大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

某高速公路隧道病害治理技术浅谈

工程概况 某高速公路隧道为小间距双跨连拱隧道,隧道围岩大多数为Ⅲ级围岩,少数为Ⅳ级围岩,围岩主要为花岗岩,岩性呈大块状砌体结构,节理较发育,地下水丰富。隧道采用复合衬砌和洞口加强型衬砌,初期支护厚度为10cm,二次衬砌厚度为50～60cm。隧道地下水多为裂隙水,受大气降水影响大。     

帷幕注浆技术在城市隧道软弱围岩中的应用

近年来,为了更好地拉近城区间的距离,城市隧道规划增多,隧道施工中遇到各类复杂不良地质的情况也越来越多,如何安全、快速、高效地通过软弱围岩,保证城市隧道施工进度显得尤为重要。在延安市烟洞沟隧道软弱围岩段开挖施工工程中,运用帷幕注浆技术对软弱围岩地质段进行预加固,通过验算和现场试验综合确定并优化了各项技术参数,使岩体固结形成整体,有效克服了软弱围岩段涌水、塌方的问题,为类似工程提供了借鉴经验。     

云台山公路隧道浅埋偏压段施工技术

针对云台山隧道洞口段浅埋偏压破碎围岩的实际情况,为提高围岩强度,保证其稳定性,改善隧道成拱的作用,提出了采用偏压挡土墙、地表小导管预注浆等技术处理措施。综合分析表明:注浆处理后,围岩完整程度和强度明显提高,采用偏压挡土墙后,保证了洞顶覆盖体稳定性,洞内围岩变形量较小,初期支护及二衬整体受力特征得到了很大改善,小导管预注浆等处理措施效果显著。     

应变软化对深部隧道围岩多层断裂的影响研究

基于隧道围岩响应机理建立数值模型,以围岩峰后特征之一的塑性应变软化为目标,通过数值模拟揭示出在一定条件下,围岩中多层断裂现象的产生与其塑性应变阈值相对应。当围岩的塑性应变软化值低于其阈值时,围岩中应力的传递及应变响应与浅部经典围岩破裂规律迥异。然后进一步分析了应变软化值的大小对围岩中断裂层数、断裂总范围的影响,评估了多层断裂发生时围岩中切次生向应力与径向应力的相对关系,为深部岩体地下工程的开挖及支护设计提供了参考依据。     

浅埋软弱大断面隧道围岩与支护结构协调变形研究

浅埋软弱地层大断面隧道围岩变形常面临持续时间长、变形量大等问题,明确支护结构与围岩间的变形协调关系是避免大变形对工程带来不良影响的关键。探讨了软弱围岩中修建大断面隧道时所面临的难题和挑战,提出了围岩与支护结构协调变形假定。研究结果显示隧道结构的协调变形及结构挠曲变形是造成大变形的主因;台阶法引起的大变形包括整体沉降与支护挠曲变形,初期支护上台阶部位主要为下沉,而侧墙部位表现为挠曲;分部开挖变形主要是整体沉降,支护结构挠曲变形效应相对微弱。基于上述研究成果提出大变形防治措施,克服了传统预留变形量的局限性,取得了良好的效果。     

乌鞘岭隧道F7断层带监控量测

乌鞘岭隧道是国内最长的单线铁路隧道,隧道在F7断层带施工过程中,围岩出现多处变形侵限及坍塌事故。为保证隧道的正常施工,掌握围岩动态和支护结构的工作状态,进行了收敛变形、锚杆轴力、初支混凝土应力、初支围岩压力、二衬接触压力、二衬混凝土应力等多项涉及围岩稳定性及支护合理性参数的跟踪量测,利用量测结果指导设计施工及预见事故和险情,保证了隧道顺利贯通。     

高地应力隧道施工对围岩应力与变形的影响研究

依据围岩稳定性理论,通过数值模拟方法,针对参数变化较大的几类围岩及参数在小范围变化的同一类围岩在高地应力圆形隧道施工过程中围岩应力与变形的表现形式,建立大量数值模型进行分析。结果表明：围岩较好的隧道主要应解决高地应力集中问题,围岩较软弱的隧道主要应解决变形问题;围岩参数小范围变化时,对围岩应力影响由大到小的参数依次为内摩擦角、粘聚力、泊松比、弹性模量,对围岩变形影响由大到小的参数依次为弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比。     

乌鞘岭隧道F7断层区段左线迂回导坑监控量测

兰新复线兰武段乌鞘岭隧道F7断层,为区域性大断层,地应力高。施工过程中,围岩变形达1 m以上,初期支护出现多处变形侵限及坍塌事故。为保证隧道的正常施工,掌握围岩动态和支护结构的工作状态,及时优化、更改预设计,在左线迂回导坑做试验段,进行了拱顶下沉、水平收敛、锚杆轴力、初支混凝土应力、初支围岩压力、初支钢架应力等多项涉及围岩稳定性及支护合理性参数的跟踪量测,利用量测结果指导正洞设计施工及预见事故和险情,以便及时采取措施,保证了隧道顺利贯通。     

高速公路新奥法隧道围岩变形特性现场测试分析

基于此考虑,依托低山丘陵区某高速公路隧道工程为背景,结合现场测试坡面位移、隧道洞口围岩收敛、拱顶位移等测试数据,探索了低山丘陵区公路隧道围岩变形特性。同时,借助星野法与多项式法,对隧道围岩变形进行预测。研究结果表明:隧道上方坡面测点竖向位移及侧向变形相对较小,累积测试3个月小于10 mm,围岩收敛与拱顶位移控制在5 mm以内;结合实测数据预测5年内围岩收敛与拱顶位移控制在6 mm以内,建设期变形约占预测总变形83%以上。测试及预测分析表明围岩整体变形较小,满足长期安全运营需求。     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

软弱围岩隧道施工技术

隧道工程的施工和一般的交通工程有着极大的区别,每个地区的地质条件不用,软弱围岩地质其是其中十分常见的条件,需要采用科学的施工技术,才能保障其施工过程的安全性及工程的整体质量。本文简单的阐述了其具体的施工技术,并提出了几点施工控制措施,为软弱围岩隧道的施工人员提供一定的参考与借鉴。     

岩体参数影响大型地下洞室群围岩稳定的灵敏度分析

结合某水电站超大型地下沿室群施工过程中围岩稳定问题,通过岩体弹塑性理论分析及以数值模型对岩石物理力学参数不同组合的多种方案计算和分析,得到各岩体物理力学参数对洞室围岩稳定影响程度大小,为工程勘测设计和现场施工提供了较有价值的参考。     

煤层采空区赋存状态及围岩稳定性分析

为保障隧道施工安全,有必要查明隧道周围采空区的赋存状态。以召泸高速公路项目隧道穿越多个煤层采空区为工程研究背景,采用瞬变电磁法对隧址区进行大面积勘探,结合现场勘查及钻探综合确定了采空区的分布范围及赋存形态。根据采空区的形态,对煤层开采过的采空区采用“三带”理论分析围岩破坏特征和力学特性,采用经验公式计算采空区垮落带及导水裂隙带的破坏高度,结合数值分析确定了围岩的破坏模式、破坏特征及围岩的稳定性。     

浅谈软弱围岩地段的支护体系

在围岩稳定型不足的软弱围岩地段,支护体系是整体施工安全的保证。就软弱围岩的超前支护、预期支护和复合衬砌支护体系进行简单论述。     

软弱围岩下铁路隧道支护结构受力监测与分析

以宝兰客专朱家山隧道为工程背景,通过现场监测,研究了围岩压力、钢架应力、初支混凝土应力、初支与二衬接触压力和二衬混凝土应力等参数随时间变化的规律及空间分布特征。研究结果表明:Vb级围岩压力大于IVb级,但压力分布均性要比IVb级好,IVb级断面左侧围岩压力大于右侧;钢架整体处于受压状态,Vb级断面分布不均性比IVb级更明显,Vb级拱顶、左拱脚处应力超过200 MPa;两类围岩初支混凝土应力分布不均,部分位置施工过程中均表现为拉应力,仰拱处初支混凝土应力较其他位置大很多,超过了容许值;初支与二衬接触压力在二衬施做后迅速增大后减小并趋于稳定,断层破碎带承载能力降低的问题得到改善;二衬混凝土应力分布不均;拱顶、右拱腰及右墙中出应力较大,尤其是拱顶处应力最大,已超过容许值;综合量测结果,部分位置钢架和混凝土受力过大,甚至超过了容许值,故需采取适合的施工控制措施。     

临近高层建筑群桩基础隧道开挖围岩变形特性

依托某市地铁工程实例,借助ABAQUS建立数值模型,对临近高层建筑群桩基础隧道开挖围岩变形特性进行研究。研究结果表明:围岩变形随隧道开挖面应力释放逐渐增大,具体表现为"快速-缓慢-稳定"3种类型;相比未考虑临近高层建筑群桩基础荷载时,考虑建筑群桩基础附加荷载后隧道拱顶位移、围岩收敛和地表沉降分别增加了6.8%、8.6%和9.8%;最终稳定时拱顶位移和围岩收敛控制在5 mm以内,地表沉降控制在7 mm以内,距离群桩基础一侧横向地表沉降主要影响区域约为3.5倍隧道开挖洞口直径。围岩变形整体较小说明群桩基础荷载对其影响相对较小,同时亦可反向推断隧道施工对高层建筑影响较弱。研究成果能够为类似工程实践及进一步探究围岩变形特性提供重要理论参考。     

大跨浅埋公路隧道CRD法施工围岩松动圈量测与分析

新奥法原理指导下的CRD分部开挖技术是目前大跨浅埋公路隧道施工的主要方法。鉴于大跨浅埋隧道不同施工工艺下围岩扰动影响差异较大,以宁常高速茅山隧道为例,采用多点电测锚杆和多点位移计对CRD法施工过程的围岩深层扰动区位移及应力进行监测与分析,得出围岩分步开挖的松动过程及松动圈主要分布特点,同时对锚杆设计支护深度的合理性进行验证,可为优化设计及指导施工提供技术根据。     

喷锚支护洞室受力特征研究

为研究喷锚支护作用机理及其对围岩的加固效果,采用模型试验和数值计算方法,分别对洞室围岩介质应变、洞壁位移、锚杆应变和纵向应力进行了量测和模拟,研究了喷锚支护在均质围岩中的受力特点和变形特征,分析了支护参数选择对加固效果的影响以及单独喷锚支护和喷锚联合支护在围岩加固效果上的区别.采用有限差分软件得出的结果与试验数据的吻合性较好,进一步证实了模型参数和建模的有效性和正确性.并根据试验结果,提出了较合理的锚杆参数选择及布置的建议.     

公路隧道新奥法粗解

评述了新奥法的概念、特征、围岩类别和划分原则等锚杆、导管、喷射混凝土和围岩形成整体受力结构的情况。