高烈度地震区连拱隧道洞口段抗震措施研究

以中国西南高烈度地震区某拟建连拱隧道为背景,提出隧道洞口段2种全环注浆抗震加固方案,即全环间隔注浆和全环接触注浆;并采用三维数值模拟对不同注浆形式和注浆厚度进行了研究。结果表明:连拱隧道全环注浆2种加固形式均能有效减小隧道-围岩系统的动力相互作用,从而提高隧道整体抗震性能;其中全环接触注浆效果最优,全环间隔注浆效果次之,局部注浆效果不明显;全环接触注浆厚度增大到0.5倍开挖宽度以后,注浆效果几乎不变。研究结论对公路隧道抗震设计、施工有一定参考价值。     

高烈度地震区双线公路隧道减震措施研究

目前地下结构采用的减震措施主要有2种,即注浆加固和设置减震层。结合雅泸高速公路某隧道,从土-结构相互作用模型出发,运用时程分析方法研究同一地震作用下注浆加固及设置减震层这2种减震措施的地震反应,分析注浆加固范围变化对隧道地震反应的影响,得出这2种措施均可以减小隧道的地震响应,有利于减震。     

大跨度连拱隧道围岩监控量测在施工中的应用

针对上海至西安高速公路宛坪段16座双连拱隧道地质条件差、埋深浅、跨度大的特点,需对围岩实施监控量测。提出适合于宛坪高速公路连拱隧道特点的隧道监控量测内容,以及相应的量测要求,为隧道的施工安全和施工质量提供保证。     

川主庙连拱隧道中墙压应力计算分析研究

连拱隧道围岩压力及中隔墙压应力的计算是隧道设计和施工过程中一个必不可少的环节。本文采用以地球物理学的基本理论为指导,根据地球重力场的特点导出的隧道围岩环向应力的计算表达式,将隧道模型简化为拱进行计算,并通过工程实例——国家重点干线杭州至兰州高速公路重庆市境内的云阳至万州段川主庙隧道的量测结果对计算进行验证,计算结果与实测结果比较吻合。     

高烈度地震区山岭隧道洞口减震问题的数值模拟研究

采用有限差分软件FLAC3D 3.0研究隧道洞口段的抗震设防长度和衬砌刚度对地震反应的影响,分析设置横向减震层、纵向减震层和加固围岩对衬砌结构的减震效果,并总结山岭隧道洞口减震的思路和措施.结果表明:一般进入洞内25～30 m后地震放大效应开始趋于平稳,该距离可为确定洞口抗震设防长度参考;衬砌刚度过大在一定程度上将加大震害;设置横向减震层和纵向减震层都能使地震反应明显减弱,使应力分布更趋均匀,且前者效果明显好于后者;通过设置锚杆增强围岩整体性,可有效减少作用在衬砌上的地震荷载,且对软质围岩效果更佳.最后,提出山岭隧道洞口必须综合减震,衬砌应该刚、柔平衡.     

上长坪连拱隧道无中导洞施工方法比选研究

目前国内外连拱隧道大多采用中导洞法施工,而对无中导洞施工研究相对较少,缺少相关工程经验,且未对无导洞法施工技术优缺点和适用范围做深入而系统的研究。本文研究的上长坪隧道为分离式隧道过渡到连拱隧道,因其与大桥衔接过渡,设计的中隔墙厚度不等厚,采用复合式薄直中墙,其结构设计新颖,在设计无法做变更及4个月完成504 m的工期要求下,为实施高难度操作的设计方案,采用竖直型钢喷射混凝土结构及斜向支撑成功解决了中墙二次衬砌浇筑的难题,其竖直型钢喷混结构浇筑在左右洞二次衬砌之间作为中隔墙的结构部分,成功开创了复合式薄中墙设计施工新工艺。同时,此工法有效解决了防水漏水问题及成本控制问题,为无中导洞施工方法增加了新的工艺类型,提供了Ⅳ级围岩隧道无中导洞施工新型案例。     

复合式曲中墙连拱隧道衬砌结构内力测试

以常吉(常德—吉首)高速公路土江冲隧道为依托,采用应变计对初期支护钢支撑内力和喷射砼应力、二次衬砌结构的内力进行现场测试,分析了复合式曲中墙连拱隧道衬砌结构的力学特征,并对隧道二次衬砌的安全性进行了评价。     

高烈度地震区隧道结构抗减震技术要点——都汶公路隧道震后检测有感

受5.12大地震影响,位于高烈度地震影响范围内的隧道结构受到了严重破坏,致使施工和运营完全中断。结合都汶高速公路三座隧道的震后检测结果,分析研究在活断层附近和高烈度地震区修建隧道工程的抗减震关键技术,为以后在活断层附近和高烈度地震区修建隧道工程的抗震设计提供参考和借鉴。     

无中墙连拱隧道后行洞开挖方法优选

无中墙连拱隧道后行洞与先行洞初支搭接以现场焊接方式可保证后期良好的传力效果,不过焊接施工加大了后行洞开挖施工难度。提出两种适用于焊接搭接技术的后行洞开挖方法,论述了改进三台阶法和上台阶CD法的施工工序、步距控制等关键技术,从围岩稳定、施工难度、经济效益等多方面进行综合比选。结合实际工程,认为改进三台阶开挖方法能保留三台阶法的优势,同时解决了原先存在的两洞拱架搭接困难问题,工程应用效果良好。     

高烈度地震区公路隧道洞口段大型振动台模型试验方案设计

以西藏嘎隆拉隧道的工程建设为背景,对嘎隆拉隧道进口段进行了大型振动台模型试验方案设计.根据本次试验的目的和特性,首先介绍了振动台模型试验的模型箱设计,并对整个模型体系模拟的范围和相似关系进行了剖析.然后,在参照已有研究成果并结合本次试验拟定的相似关系基础之上,确定了模拟模型岩层和模型衬砌的材料.同时,以嘎隆拉隧道进口段数值模拟结果为基础,选择了振动台模型试验测点的布置位置.最后,结合隧址区所处的地震环境,编制了模型试验的加载制度.     

双向8车道连拱隧道中墙及二衬结构分析

采用有限元方法对双向8车道连拱隧道中墙及二衬结构进行分析,根据计算结果提出了设计中需注意的关键点。     

无中墙连拱隧道爆破振动响应特性及安全控制措施

无中墙连拱隧道相较传统连拱隧道取消了中墙结构,其先行洞与后行洞初支拱架相互搭接构成整体隧道结构,因此在后行洞爆破开挖时,先行洞及连拱处的爆破振动安全控制极为关键。依托榨坊隧道工程,开展后行洞爆破振动跟踪监测,并对先行洞二衬的爆破振动衰减规律及频谱特性进行了分析;通过LS-DYNA三维有限元数值模拟,研究了先行洞横断面及轴向的爆破振动响应特性,比较分析了注浆加固及布设减震层对连拱处三角区围岩与先行洞衬砌结构的安全控制效果,并通过现场监测,对其应用于实际工程的控制效果进行了评价。实测数据显示：无中墙连拱隧道后行洞开挖时,先行洞边墙二衬的水平径向振动强度最大,且以掏槽孔爆破振动为主,主频集中在40～65 Hz。数值分析显示：先行洞爆破振动速度沿其横断面和轴向的分布均不对称,迎爆侧振动速度显著大于背爆侧,且迎爆侧拱腰至拱肩部位的振速最大;受波传播路径的影响,先行洞未开挖方向的振速相对较高,爆破振动速度沿隧道已开挖方向衰减更快;围岩超前注浆加固可保证连拱处上方三角区围岩的稳定与安全,可分别降低振速和最大主应力69.2%和57.9%;布设减震层可有效控制先行洞衬砌结构的振动安全,可分别降低拱腰和拱...     

隧道洞口段地震响应及抗减震技术研究综述

对于山岭隧道而言,洞口段是整个隧道结构的咽喉部位,一旦其在地震中发生坍塌等震害,势必对隧道运营造成最直接的影响。对隧道洞口段的地震动力特性及抗减震技术进行研究具有重要意义和实用价值,通过文献调研,对目前该问题的研究进展和已取得的成果作了详细分析,提出了研究中存在的问题及建议。     

大跨扁平连拱隧道复合式中墙优化研究

为确保隧道施工安全、减少开挖跨度和节约工程投资,针对某依托工程,首先通过ADINA有限元数值模拟,对不同中墙形状下隧道中墙的受力与变形特征进行了分析,选取了复合式中墙最佳形状,在此基础上,对不同中墙厚度时围岩位移、中墙位移与中墙应力等变化全过程进行了研究,并通过现场监控量测对数值模拟结果进行了对比和验证分析。优化了大跨扁平连拱隧道中墙形状,提出了中墙配筋的关键控制因素和Ⅴ级围岩地段合理中墙厚度。     

云南省连拱隧道衬砌开裂和渗漏水调查结果及分析

为了对云南省4条高速公路连拱遂道的健康状态评估提供依据及为以后修建连拱隧道在设计和施工上提供宝贵经验及教训,提高中国高速公路连拱隧道的施工和设计水平,尽可能减少衬砌开裂和渗漏水等隧道病害,采用现场调查方法对云南省玉元、元磨、大保和昆石4条高速公路连拱隧道衬砌开裂、渗漏水等病害进行了较为全面的调查,初步分析了隧道病害产生的主要原因并进行了相应的分类,并据此提出了连拱隧道设计和施工中其相应的病害预防和整治措施,以期为提高中国连拱隧道修建水平提供参考和借鉴。     

偏压连拱隧道衬砌裂损原因分析及处治研究

结合某高速公路双连拱隧道,通过对衬砌裂缝特征、产生的原因进行分析,并根据裂缝的开裂程度与发展规律,提出相应的修复和结构补强的整治措施。后期监测表明:衬砌裂缝得到了有效控制,处治效果良好。     

连拱隧道中墙稳定性及合理宽度研究

沪蓉西高速公路分岔连拱隧道中墙结构的稳定性及合理宽度确定是设计施工中的首要问题.针对连拱隧道设计采用的整体式直中墙和复合式曲中墙2种结构,建立了不同的三维数值模型,采用三维弹塑性损伤有限元分别进行了研究.分析了不同埋深、不同中墙宽度情况下连拱隧道的稳定性及中墙变形受力情况、损伤区和屈服区分布.研究表明2种中墙内的损伤区和塑性区主要分布在中墙上部和底部,并随埋深增大和中墙宽度减小而增大,该部位是薄弱部位,应重点加固,相同条件下直中墙的受力和稳定性比曲中墙好,设计中应该优先选用直中墙.最后建立了中墙完好宽度与埋深和中墙宽度的多元线性回归预测模型,该模型可以根据埋深和中墙宽度预测中墙的完好宽度,从而确定中墙合理宽度.     

厚层堆积体偏压隧道洞口结构抗减震技术研究

为研究覆有厚层松散堆积体且穿越软硬交界面的隧道洞口段动力响应特点和抗减震措施,以飞仙关隧道洞口段为研究对象,采用有限差分软件分别建立隧道围岩渐进式注浆、设置减震缝和全环注浆3种工况,并和无措施情况下隧道衬砌的应力、变形对比,得出最佳抗减震措施。研究结果表明： 1）在强震作用下衬砌的纵向变形远远小于横向变形,且全环注浆对限制衬砌的横向变形效果最显著,单独设置减震缝对衬砌变形的限制效果较差; 2）隧道右拱脚和右拱腰是强震作用下结构破坏的最危险位置,需着重加强这2处的抗震加固; 3）全环注浆能够有效减小衬砌应力,同时还能使交界面附近应力变化连续而平稳。     

偏压连拱隧道病害分析及治理措施

基于某高速公路偏压连拱隧道衬砌发生严重破坏和隧道上方发生较大规模的山体开裂等病害,采用地震CT手段对隧道周围的工程地质进行了探测;根据现场监测数据,分析了隧道支护结构的受力状态及其安全性;对复杂地质条件下两种典型的施工方案进行了动态施工的数值模拟,对比分析了不同施工方案对围岩稳定和衬砌受力的影响;探讨了衬砌发生严重破坏的原因,并提出了相应的治理措施。研究结果表明:连拱隧道内侧断裂带、上方松散层等不良地质条件和不合理的施工方案是导致隧道衬砌严重破坏和山体地表开裂的主要原因。研究结果为分析和治理偏压连拱隧道病害提供了依据。