兰渝铁路木寨岭隧道长期变形监测研究

针对高地应力软岩隧道初期支护变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换等问题,基于兰渝铁路木寨岭隧道工程,试验研究了炭质板岩的流变性质.采用人工监测和自动化监测的综合手段对木寨岭隧道支护应力进行了长期监测,提出可将监测应力分为四个等级,当监测应力在支护极限强度的2/3以下时,围岩应力可控.根据监测结果,木寨岭隧道岭脊段软岩的流变效应...     

木寨岭隧道软岩大变形施工技术措施研究

通过对兰海高速公路木寨岭隧道3#斜井炭质板岩地段大变形分析研究,归纳得出一些软岩隧道变形特点及规律。施工中采用加大拱架刚度、缩小拱架间距、仰拱增设拱架、双排锁脚锚管、径向注浆、增加预留变形量等措施,控制了变形速率及变形量,达到了预防初支侵限的目的。     

强风化炭质板岩隧道大变形控制技术研究

研究目的:为进一步探索高地应力软岩隧道大变形控制技术,本文以某隧道强风化炭质板岩段为研究背景,通过数值模拟和现场试验两种方式,对三台阶法(工况1)和超前导洞扩挖法(工况2)两种方案的大变形控制效果进行对比分析.研究结论:(1)数值模拟与现场试验具有较高的一致性;(2)从隧道变形控制效果来看,工况2的最大变形量相较于工况...     

木寨岭隧道越岭区区域地应力特征分析及应用

介绍了新建铁路兰渝线木寨岭隧道越岭区地层多变、构造复杂的区域地质特征,分析了该越岭区以高一极高地应力为主的区域地应力特征.通过钻孔内实测数据的分析,重点介绍了水压致裂法在地应力测试中的应用方法,并对以往工程施工及运营中灾害频发且危害最为严重的岩爆、软岩变形等地质问题,结合本隧道工程的地应力特征进行了阐述与评价.     

兰渝线木寨岭隧道施工力学行为实测与分析

结合木寨岭隧道工程,对施工区域地应力进行测试,并对地应力场进行拓展分析。通过对隧道掌子面流变特性、变形速率与总变形量、围岩压力、支护压力、锚杆受力、围岩破坏范围的测试和分析,提出高地应力、软岩隧道的挤压性变形具有变形量大、变形速率高、变形持续时间长、前后期均呈"来劲"等特征,以及围岩压力以形变压力为主等结论,并建议取消拱部锚杆,加长边墙锚杆,抑制隧道变形。     

软弱炭质板岩隧道大变形特征及应对措施研究

随着我国经济的不断发展以及交通运输需求的不断增加,高速公路也随之得到了大规模建设,长大及特殊地质条件下的隧道不断涌现。软弱炭质板岩隧道变形控制是施工的技术重点与难点。炭质板岩具有微膨胀性,受地质构造影响,在此类岩体中进行隧道施工,大多会发生大变形。如果初支结构不足以抵抗变形,将会发生初支开裂、拱架变形等严重后果。本文结合兰(州)海(口)木寨岭隧道炭质板岩大变形特点及变形机理进行研究,并提出相应控制措施,为预防施工中出现隧道大变形及更合理地确定支护参数提供参考、为其它大变形隧道安全施工提供借鉴。     

兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段无砟轨道改为有砟轨道结构形式分析

长隧道内空间受限,运营维护困难,规范规定宜采用维修工作量小的无砟轨道形式。但无砟轨道是整体连续结构,一旦破坏或发生基础沉降后修复难度很大。兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段为高~极高的地应力环境背景,且通过二叠系、三叠系和志留系薄层板岩、炭质板岩、炭质千枚岩等软岩带。隧道工程施工中存在围岩大变形,流变特征突出、持续时间长、变形特征复杂等特点,并产生了仰拱隆起、二衬开裂病害现象,需要对隧道轨道结构形式进行进一步研究。根据施工中病害现象,对应的变形特征,分析病害产生的原因。从结构安全可靠性、轨道结构可维修性等方面综合分析,提出该段改为有砟轨道的建议。     

震后千枚岩与板岩互层隧道开挖变形控制技术

研究目的:汶川至马尔康高速公路鹧鸪山特长隧道洞身通过千枚岩与板岩交互围岩,软硬不均地质频繁突变形成交互地层,受"5·12"强震及不定余震影响,岩体褶皱曲折,层间地下水渗透软化千枚岩,而板岩节理面光滑,千枚岩软化层极易出现似"流体状态"的滑流,造成变形坍塌。为解决鹧鸪山隧道施工的变形坍塌难题,本文通过优化开挖方法和支护参数展开研究。研究结论:(1)类似地层施工应遵循"先柔后刚、先放后抗、及时封闭、径向注浆加固、控制变形"的原则;(2)千枚岩遇水极易软化流失溜坍导致较大变形,提出类似水文地质隧道开挖预留变形值宜控制在20～35 cm;(3)宜采用三台阶预留核心土法开挖,台阶长度控制在3～5 m,台阶总长控制在25 m内,仰拱初支应及时封闭成环,其与掌子面距离宜控制在25 m内;(4)超前支护宜采用自进式中空注浆锚杆加固围岩;(5)富水地段应在初支背后加密埋设环向排水管,将初支背后散水归位,同时应充分考虑隧道突涌水量和营运排水需求,确定适宜的排水沟断面尺寸;(6)本研究成果可为川藏地区类似隧道工程的设计与施工提供参考和借鉴。     

关角隧道板岩大变形机制分析及防治措施

青藏铁路西宁至格尔木段增建第二线关角隧道埋深大,穿越高地应力区及软弱围岩区,所通过区域断裂构造极为发育.板岩段岩体软弱破碎,施工中发生了不同程度的大变形,变形量大、变形速率快、持续时间长、变形破坏不均匀.从围岩岩性、构造应力、地下水条件等分析,关角隧道板岩段大变形主要为围岩塑性流动变形,在有地下水出露区段表现为膨胀变形.对变形段采取封闭工作面、径向注浆、横撑加固、拆换处理等措施,对未开挖段采取加强初期支护、采用双层支护、优化初期支护曲率等措施,确保了隧道安全顺利贯通.     

竹山隧道大变形特征及机理研究

根据竹山隧道施工现场的监测情况,对监测数据进行分析,提出了隧道的变形破坏特征。结合竹山隧道的具体情况,从围岩岩性、施工、力学、支护等几个方面分析了竹山隧道的变形破坏机理,重点分析绢云母片岩破坏模型——弹性梁计算模型,从力学方面给出了竹山隧道的破坏机理主要是绢云母片岩的失稳破坏,可对类似工程的变形机理提供一定的参考。     

长昆客运专线雪峰山地区炭质板岩隧道地层变形规律初探

基于塑性大变形理论,运用有限差分法,建立了雪峰山炭质板岩隧道开挖数值计算模型,分析了地应力、隧道埋深、围岩级别以及开挖释放率对隧道开挖引起的地层受力和变形影响。结果表明：隧道开挖后的围岩变形和影响范围随着地应力水平的提高、隧道埋深的增加以及围岩级别的增加而明显增大,随着开挖释放率的增大,围岩变形先平稳增大,后急剧增加,变形曲线在释放率为70％～80％之间出现拐点。越靠近洞壁,围岩变形受上述因素的影响越明显,所以相应的变形差异越大。     

乌鞘岭隧道岭脊段复杂地质变形控制技术研究与应用

通过乌鞘岭隧道岭脊地段复杂地质变形控制技术研究,确定了在复杂应力条件下衬砌结构形式及设计支护参数、施工方法,为设计和施工提供科学的依据。     

新乌鞘岭隧道岭脊段高地应力软岩大变形控制技术

针对新乌鞘岭隧道岭脊段高地应力软岩变形问题,采用加强初支、铣挖法施工在软岩大变形方面取得了良好的效果。通过调整仰拱曲率、加大变形预留量、加强初期支护、超前预加固等设计支护措施,结合铣挖法开挖可有效减少对周边围岩的扰动,有效控制软岩塑性区的发展。研究表明：相比钻爆法,采用铣挖法开挖易于控制超欠挖,并大幅度降低对围岩的扰动。轮廓平均线性超挖由37 cm缩减至17 cm,超挖率由121%缩减至61%,喷射混凝土与岩面密贴性好,有利于提升围岩自承能力和初期支护的承载能力,可有效改善变形控制效果,提高软岩施工的进度及安全性,可作为高地应力软岩大变形控制的有效方法。     

基于缝合地带软岩隧道大变形机理研究

本文针对中老铁路会富莱软岩隧道在施工过程中出现的大变形问题,结合大变形破坏特征,在变形区段对围岩的物理力学性质、区域地应力、围岩松动圈等主要内容开展了试验研究,分析判定了软岩特性及等级,并通过调整支护参数,改善衬砌结构的受力状态,改进施工工艺、方法等工程措施,确保了后续施工的顺利进行。     

合川东隧道软弱围岩变形机理及控制措施研究

随着交通建设的发展,软岩隧道安全快速施工成为交通工程建设攻克的关键问题。为探究软岩隧道变形机理及控制技术,以新建西安至重庆高速铁路合川东隧道工程为例,分析了该隧道的地质特征和变形破坏特征,得出了软岩隧道的变形机理,并提出了“恒阻长锚索+注浆锚杆+双层初期支护”的联合支护方案。现场实践得出,采用“恒阻长锚索+注浆锚杆+双层初期支护”的联合支护方案后,隧道拱顶最大沉降量为167 mm,拱肩最大变形量为137 mm,帮部最大变形量为80 mm,围岩大变形控制效果良好,满足规范要求。研究结果为同类工程建设提供了依据和借鉴。     

水平岩层隧道围岩变形机理研究与有限元分析

为了解水平围岩变形破坏特征和机理,以西山隧道为依托,采用数值模拟、现场监测等手段,归纳了水平岩层隧道围岩稳定性的主要影响因素,分析了施工过程中围岩应力、应变的分布和变化规律,为西山隧道施工的顺利进行提供了预警信息和直接指导的方案。研究表明:(1)产状平缓的层状岩体在洞顶会形成类似组合梁的结构。它一经裂隙切断,就会形成悬臂式组合梁结构,在组合梁的弯曲下沉过程中,如果层面上产生的剪应力大于层面的抗剪强度,即τ≥τc,并且上位岩层的抗弯刚度大于下位岩层的抗弯刚度时,离层将会产生,反之不会产生离层。(2)水平岩层围岩隧道在施工锚杆与喷砼支护后,围岩的应变和变形明显减小,拱顶沉降与净空收敛也有所减小,稳定性有所提高。     

隧道大变形机理及分类分级探讨

为研究隧道工程大变形发生的机理及等级,从区域地应力场、地层岩性、地质构造、松动圈扩展出发,对大变形的发生机理进行综合分析。在此基础上,对隧道大变形进行分类分级,并对控制技术进行探讨。得到以下结论:(1)隧道大变形的产生往往受到区域地应力场、地层岩性、地质构造及其挤压程度的共同影响;(2)根据大变形发生的构造部位,可以将大变形分为断层型、碎裂型和顺层型3种;断层型发生在区域断层带;碎裂型发生在褶皱核部、转折端以及构造节理密集带;顺层型发生在褶皱翼部,它以隧道轴向与岩层走向小角度相交为条件。缓倾岩层是顺层的特例,易发隧道底鼓;(3)工程前期现场资料缺乏的条件下,宜在最大主应力近于水平的前提下,根据地层岩性、地质构造、相对变形量,结合工程经验,参考相应规范及其他相关研究成果,进行综合判定;(4)大变形应采取强支护、预加固、快封闭的控制理念。     

软岩隧道破坏机理及大变形趋势判断研究

隧道软弱围岩特有的工程力学性质以及所处的地质环境是造成大变形灾害的主要因素,严重影响工程进度。从武当群片岩的地质构造环境、物理特性、水理特性等方面分析该类软岩劣化及破坏机理。分析结果显示:软岩的变形破坏是地层岩性、结构偏压、地下水、构造应力等因素随时间交互作用的结果,具有明显的时间效应。在此基础上,选取典型断面的围岩变形监测数据,利用R/S分析法判断各时间序列的变形趋势。Hurst指数计算结果显示典型断面各变形时间序列均呈显著增长趋势,且长期记忆较好,表明大变形现象仍有继续发展趋势,须及时对大变形段采取有效措施。     

全新统坡残积层工程特性及隧道变形机理研究

新建重庆至昆明高速铁路穿越西南地区第四系全新统坡残积地层,地层成岩程度低、稳定性差、强度低、雨季含水率高,给隧道建设带来极大挑战。本文通过文献调研、室内试验和现场测试归纳坡残积地层工程特性,利用FLAC^3D软件对隧道变形机理展开研究,并提出相应对策。研究表明：随着含水率增加,土体黏聚力、内摩擦角及压缩模量呈非线性减小,通过回归分析得到各指标与含水率之间的函数关系式;在本次模拟支护条件下,含水率40%为坡残积地层围岩失稳的临界含水率。研究成果应用于渝昆高铁李家村隧道并取得较好效果。