隧道偏压明洞错台成因及工程对策

明洞衬砌结构对隧道工程安全运营起到至关重要的作用,衬砌发生错台会对隧道洞口结构安全产生严重影响。针对华东地区某公路隧道偏压明洞段衬砌错台等病害,采用现场调研和数值模拟相结合的方法分析其产生原因,并提出相应的对策。研究成果表明： 隧道错台主要与边坡坡体浅层土体的侧压力有关,建议对边坡进行位移监测和对边坡坡脚位置及抗偏压墙处采用反压回填法进行处治,实施效果较好,可为类似隧道病害的整治提供参考。     

桩承式复合套拱在黄土隧道洞口段加固中的应用

随着我国公路建设的不断发展,黄土隧道越来越多,在黄土隧道洞口段极易出现浅埋、偏压等情况,由此而引发隧道洞口段在施工及运营期的各种病害。桩承式复合套拱结构具有施工简便、结构整体稳定性较好等优点,因此可用于黄土隧道洞口段加固。本文以弓家沟隧道为依托工程,利用现场监测、数值模拟等手段对其加固效果进行全面评价。研究结果表明:桩承式复合套拱整体稳定性较好;在偏压地形情况下,应进一步提高预加固桩配筋率,提高其抵抗弯矩能力。     

回头沟隧道偏压段压力监测结果及施工方案研究

以回头沟隧道工程为依托，对洞口偏压段进行了监测研究。结果表明:作用在初衬上的围岩压力深埋侧拱肩处最大，二次衬砌拱脚处收到的应力最大，二衬承受围岩应力的比例在21%~52%之间。     

黄土隧道洞口段支护结构的力学特性分析

为了解浅埋偏压黄土隧道洞口段支护结构的受力状况,对刘家坪2^#隧道洞口段围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、纵向连接筋应力、锚杆轴力及拱部下沉进行施工监测,并采用有限元法对隧道支护结构进行计算分析。结果表明：在浅埋偏压条件下,黄土隧道拱部发生了平面偏移,拱顶下沉量大于净空收敛量;围岩压力分布呈不对称猫耳状;钢拱架左侧轴力大于右侧轴力,总体受力很大,在支护体系中作用很明显;拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态,而底部多为拉应力;拱部系统锚杆对结构的稳定性作用不大,而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;纵向连接筋受力非常大,对隧道整体的稳定性很有利;应取消黄土隧道洞口段系统锚杆,采用由钢拱架、钢筋网、锁脚锚杆、喷射混凝土、纵向连接筋组合形成的初期支护结构。     

昔格达组地层大断面隧道变形特征分析

为掌握昔格达组地层大断面隧道变形特征,确保大断面隧道施工期间围岩的稳定性,以改建铁路成都至昆明线米易至攀枝花段桐梓林隧道为依托,采用数值模拟与现场多断面监测相结合的方法,研究在三台阶临时仰拱法施工中昔格达组地层大断面隧道变形的时空效应。研究结果表明： 昔格达组地层大断面隧道洞周围岩变形以竖向沉降为主;拱顶先行沉降与上台阶开挖引起的拱顶沉降之和占总沉降的41.3%,超前影响范围为1.3D;隧道开挖期间拱顶沉降和拱脚水平收敛主要受中台阶开挖的影响;隧道拱顶沉降随时间变化的预测公式为U=102.105·exp(-5.33/X);隧道拱脚水平收敛随时间变化的预测公式为L1=19.552·exp(-7.49/X);隧道墙腰水平收敛随时间变化的预测公式为L2=17.862·exp(-23.26/X)。     

回头沟隧道偏压段围岩与初衬间压力监测结果分析

相比于一般隧道,偏压隧道常常位于隧道洞口浅埋段,其围岩破碎,地质环境条件差,围岩荷载不对称,给隧道施工和稳定性带来一定影响。以回头沟隧道为依托工程,在洞口段选择监测断面,根据隧道围岩与初衬间压力的监测结果,分析围岩压力的大小、变化规律;分析是否存在偏压现象及隧道的稳定性,得出了相应的结论。     

梅沙隧道洞口塌方原因分析及治理

江西武宁至吉安段（简称“武吉”）高速公路梅沙隧道是大庆到广州高速公路的重要工程。隧道在进口段K163＋420处发生塌方。结合现场监测资料,对洞口塌方原因进行分析研究,针对不同的塌方原因,采取明洞开挖、边坡护理、地基加固等治理措施,并对治理效果进行监测。     

兴延高速浇花峪隧道爆破振动测试分析研究

为研究施工过程中隧道初期支护衬砌在爆破作用下的振动规律,基于兴延高速公路浇花峪隧道上台阶爆破工程,在距离掌子面38 m处开始设置传感器,并在拱顶、拱腰和边墙处分别安装1个传感器,监测掌子面推进过程中隧道衬砌的爆破振动速度。利用萨道夫斯基公式的非线性回归分析方法对振速的3个分量进行分析,得出： 1）拱顶振速大于拱腰振速,且均大于边墙振速; 2）拱顶振速的垂直方向、水平径向和水平切向分量拟合出的爆破衰减系数K、α均大于其他测试位置相应方向分量拟合出的K、α,且垂直方向的振速最大。对拱顶、拱腰和边墙3个位置处的主频进行回归分析,由回归得到的K值发现,隧道不同位置处的振动主频存在的关系为： f拱顶＞f边墙＞f拱腰。通过小波能量分析可知,拱腰处的频率成分相对较丰富且频带宽度较大,拱腰和边墙处的低频成分能量占比远高于拱顶,且拱腰处的低频能量最高。     

寒区隧道洞口衬砌开裂和道床冰害原因分析及整治

为解决寒冷地区隧道内部产生的冰害问题,以东北地区某铁路隧道为例,采用综合分析的方法,对案例隧道洞口衬砌开裂、渗水以及道床冰害产生的原因进行研究,并提出相应的整治措施。研究结果表明:1)隧道洞口围岩衬砌开裂主要由围岩冻胀力引起,采用喷涂保温层+防火砂浆的保温措施以及锚杆补强和裂缝嵌补的结构措施可以有效避免衬砌的开裂;2)引起道床冰害的洞内水主要来源于洞口路堑的积雪融化水和仰拱局部渗水,采用双侧水沟布设电加热设施、洞口道床底部设置小型挡水坝并加设横向电加热设施和进口路堑位置及路堤零填段设置挡雪设施的措施可以有效解决道床冰害问题。     

麻栗场隧道进出口段地表沉降及其处治对策分析

采用现场监测试验及数理统计相结合的方法,对隧道进出口段变形监测开展了系统的研究.对洞口地表进行变形监测分析,评价了地表稳定性状况和施工的合理性,表明麻栗场隧道地表下沉值大部分发生在上台阶开挖后下台阶开挖前,且沉降槽并不沿中线对称分布;测点离拱顶轴线越远,下沉值越小.通过分析沉降速率对隧道塌方进行了较为准确的预测,为麻栗...     

岩溶富水区铁路隧道加厚底板结构施工力学行为研究

为研究岩溶富水区加厚底板+隧底大水沟的新型衬砌结构在开挖过程中的力学行为,利用大型商业有限元软件对中心水沟的开挖工况进行分析计算。结果表明： 1）拱脚以上设置初期支护但底板不封闭时,中心管沟距离掌子面下台阶15 m情况下, Ⅳa型衬砌段和Ⅴa型衬砌段开挖过程中隧道混凝土接近正常使用极限状态,隧道收敛及沉降值均在规范允许范围内,但隧道基底隆起量及塑性区较大; 2）中心管沟每循环开挖长度对隧道变形、基底隆起量及塑性区分布影响较小,隧道封闭时间滞后是主要影响因素; 3）中心水沟与掌子面下台阶距离最大取15 m, 2种衬砌段中心水沟每循环开挖长度取5 m; 4）Ⅴa型衬砌段采用临时支撑约束拱脚水平变形或者对隧底地基进行锚索+注浆加固。     

长昆客专湖南段隧道洞口设计研究

长昆客运专线湖南段经过湘中低山丘陵区、湘中中低山区及云贵高原东缘高山区,项目桥隧工程多,工程设计难度大、施工风险高。为解决项目在复杂山区困难条件下的桥隧相连、大量隧道洞口偏压高陡,部分隧道洞口段穿越岩堆或顺层等不良地质等造成的诸多设计施工难题,针对高速铁路隧道工程的特点,通过研究复杂条件下桥隧相连工程的相对关系,将复杂山区的桥隧相连工程划分为隧桥串接、隧桥对接和隧桥毗连（短路基）3种衔接方式分别系统处理,首次开发并应用高速铁路分离式隧桥串接洞门,用于解决桥隧相连情况下的隧桥串接洞门设计; 通过研究偏压、高陡洞口地形、地质,对困难条件下的隧道洞口提出采取“耳墙+护拱+反压回填”暗挖进洞技术、锚固桩正面防护技术及基底桩基托板技术等工程方案解决了进洞困难、洞口不良地质、隧底软硬不均或部分悬空、安全施工等难题。     

偏压隧道变形破坏机理及超前预加固研究

依托九绵高速福隆隧道工程,通过建立三维山体隧道模型对偏压隧道围岩支护体系受力变形特征进行分析,并通过数值模拟与现场监测对不同超前加固方式进行对比研究。结果表明:受偏压地形影响,隧道围岩变形、塑性区分布、二衬受力等均存在非对称现象;隧道开挖时,拉应力出现在掌子面、仰拱、回填土处,塑性区分布深入掌子面后方约3 m,且掌子面的土体有向外挤出的趋势;偏压地形下,适用性较好的超前加固方式为双层注浆小导管,在有效控制围岩变形、塑性区以及二衬等受力同时具有良好的经济性;现场测得K89+317断面的拱腰收敛与拱顶、地表变形较小且收敛较快,验证了双层小导管的适用性。     

乌坑坝隧道左线进口端偏压浅埋段的施工技术

京珠高速公路乌坑坝隧道左线进口(北京端)LK81+112～+240段为浅埋严重偏压段.洞顶覆盖层较薄,地面横坡较陡;岩体具有倾斜节理切割,洞身有倾角较陡的较弱结构面.施工后洞口衬砌因受严重偏压出现变形开裂,并有发展趋势.为了确保隧道施工和运营的安全,在斜坡上增设长锚杆加固边坡,并在右侧洞外坡脚增设挡土墙,以阻止山体变形.     

高寒山区隧道温度场及冻害控制措施研究

为探究高寒山区隧道的冻害问题并提出针对性的措施,针对九绵高速白马隧道现场冻害情况,通过有限元模拟了山岭隧道洞口段的冻害问题,分析了寒区隧道在低温下的围岩与衬砌温度场及其随时空的变化规律,探究了不同位置的冻结深度及中央排水沟深度,并针对冻害问题提出针对性的措施,现场采取措施后有效减小了冻害的发生。研究表明：(1)隧道低温效应及围岩冻害沿纵向逐渐减弱,地表低温及隧道低温在洞5.6 m处冻结影响区出现分离,洞内10 m范围内衬砌温度变化较快,隧道的拱顶和拱肩更易发生冻害,拱脚最不易发生冻害;(2)衬砌温度降低呈现两段式,在50 d后,衬砌温度趋近于最终值,越往洞口外侧的围岩对温度越敏感;(3)隧道前地表受洞口拱底下侧围岩温度影响,在近洞口处冻结深度快速下降,洞口段山体表面在纵向上冻结深度缓慢下降到定值,拱底冻结深度最大可达5.43 m,拱底冻结深度前期增长较慢,20～50 d增长较快;(4)通过模拟发现保温层能减小拱底冻结深度,保温水沟能增大水沟温度,减小其受外界负温影响,现场采取相应措施后减小了隧道冻害的发生,监测的保温水沟温度变化验证了保温水沟的作用。     

反压护拱在偏压浅埋段隧道施工中的应用

汕梅高速公路新亨至北斗段汤坑隧道为双洞 4车道隧道 ,左线全长 84 5m ,右线全长 80 6m ,地处广东丰顺县汤坑镇盆地丘陵 ,穿越丘陵地形 ,北陡南缓。汕头端左线及梅州端右线存在严重偏压及浅埋情况 ,介绍了采用反压护拱及结合洞口辅助的施工法在这种地层的施工。通过围岩位移、地表沉降监测 ,表明这种施作方法在施工中的可行性。     

复杂岩溶区特大断面小净距隧道洞口塌方处治技术

针对复杂岩溶区小净距隧道洞口塌方问题,以贵阳七冲村一号特大断面隧道为工程背景,通过对其洞口塌方原因进行全面分析,确定隧道拱侧存在的充填溶腔为该事故发生的主要原因。结合隧道地质条件和施工方法,采取了"先护后挖"的塌方处治方案。通过对塌方段断面进行监测,拱顶最大累计沉降43mm、水平累计收敛6mm、钢架结构内外边缘最大应力171MPa,研究综合表明所采取的塌方处治措施是可行的。     

大偏压下隧道半明半暗洞口段施工技术探讨

该文结合杭新景高速公路（衢州段）工程西山隧道建设实际,介绍了大偏压下推压组合型隧道半明半暗洞口段的施工技术.该施工技术的核心内容为提高支护结构的整体性,在边坡整体稳定性良好的情况下,采用先开挖后同步回填的施工技术.此方法能提高明暗交接点支护结构的整体性,减少明暗洞不均匀内空变形带来的不利影响,克服进洞早期拱腰至拱顶竖向压力偏大的问题,实现早进洞早开挖,降低工程成本,提高工程效益.目前该隧道已全面完工,效果良好,可供同类工程的设计施工人员探讨参考.     

高地应力软岩隧道圆形断面扩挖施工围岩及支护受力特征研究

针对高地应力软岩隧道开挖时围岩大变形问题,以某隧道圆形扩挖段为背景,采用三台阶法施工和3层初期支护+小导管注浆+二次衬砌的复合结构支护,并通过现场监测、数值模拟和理论计算研究开挖过程中的围岩变形及支护结构受力。结果表明:上、中台阶开挖时的隧道围岩变形速率较大,在仰拱封闭和第3层初期支护施作完成后,隧道变形趋于稳定;采用3层初期支护结构可有效改善隧道周边围岩应力,3层初期支护基本都是受压结构,拱腰和边墙处竖向应力最大,拱顶处水平应力最大;二次衬砌拱腰、拱顶、拱脚和边墙处安全系数均大于规范要求,保证隧道结构安全。     

超前地质预报在隧道工程施工中的应用

首先对公路隧道超前地质预报的主要方法进行了对比,提出使用TGP12在隧道超前地质预报上的优点,并介绍了TGP12探测方法的设备及原理,然后以长冲隧道为工程案例,介绍了TGP12技术中的测点布设及数据采集方法,针对地质较为复杂路段,TGP12超前地质预报采取每150m左右预报一次的频率,文章选取长冲隧道出口K8+510～K8+370段进行分析,并验证了TGP12超前地质预报结论和实际情况的吻合性。