黄土地铁隧道锚杆布置方式的模型试验研究

文章利用平面应变三向加载装置进行室内模型试验,对无锚杆、全环锚杆和边墙锚杆三种锚杆布置方式进行了对比试验,并参考工程现场测试结果,对系统锚杆在黄土地铁隧道中的作用进行了研究;通过模型试验获得了适合黄土地铁隧道的锚杆相似材料,实现了"先加载,后挖洞"以及锚杆和衬砌联为一体的试验方法。通过对比发现:系统锚杆能较好地控制掌子面周围的塑性区发展;边墙锚杆在隧道洞室开挖支护后能加快围岩应力调整,且能有效改善衬砌的受力情况;综合考虑经济因素,认为边墙锚杆支护系统在浅埋暗挖黄土地铁围岩中加固效果较好,实际施工中应予以保留。     

基于数值模拟的连拱隧道位移和支护所受轴力分析

文章以某连拱隧道工程为研究对象,利用Midas数值模拟软件对该隧道位移和支护措施所受轴力进行分析。结果表明：隧道的竖向位移和整体位移均控制在工程允许的范围内,满足工程要求;衬砌和锚杆的上层所受轴力明显大于下层,受力均控制在工程要求范围内;结合数值模拟结果可知,施工时可适当减小下层衬砌和锚杆的刚度,以达到节省工程造价的目的。研究成果可为类似连拱隧道开挖工程提供参考。     

分岔公路隧道锚杆轴力现场监控量测与分析

分岔隧道是在西部山区交通建设中出现的一种极具推广价值的隧道形式,文章介绍了在八字岭分岔隧道实施的锚杆轴力现场监控量测,分析了分岔隧道围岩和锚杆支护系统的变形和受力特点.分析结果表明,在分岔隧道中,小净距段锚杆受力最大,连拱段次之,大拱段最小.研究成果可为同类工程的设计、施工和科研提供有益的借鉴.     

地铁隧道施工对地表沉降影响的优化控制分析

基于控制理论,建立了城市地铁隧道工程地表沉降的理论控制模型;结合动态规划原理,提出了城市地铁隧道工程地表沉降动态最优控制策略制定程序.文章对深圳地铁大剧院站～科学馆站区间三连拱隧道工程地表沉降的控制问题进行了理论探索,取得一些有意义的成果,为该工程的顺利实施提供了重要的依据并具有一定的指导作用.     

堆载控制基坑开挖引起的地铁区间隧道上浮研究

上海地铁7号线浦江站—耀华站中间风道基坑工程位于地铁区间隧道的上方,坑底距隧道顶的最小距离为9 m。基坑开挖对该地铁区间隧道上浮影响的分析与计算成为该工程的关键,为此建立了该基坑工程的数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁区间隧道上浮的影响,并对不同级别和不同施工步加载处理下隧道上浮进行了研究。计算结果表明,堆载大小与地铁区间隧道上浮成线性关系,最佳堆载大小为120～160 kN/m~2,施做两道支撑之间堆载整体上浮最小,故为最佳堆载时机。     

软岩公路隧道系统锚杆概率可靠度及灵敏度分析

为了解锚喷支护中系统锚杆受力情况,判断隧道衬砌结构稳定性,确保施工安全,避免支护结构失稳带来的损失,结合工点工程地质条件,选择围岩弹性模量、衬砌厚度等作为主要随机变量,计算得到锚杆概率可靠度.利用Spearman秩相关系数对锚杆概率灵敏度进行分析,认为围岩物性参数和喷混凝土厚度是影响锚杆可靠性的主要因素.要提高锚喷支护的安全和稳定性,除保证系统锚杆施工质量外,应确保喷混凝土厚度及其施工质量.在研究段落选择任意断面埋设预制测试锚杆,对隧道周边围岩不同点位锚杆锚固力进行连续监测,获得了大量实测数据;通过绘制时态曲线和锚杆轴力图,分析得到锚杆轴力大小、横向分布及时态变化情况,从承载力角度验证了锚杆的可靠度,现场测试与概率可靠度计算结果吻合.     

软弱隧道围岩锚杆支护效应的落门试验研究

在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体变形过分或局部应力集中而导致围岩失稳破坏,在实际工程中大多采用锚杆作早期支护。文章以Ⅳ级软弱围岩为参照对象,利用相似模型试验进行了锚杆支护条件下的隧道施工过程模拟,对开挖过程中围岩的渐进破坏特征、破坏模式以及锚杆的支护效应进行了研究。试验结果表明,隧道开挖将会在隧道周边形成一应力扰动区,而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分;由于有锚杆的支承作用,拱顶岩体的破坏呈分区破坏模式;岩体的破坏范围主要集中在隧道两侧与水平面成45°+φ/2的扇形区域内;在隧道开挖后,拱顶上方岩体的切向应力升高形成承载压力拱,主要位于距拱顶约1.0~1.25B处(B为隧道跨度)。     

悬臂式掘进机在地铁工程暗挖隧道施工中的应用

悬臂式掘进机在煤矿系统广泛应用,而在城市地铁工程则很少采用.文章对悬臂式掘进机在广州地铁六号线东湖站站前停车线暗挖隧道工程中的应用情况做了一个比较全面的总结,指出城市地铁隧道工程推广应用掘进机技术成熟,经济合理,尤其在软岩隧道施工中对围岩扰动小,适应能力强,开挖质量高,安全有保障,具有传统钻爆法隧道施工无法比拟的优势.     

隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固技术的应用研究

隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固技术,以目前欧洲流行的A.DE.CO-RS工法为理论基石。该法认为,掌子面前方的待挖核心体是控制隧道整体稳定性的关键,特别是在破碎、松散的软弱围岩中,运用玻璃纤维锚杆来控制待挖核心体的变形,等效提高了待挖核心体的形变刚度,使得隧道周边的拱效应能自然发挥作用,从而保证隧道能够全断面安全、顺利开挖掘进。文章介绍了玻璃纤维锚杆全断面预加固技术的一些基本概念,并运用有限元软件对该法施工的隧道进行了三维数值模拟,结果显示玻璃纤维锚杆全断面预加固待挖核心体能有效抑制因开挖引起的地层形变,促使拱效应在开挖轮廓周边能自然起作用。同时,文章还介绍了玻璃纤维锚杆全断面预加固的具体工艺操作流程,为该法在我国的应用、推广提供了一定的理论支持。     

超浅埋盾构法隧道施工方案三维有限元分析

文章以某水库流域污水通道盾构法隧道施工方案为工程背景,运用MARC大型三维有限元分析系统,对该超浅埋盾构法施工方案进行了三维有限元模拟,分析了不同工况下盾构衬砌和锚杆的受力及变形,并计算出了盾构衬砌的纵向接缝张开量及锚杆轴力.     

碎裂岩质高边坡锚杆应力的监测分析

高边坡的现场监测是一个系统工程,文章以西攀高速公路为例,结合高边坡施工期监测锚杆的应力状态和受力原因,建立锚杆应力测值统计模型,分析了开挖、温度、时效变形这三种因素对锚杆应力影响的规律,并对锚固效果和边坡稳定性进行了评价。     

隧道专用特种压力循环注浆锚固装置及施工工艺的研究

文章针对目前砂浆锚杆存在的问题,介绍了一种具有螺旋杆体、止浆装置和排气管、并可监控注浆压力的锚杆注浆系统。通过模拟试验和现场实践证明,该装置可方便可靠地实现全螺旋砂浆锚杆的有压注浆,具有不失浆、不漏浆以及注浆饱满等特点;且注浆施工工艺操作简单,解决了当前普通砂浆锚杆在施工中不能安装配件和注浆效果差等问题。     

富水区隧道环向盲管间距优化分析北大核心CSCD

富水区隧道涌水遵循“以堵为主、防排结合”的处置原则,其中排水体系构建的合理性是隧道安全施工与良好运营的关键因素。首先分析隧道排水体系,揭示其工作原理,然后利用FLAC 3D有限差分软件,对鸿图特长隧道富水断层区设置的不同环向盲管间距进行三维流固耦合模拟,通过分析渗水压力、锚杆受力及涌水量,揭示塑性区体积及分布区域特征。研究结果表明:沿隧道轴向,支护结构孔隙水压力大致呈周期性分布,其周期近似等于环向盲管纵向间距;加密环向盲管,在降低支护结构受力并减小塑性区体积的同时,会增加隧道排水量;随环向盲管间距的增大,注浆加固圈塑性区首先出现在围岩好的区域,断层区出现塑性区最晚;断层区锚杆加固效果较差,可通过减小钢拱架环向间距以提高结构刚度,使注浆加固圈沿轴向受力更合理。综合考虑各种因素,建议在建工程断层区环向盲管间距设置为3 m,断层附近区间距为4 m。     

礼嘉车站大断面小净距隧道进洞施工技术

重庆市轨道交通六号线礼嘉车站为双岛四线车站,单洞最大开挖面积427 m2,两洞之间净岩柱6.5 ～6.9m宽,是典型大断面小净距隧道,国内同类工程可借鉴施工经验少.施工实践证明,由于采用先加固稳定边仰坡、施作超前大管棚、隧道断面化大为小、从上向下分块施工、对中间岩柱打设预应力对拉锚杆等措施,并辅以监拉量测及时反馈指导施工,有效控制了沉降和变形,保证了施工安全.     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

Analysis on the Characteristics and Development Trends of the Support Technology of High Ground Stress Tunnels in China北大核心CSCD

Combining the present situation and development trend of different tunnel support technologies at home and abroad, this paper analyzes the problems of rockburst in hard rock tunnels and large deformation in soft rock tunnels caused by high ground stress. It is concluded that: 1) regarding the rockburst problem, the current support technology is mainly influenced by the rock burst mechanism which is dominated by static factors, and so the used support components are generally of smaller deformation performance and "passive support" properties; 2) as the rockburst is the result of dynamic-static stress coupling, and only the anchor bolt has the "active support" attribute in the current "shotcrete+anchor bolt+wire net" support system, so the best support system should have the two functions of active support and energy release in terms of the rockburst problem, and the key focus of the research and development is anchorage members; 3) there are three main support types for large deformation in soft rock tunnels, e.g. the heavy support, layered support and yielding support. Among them, the heavy support system in underground cavern with large deformation is easy to induce excessive surrounding rock pressure, and so the applicable conditions are limited. The layered support system is still not the best choice due to its immature theoretical study, difficult determination of the thickness value and the installation time of each support layer and the interference to construction progress. With the characteristics of timely support and yielding while supporting, the yielding support system can give full play to the performance values of surrounding rocks and supporting materials, and make both of them reach the optimal state, so it is the best choice for supporting the soft rock tunnels with large deformations. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

运营盾构隧道不同椭圆度变形情况下受力性能分析北大核心CSCD

地下结构施工不当会对邻近既有地铁盾构隧道结构产生巨大影响。文章以广州市某地铁线路下穿施工导致既有运营地铁盾构隧道产生较大变形的工程实例为背景,分析了既有隧道结构因地层损失产生不同椭圆度变形情况下管片结构的受力情况。基于工程实测数据,运用三维有限元分析软件,考虑了管片接头处的螺栓孔等细部构造,研究了管片椭圆度与结构应力状态之间的量化关系,并分析了结构的塑性变形情况及其发展趋势。结果表明:随着盾构隧道管片椭圆度的增大,结构最大主应力值与最大剪应力值均增大,且盾构隧道结构最大剪应力与椭圆度呈线性相关关系;盾构隧道结构最大主应力随椭圆度变化更加明显,与椭圆度呈非线性相关关系。     

公路隧道软弱围岩施工开挖受力特性研究

软弱围岩公路隧道开挖工程中经常遇到事故,因此研究隧道施工开挖围岩受力及变形特性对工程建设具有积极的指导意义。本文通过MIDAS有限元分析软件,构建了软弱围岩-隧道-岩土体相互耦合作用下的力学模型,研究分析了隧道开挖过程中围岩应力场分布、锚杆轴力、二次衬砌内力、拱顶下沉及隧道净空收敛规律。对进一步研究隧道开挖施工围岩受力特性研究提供了借鉴意义。     

具有无序排列管片环结构的地铁盾构隧道数字模型智能重建北大核心CSCD

运营地铁隧道的管理、健康监测及维护正逐渐趋向于数字化、智能化;但常因地铁盾构隧道管理和检测单位缺少隧道数字模型,限制了地铁隧道智能维护和管理系统的应用和发展。文章针对地铁盾构隧道中无序排列的管片环结构,提出了一种基于深度学习和机器视觉的地铁盾构隧道数字模型智能重建方法,利用检测车获取的隧道衬砌内表面高清图片,对管片特征物(螺栓孔)进行智能识别与自动分类,再根据螺栓孔群的分布特点自动推断隧道管片环的排版规律,从而结合隧道实际线路实现隧道数字模型快速重建。某地铁隧道的实例应用结果表明,该方法适用于管片无规律性错缝拼装的情况,能以100%的准确率实现地铁盾构隧道数字模型的智能重建。     

盾构过空推段施工关键技术研究

依托深圳地铁2号线东延线土建2222标侨香站—香蜜站区间过空推段施工,从千斤顶推力核算及地面灌浆浆液配比优化等方面介绍了矿山法初期支护与盾构管片之间空隙填充方式;通过设备改造、优化填料用量等方面改进了盾构过空推段施工工序;通过采用GFRP筋网喷早强混凝土,在满足施工安全的前提下,提高了盾构机进、出空推段的施工效率;通过计算盾构每环所发生的千斤顶行程差与偏转角,加强空推段盾构机的姿态控制,提高了成型隧道的质量。