考虑边坡位移信息的山岭隧道信息化施工应用

本文基于信息化施工的基本原理,结合公路隧道施工建立了公路隧道信息化施工模型。并以山西闻(喜)—垣(曲)高速公路中条山隧道左线进口为例,通过已有隧道施工量测信息和洞口边坡位移监测信息对围岩参数进行了反演,并以反演参数对后续施工过程中的围岩变形进行了预测。通过比较围岩变形预测值与实际测量值,验证了公路隧道信息化施工模型的有效性,同时也结合工程实际分析了误差及产生原因。     

隧道洞口开挖沉降分析与变形预测

山岭隧道进洞是隧道施工的开始,也是关键环节,由于施工扰动造成地应力的二次分布,成为洞口边坡滑动或者洞口浅埋段塌方的诱导因素。因此,合理的施工方式与施工时间对控制洞口边坡以及浅埋段的稳定性至关重要。文章结合江西省白沙关至婺源高速公路新建隧道洞口施工过程中沉降问题,进行详细地探讨并结合施工监控与反演分析预测技术提出了一些针对性的工程技术措施,为工程的顺利进行提供了技术保障。     

隧道洞口设计原则探讨——施工便道引入对隧道洞口设计的影响

目前隧道洞口设计时常常强调贯彻“不破坏或少破坏原始地貌”的原则,很少提到“结合施工条件确定洞口设计方案”的原则,在一些特殊条件下隧道施工需要扩大洞口开挖范围从而造成洞口原始地貌的改变。为了解决目前铁路隧道洞口设计理念与实际施工脱节的问题,对几条铁路隧道洞口设计及实际施工进行了对比分析,提出了为确保铁路施工及运营安全,当隧道洞口地形陡峻且需要开辟洞口工区时应该结合施工便道引入确定洞口的开挖及支挡结构,强调隧道洞口设计不但要贯彻“不破坏或少破坏原始地貌”的原则,在地形陡峻时也要贯彻“结合施工条件确定洞口设计方案”的原则。     

基于滑塌实例的边坡力学参数反算与破坏模式分析

高速公路隧道洞口常存在明显的偏压,一般在偏压洞口明暗交界前方设置明洞。为减少开挖量,偏压侧临时边坡往往较陡,受降雨或施工扰动易产生失稳滑塌。针对隧道洞口临时边坡滑塌的工程实例,采用极限分析上限有限元法反算边坡力学参数,并进行边坡破坏模式特征的探讨,从而为类似地质条件下隧道洞口边坡稳定性分析、加固与防护以及现场施工提供借鉴。     

基于施工过程的隧道变形动态预测

基于大营脚隧道拱顶下沉监测数据,结合弹塑性位移反分忻理论,对大营脚隧道围岩的弹塑性参数进行反演分析;运用反演得到地层参数,对其他断面进行有限元模拟计算,并与实测位移进行对比,效果良好通过该方法可以对隧道下阶段的施工变形进行动态的预测.     

基于滑塌实例的边坡力学参数反算与破坏模式分析

高速公路隧道洞口常存在明显的偏压,一般在偏压洞口明暗交界前方设置明洞.为减少开挖量,偏压侧临时边坡往往较陡,受降雨或施工扰动易产生失稳滑塌.针对隧道洞口临时边坡滑塌的工程实例,采用极限分析上限有限元法反算边坡力学参数,并进行边坡破坏模式特征的探讨,从而为类似地质条件下隧道洞口边坡稳定性分析、加固与防护以及现场施工提供借鉴.     

山区公路隧道初期支护变形下沉垮塌的成因分析与防治措施

由于山区高速公路隧道地质水文条件复杂,隧道开挖初期支护后,会因地质病害或施工方法不当等原因,造成初期支护变形、下沉、垮塌。这些隧道初支下沉和垮塌的原因基本相同,大都位于洞口段。文章结合大华岭隧道工程实例,就隧道初支下沉垮塌的成因和治理进行了分析和总结。     

复杂地质条件下大断面隧道洞口段支护参数研究

隧道洞口段的施工被认为是隧道工程施工的重点、难点。现结合某超大断面隧道洞口段存在浅埋偏压等复杂地质条件的特点,通过采用FLAC3D软件模拟了在不同隧道埋深与不同支护措施加固下隧道洞口与边坡的稳定性,根据模拟结果,选择合适的支护参数以保证隧道洞口段施工的顺利进行。研究结果表明:隧道埋深对边坡稳定性及隧道结构有显著的影响,但对边坡的影响在埋深超过25m后就不再明显;支护措施强度的增加能显著控制隧道结构的变形,但对边坡稳定性的影响十分有限。若隧道埋深很浅,建议先对隧道洞口边坡偏压段采用反压护拱等手段进行优化处理。     

浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常分析及处治

以湖南省汝城至郴州高速公路上的黄毛岭隧道工程为依托,结合现场监测和数值计算,对浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常及其处治对策进行了研究.分析了隧道洞口施工异常段各监测指标的变化趋势,并对其变形和开裂原因进行了综合分析.基于有限元理论,建立了浅埋偏压小净距隧道洞口段施工数值模型,比较分析了3种不同施工方法所呈现的力学特性,指出采用CD法施工可有效控制围岩变形,保证后续施工安全.最后,结合上述研究结果,提出了一系列的有针对性的浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常处治对策,实践证明其是可靠的.可为日后类似工程的设计、施工提供重要参考.     

隧道洞口不同开挖方法的稳定性比较分析

研究了以保护隧道洞口边仰坡植被环境为目的,提出无仰坡洞口开挖方法,并结合重庆洪-酉高速公路大董岭隧道工程,对前置式洞口工法与隧道洞口传统施工方法进行了数值模拟分析,通过对两种施工方法在洞口开挖后无锚喷支护情况下所产生的位移、应力与稳定性等的综合比较,为前置式洞口工法在环保及洞口仰坡稳定方面的优越性提供了理论依据.     

大跨公路隧道衬砌荷载确定方法的探讨

结合长沙市天际岭隧道工程实例,对施工监控量测资料进行了反分析,提出了大跨隧道衬砌荷载的确定方法,为类似工程条件衬砌荷载的确定提供了参考,同时,指出反分析法是确定大跨度隧道衬砌荷载的有效方法。     

小间距隧道围岩力学参数正交设计反演

根据西康高速公路18标长哨段的隧道围岩收敛位移现场监测结果,利用正交设计理论,对该区段小间距隧道围岩变形特性及塑性区大小影响较敏感的力学参数进行了反演分析,获得了比较接近工程实际的围岩综合力学特性参数,即千枚岩的弹性模量、泊松比、凝聚力和内摩擦角,有效地克服了千枚岩难于取样和难以进行力学参数试验的困难。利用反演分析所获得的力学参数对长哨小间距隧道的施工过程进行了数值仿真,分析了该隧道施工期间围岩的应力与变形规律,给出了围岩稳定性评价,为小间距隧道工程设计与施工提供了具有一定参考价值的重要资料和信息。     

隧道洞口雪崩防治方案探讨

雪崩是高原高寒地区工程建设的主要自然地质灾害之一,也是影响铁路隧道工程建设和运营的重要因素之一。为了制定合理的雪崩防治方案,通过对隧址区域自然地理条件现场进行调查分析,确定隧道两端洞门上方潜在的雪崩发生区域。采用tan α参数作图法对雪崩扩散距离及雪崩对洞门的冲击力进计算分析,提出在主隧道进口设置25 m明洞、洞门顶部设置导雪墙、出口设置5 m明洞、安全隧道进口设置15 m明洞的雪崩防治方案。方案能有效防止雪崩灾害对铁路隧道的威胁,保证铁路隧道冬季运营安全。     

岳家岭隧道进口仰坡稳定性分析及治理措施研究

岳家岭隧道进口仰坡自然坡度45°~60°,高度约80 m,坡体为泥灰岩夹灰岩,整体形成顺向坡,洞口无作业场地,处理不当可能出现岩体崩塌,给边坡稳定和施工人员作业带来巨大安全隐患。为了排除隧道进口仰坡的安全隐患,根据野外调查和钻探、物探结果,对隧道进口山坡坡体进行稳定性分析,采用8级台阶式边坡清方、锚杆框架植草的永久防护措施和挂网喷混凝土的临时防护措施相结合进行仰坡防护,并设置施工便道圆管涵等排水系统,利用清方土形成施工作业平台,洞口边坡和作业平台稳定性满足要求。     

溶洞对地铁隧道开挖稳定性影响的数值分析

利用岩土工程有限元软件MIDAS/GTS,对深圳轨道交通3号线区间地铁建设中的围岩稳定性进行三维数值分析,探讨了溶洞的不同分布位置、溶洞的尺寸大小及溶洞与隧道间的不同净距对地铁施工过程中围岩稳定性的影响。分析结果表明:上述各种因素对隧道周边围岩的变形、安全系数、土层塑性区和主应力的分布以及隧道衬砌环的弯矩分布等均有较大影响。当隧道拱腰侧面溶洞较大时,施工中应加强溶洞自身稳定的处理,以保安全。研究结果目前已用于实际工程的建设中,且对其他类似区域的盾构隧道施工有参考价值。     

隧道围岩反分析与施工数值模拟

结合殷家岩隧道施工,对隧道围岩进行了位移反分析,得到了围岩松动区的弹性模量;应用反分析结果进行数值模拟,预测后续施工步的位移和应力;同时,将预测结果与现场观测进行比较,检验反分析结果。结果表明,利用反分析得到的围岩参数预测后续施工步的位移与现场观测结果比较吻合。     

基于运行安全的公路隧道进出口线形设计

为提高公路隧道进出口区域的运行安全,对该区域的线形设计进行深入研究。针对隧道进出口区域的运行环境过渡特征,基于隧道进出口前后5 s设计车速行程范围的平纵面线形要素的科学组合,构建了隧道进出口线形过渡技术指标,用于衡量隧道进出口区域线形设计的安全性。鉴于我国目前隧道进出口事故资料的统计尚不完善,选用运行车速差作为中介指标采用间接分析法进行研究,提出了基于运行车速差的隧道进出口区域运行安全性的评价方法和评价标准。并在理论分析的基础上,对实测隧道进出口线形和运行车速数据进行了统计分析,建立了隧道进出口线形过渡技术指标与运行车速差的二元回归关系模型。据此提出了基于运行安全的隧道进出口区域线形设计的建议值。     

蒙华铁路隧道施工图现场核对与设计优化

为论证隧道施工图现场核对与设计优化工作的重要性,依托蒙华铁路隧道工程建设,从隧道进出口位置、弃碴场位置、隧道进洞方式、辅助坑道设置等方面开展隧道施工图现场核对优化工作,并以张裕1#隧道、赵吾4#隧道、中条山隧道、禹门口隧道、大中山隧道、黄柏岭隧道等隧道为例,论述通过采用隧道改路基、暗挖改明挖、调整辅助坑道、增设横洞、大管棚改为小导管、弃碴场位置调整等措施来确保隧道工程建设"安全、合理、经济"。该工作取得了较好的应用效果,可为后续隧道工程建设提供参考。     

碎石土滑坡变形机理及稳定性分析

某高速公路隧道进口段位于古滑坡体上,隧道施工中滑坡体后缘出现了变形裂缝,对施工人员及财产安全构成严重威胁。按工程勘察资料和现场地质条件调查结果,对滑坡体的变形失稳机理进行了分析;并通过施工过程中隧道仰坡以及滑坡体整体稳定性计算,得到古滑坡体的局部和整体稳定性。研究结果表明:仰坡后缘以及隧道的变形迹象是因刷坡过程中开挖了坡脚,仰坡出现大幅度变形造成的。施工过程中,仰坡段的稳定性差有可能发生失稳,隧道底板以下滑坡体稳定性未受到大的影响。在研究结果的基础上,制定了对滑坡的治理措施,效果较好,保障了安全。     

水下隧道施工期风险分析

在隧道及地下工程的建设中面临着大而多的风险,尤其是越江隧道的建设更为突出,因此隧道工程项目风险管理也越来越受到工程建设领域的关注。本文以规划中的重庆两江隧道为依托,采用风险分析方法中常用的专家打分法,对该工程采用钻爆法可能遇到的风险因素实施风险分析与评估,并给出了相应的处置措施,希望能对该工程以及类似工程的实施提供一些参考。