新旧公路隧道围岩分级方法的比较

随着我国经济建设的发展,公路隧道,尤其是高速公路隧道和一、二级公路隧道的建设越来越普遍,并且呈现数量多、埋藏深、长度大的特点。因此,对隧道进行超前地质预报和围岩分级也就显得越来越重要,目前我国交通部编写的规范中详细介绍围岩分级的主要有《JTJ 064-98公路工程地质勘察规范》和《JTG D70-2004公路隧道设计规范》。以沪蓉西高速公路扁担垭隧道为例,对新旧两种公路隧道围岩分级规范进行了比较,分析了新旧规范在此隧道中的适用性,探讨了其各自的特点、不足和今后围岩分级的发展方向。     

公路隧道软弱围岩施工方法的探讨

文章根据当前软弱围岩中公路隧道的施工方法和施工特点,采用数值分析的方法,对台阶法、CD法、CRD法的施工力学特征和存在的问题进行了分析,并对各种施工方法进行了比较,提出了应用三种施工方法的建议。     

浅埋软弱破碎围岩隧道进洞施工技术研究

进洞一直是隧道施工的关键环节,而洞口工程的顺利完成是暗洞正常施工的前提。目前,采用超前管棚支护、超前小导管注浆等超前支护方式基本能够保证隧道顺利进洞,但是大部分隧道进洞后在洞口段均会出现初期支护沉降变形较大的现象。山西省高(平)-陵(川)高速公路郭家川2#隧道洞口段围岩极其软弱破碎,在隧道采用超前管棚支护顺利进洞后,为了防止洞口段初期支护再次出现较大的沉降变形,提出在洞口段采用联合支护的方案,即将洞口段初期支护的钢拱架与护拱连接,并加强初期支护钢拱架之间的纵向连接,实践证明此方案是切实有效的。分析对比表明,对于浅埋软弱破碎围岩隧道,联合支护方案能够有效地减小洞口段初期支护的变形量,保证隧道结构的稳定性,从而保证隧道安全、快速进洞。     

超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析

文章基于唐家塬超大断面黄土隧道工程实例,采用常用的五种围岩压力计算方法分别计算了围岩压力,并与实测值进行了对比分析,得出了现场实测垂直压力与太沙基理论计算结果基本吻合的结论。在此基础上提出了太沙基理论侧压力系数修正方法,并推荐采用修正后的太沙基理论作为唐家塬隧道的围岩压力计算方法。针对现有隧道深、浅埋界定标准的问题,提出了以中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深、浅埋界定数值模拟方法。由此认为,唐家塬隧道为浅埋隧道,隧道深浅埋界限为90 m。     

公路隧道穿越软弱围岩的变形与控制方法

公路隧道穿越软弱围岩时,其施工难点往往是如何将围岩变形、初期支护拱顶下沉和水平收敛位移控制在允许范围内,处理不当将造成结构开裂、变形以及初期支护侵入二次衬砌甚至坍方等病害.从国内施工现状与存在的问题入手,分析了引起隧道大变形的原因,总结出控制隧道大变形的两大关键点:一是选择合适的施工方法,二是要采取有效控制沉降的措施.并重点针对拱部核心土台阶法提出了控制沉降的措施,包括施工原则贯彻始终、横断面开挖合理分步、控制施工进尺及台阶长度、施作锁脚锚杆和垫块、合理处理渗水和施工用水、减少地基扰动、清除虚碴、加强施工动态管理等几个方面.     

敞开式全断面隧道掘进机通过软弱破碎围岩的施工方法

西南铁路桃花铺1号隧道是继西康铁路秦岭特长隧道之后采用敞开式掘进机施工的又一座长大铁路隧道.文章结合工程实践总结了TBM进入软弱破碎围岩的判别方法以及遇到的主要问题,提出了"超前探测,管棚注浆,调整参数,适速推进,减少扰动,防止坍塌"的施工原则以及"密排拱架,搭焊钢管,网板结合,及时喷锚,封闭塌腔,回填密实"的处理措施.     

曾家坪一号隧道大跨段开挖方法研究

文章概括地介绍了内昆铁路曾家坪一号隧道的工程特点和地质条件、施工方法、施工工序和辅助施工技术,通过采用平面和三维有限元模型分析了大跨段隧道结构的稳定性,同时根据隧道结构受力和变形的实测结果,分析了大跨隧道的变形特点.     

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。     

盾构隧道结构健康评价的变形指标研究

选取隧道横向收敛变形和纵向不均匀沉降作为隧道结构健康评价的单项评价指标,提出了采用梁-弹簧模型计算管片纵缝接头处的内力,在此基础上采用精细化解析模型进一步分析纵缝接头力学特性,以纵缝接头张开量、螺栓屈服和管片裂缝值为控制依据,计算得到横向收敛指标;采用三维壳-弹簧模型,以环缝最大张开量为控制依据,计算得到不均匀沉降的曲率控制指标。将该研究应用于南京轨交10号线越江隧道工程,得到该隧道结构健康评价的变形控制指标。     

黄土公路隧道围岩级别划分浅论

围岩分级是隧道设计中的重要内容,也是新奥法隧道设计的基础资料.目前隧道设计规范中对岩石隧道的围岩分级有明确的参数指标,可以方便地确定岩石围岩的级别,但黄土围岩的级别划分没有相应的参数指标,而岩石围岩的参数指标几乎完全不适用黄土围岩.通过查阅大量的国内黄土工程资料,并对其在黄土隧道方面的适用性做了具体的分析,提出了黄土隧道围岩级别划分的参数指标,对黄土隧道的设计和施工具有重要的参考意义.     

黄土公路隧道围岩压力测试分析

隧道围岩压力是一个极其复杂的问题,涉及的因素较多.论文论述了利用现场测试手段对两座黄土隧道进行的测试结果,分析了围岩压力的大小和分布形式,并和已有的计算结果进行了分析对比,对浅埋和深埋的界定标准以及二次衬砌和仰拱问题也作了论述.     

公路隧道超欠挖对围岩及支护结构稳定性的影响研究

为确保崇爱高速公路观音山隧道施工安全,文章基于Plaxis 3D有限元数值模拟方法.通过对比不同超欠挖位置、深度、角度的八种超欠挖工况,模拟研究了观音山隧道施工过程中存在的围岩超欠挖及其对支护结构和围岩稳定性的影响,探究了超欠挖状态下隧道围岩变形规律及结构应力变化规律。结果表明:拱顶位置的超欠挖对隧道沉降最小值的影响较大,在拱脚处超欠挖对隧道沉降最大值的影响较大;围岩超欠挖对拱顶部位欠挖的影响大于超挖,而在拱脚处超挖的影响要大于欠挖;拱脚处的围岩超欠挖影响大于拱顶。总的来说,隧道超欠挖会对围岩稳定性造成一定程度的影响,但在深度与范围可控的前提下影响是有限的。     

软弱围岩大跨隧道施工技术的思考——宝兰增建二线新王家滩隧道

在软弱围岩中修建大跨隧道，选择一套合理的施工方案和正确的施工方法是十分重要的。本文以宝兰增建二线新王家滩双线隧道的施工为例，介绍了该隧道在施工过程中的初期支护变形和几次坍方的情况处理措施，分析了变形和坍方的原因。并对今后类似条件下隧道的施工进行了思考。     

公路隧道施工安全模糊评价方法研究及应用

为了探索公路隧道施工过程中的安全规律,建立了公路隧道施工安全评价指标体系及其结构模式.采用专家评议法确定了安全评价指标的权重,并运用模糊数学方法分别对公路隧道施工安全评价指标体系中的9个单因素和整体进行评价,对评价结果确定了安全等级标准.可在了解公路隧道施工系统各个单因素的安全状况的同时,掌握系统整体安全状况,既可减少隧道施工事故,又可为隧道施工安全提供科学依据,具有实际应用价值.     

基于非对称贴近度的在役隧道衬砌结构健康诊断方法

为评价在役隧道衬砌结构的健康状态,文章运用层次分析法的理念建立了由目标层、因素层、指标层构成的健康诊断指标体系,确定了在役隧道衬砌结构健康状态诊断指标的4个评价等级;采用极差变换确定了各诊断指标的无量纲评价标准;运用模糊理论、灰色系统理论和信息熵理论,构建了基于非对称贴近度判定隧道结构健康状态的评价模型。工程实例应用表明,评价模型能很好地反映隧道衬砌结构的实际健康状态。采用改进的灰色关联度法和熵值法综合确定指标权重,克服了主观随意性强的缺点,提高了权重系数的可靠度;利用非对称贴近度进行决策分析,确保诊断结果更符合客观实际。     

公路隧道岩质围岩亚级分级研究与应用

文章从当前隧道建设实际出发,首先通过总结国内外多种围岩分级方法及采用指标情况,确立施工阶段以岩石坚硬程度和岩体完整程度作为分级基本指标,以地下水状态和主要软弱结构面产状作为分级修正因素的亚级分级指标体系,然后建立一种基于数量化理论的施工阶段岩质围岩亚级分级模型;并通过样本检验证实本模型具备较高的准确性和合理性,试图探索一种施工阶段围岩亚级分级标准;最后与编程技术和数据库技术相结合,进行施工阶段围岩亚级分级计算机辅助系统开发,以基本实现亚级分级的自动化和智能管理.     

营运期隧道结构健康监测与安全评价研究

隧道在营运过程中,由于受到材料性能退化、地震、人为等因素影响,导致主体结构各部分可能在远没有达到设计年限前就产生不同程度的损伤和劣化。这些损伤如果不能及时得到检测和维修,轻则影响行车安全和缩短隧道的使用寿命,重则导致隧道突然破坏和坍塌。建立隧道结构健康监测系统(TSHMS),通过对结构健康状况的实时监控,对营运期间隧道结构的力学行为进行分析,对结构的安全性状况进行评估,得出结构的安全度用以指导营运,同时给出实时的安全预警以合理配置养护资源,降低成本,及时高效保证隧道营运期间结构的安全。     

大跨浅埋公路隧道下穿既有建筑施工的沉降控制

厦门机场下穿34号楼隧道工程,隧顶到建筑结构底3 m,属浅埋大跨下穿既有建筑物连拱隧道工程.论文根据工程类比法,采用CRD法优化隧道施工步骤;借助数值分析方法,分析既有建筑的沉降规律,把握了CRD法重点施工步骤.根据现场实测及数值模拟结果,提出了超前注浆、地面硬化及补偿抬升注浆、洞内全断面帷幕注浆、大管棚超前支护等多种施工辅助措施.实践表明,施工过程中既有建筑结构沉降得到有效控制,最终沉降量小于40 mm.     

九度地震区公路隧道二次衬砌结构抗震综合措施研究

为对九度地震区公路隧道二次衬砌结构抗震措施的研究提供参考和借鉴,文章基于Hilber-HughesTaylor时间积分法及等效粘弹性单元动力边界条件,以穿越九度区的公路隧道为研究对象,从实际工程设计受力的角度对公路隧道的四种抗震措施,即增加二次衬砌的配筋量,增大二次衬砌的厚度,将马蹄形断面优化为圆形断面,在初期支护与二次衬砌之间增设橡胶减震层,进行了具体抗震计算和分析,得到了四种抗震措施的实际抗震效果及其优缺点。为了将抗震措施的优点利用最大化,提出了通过适当增加配筋和在初期支护与二次衬砌之间设置适当厚度减震层的抗震综合措施。利用上述研究成果,根据九度区可能出现的不同峰值加速度(0.1g~0.9g)的地震波作用下二次衬砌的受力情况,分别提出了针对性的抗震措施,以达到既经济又显著的抗震效果。     

隧道围岩强度及稳定性评价

围岩强度指标是隧道工程设计中不可缺少的重要参数,准确预测围岩强度对隧道支护设计和稳定性计算十分重要。文章针对富溪隧道地质条件复杂、围岩稳定性差等问题,以现场岩石点荷载试验推测岩石强度;以隧道围岩的Q指标统计为基础,利用基于Q指标的经验公式推测围岩抗压强度;按照富溪隧道各个断面围岩的抗压强度,评价各段围岩的稳定性。研究表明,采用的三个经验公式中,无论平均值还是分散度,Yudhbir公式预测结果都最接近规范标准值,说明所用方法用于隧道工程是可行的。该方法简单、实用,预测结果能够反映围岩工程特性,符合实际,可以作为隧道工程中定量评价围岩强度的有效方法,可为隧道设计、施工提供可靠依据。