适用于采用三台阶法施工的土砂分界地层隧道围岩变形控制工法选取原则,并通过计算证明,该原则可有效指导围岩变形的控制。     

富水松软地层浅埋暗挖隧道MJS预加固支护技术研究

以杭州市某隧道南口浅埋暗挖段工程为依托,分析进洞30 m段浅埋暗挖施工出现的变形沉降大的不利因素,提出MJS超前预加固支护技术对于改良隧道周围土体力学特性的新思路。通过数值模拟分析MJS超前预加固法对隧道位移、受力的影响,并研究加固参数的敏感性,对土体进行MJS加固改造应用,沉降变形得到改善和提高。     

隧道穿越断层带围岩超前小导管预加固措施参数研究

断层破碎带是隧道施工中最易发生灾害的区域。针对隧道穿越断层破碎带时围岩失稳、掉块、塌方等灾害频发的现状,结合山西晋中左权县桥上隧道穿越断层破碎带的工程背景,应用FLAC3D软件模拟了不同参数下超前小导管预加固措施对隧道围岩变形、小导管受力的影响,根据模拟结果,提出了基于原设计参数的优化方案,并对优化方案进行了评估。研究结果表明：外插角度对预加固效果的敏感性更为显著,小导管长度参数排在其次。小导管最佳外插角度为15°,外插角过小会显著降低对破碎围岩的加固效果,外插角度过大不利于小导管自身结构受力。小导管长度取4 m最佳,此后小导管长度的增加对围岩加固效果的提高并不显著。     

格库铁路依吞布拉克1号隧道风积沙段超前预加固方案比选研究

高原高寒地区风积沙地层隧道具有失稳快、易坍塌、初期支护变形速率高,且受区域气候影响,施工进度慢、有效施工时间短等特点,为解决风积沙隧道开挖时漏沙、洞顶坍塌及支护完成后的变形控制问题,保证安全快速施工,依托格库铁路依吞布拉克1号隧道风积沙段工程,根据水文、地质及周边环境选择隧道内水平旋喷桩、地表竖直旋喷桩及地表注浆3种超前加固方案,从安全性、经济性、施工工期及技术难度等方面进行比选论证,确定采用地表竖直旋喷桩并有效实施。现场实施和监测结果表明： 在施工条件允许的前提下,地表竖直旋喷桩超前加固能有效防止漏沙及洞顶坍塌,保证隧道工作面的稳定,且能实现超前加固与开挖平行作业,达到安全、经济和快速施工的目的。     

滇中红层软弱围岩隧道变形开裂原因分析及处治措施研究

老东山隧道在施工过程中多次出现初期支护变形开裂的情况,为保证施工安全和进度,通过对现场围岩变形实测数据进行深入分析,确定了隧道初期支护的变形开裂特征。从围岩的岩性条件、地下水条件、地质构造条件以及施工管理等方面,探讨滇中红层隧道产生大变形的原因和机制,认为它是围岩膨胀变形与其他因素综合作用的结果。进一步确定了强化超前地质预报、增加径向注浆加固、加强初期支护、控制各工序的施工时间和间距等变形控制措施,隧道变形开裂得到有效控制。     

基于FLAC3D软弱围岩隧道管棚预加固措施研究

以峨眉至汉源高速公路某隧道为依托,基于三维有限差分软件FLAC3D,建立数值模型,对管棚预加固支护体系进行模拟分析。结果表明:管棚预加固支护体系对控制围岩变形有较好的效果,但不同的管棚长度和角度加固效果差别不大;管棚长度和角度越大,挠度越大,整个预加固支护体系及隧道支护结构体系安全性越低;结合经济性和安全性综合考虑,管棚加固长度宜控制在20 m左右,仰角约为2°。     

地表锚杆预加固技术用于公路隧道的设计方法

根据已有的设计和现场施工经验以及试验研究成果，在探讨采用砂浆锚杆对浅埋公路隧道地表进行预加固的分析方法基础上，系统地提出了该项技术的设计内容和具体设计方法，并给出了几个工程应用实例。     

复理石地层公路隧道围岩稳定性研究

黑山南北高速公路隧道处于以泥岩、砂岩互层为主的复理石地层,岩体结构复杂多变,严重影响隧道施工的围岩稳定性.通过采用数值分析手段,建立由砂岩与泥岩岩块组成的互层岩体隧道工程模型,采用有限元强度折减法分析不同互层层厚和倾角时隧道洞周围岩的变形发展规律、破坏过程和破坏时变形分布规律.结果表明:岩层倾角由0°～90°变化时,隧...     

软弱地层浅埋隧道加固范围及强度参数的研究

针对无自稳能力及基本自稳的2类软弱地层,分别选用安全系数和地表沉降作为评价指标,采用考虑流固耦合的数值方法对加固范围及强度参数进行分析,同时根据不同埋深隧道的破坏模式,对横向加固范围进行探讨.研究表明,加固圈的厚度及强度需同时满足一定条件方可取得较理想的效果,对于非自稳地层,加固厚度以2 ～2.5 m为宜,加固圈强度提升至原地层的6倍可基本保证地层自稳;对于基本稳定地层,加固圈厚度以1.5～2m为宜,加固圈强度提升至原地层的5倍为宜;最后通过计算验证了根据地层破坏机理提出的加固范围.