旋喷桩在回水河连拱隧道软基处治中的应用

回水河连拱隧道洞口段下伏饱和软土,地基承载力不能满足承载要求。文章通过土工试验获取了原状土的物理力学参数,确定了隧底地基承载力;通过建立连拱隧道下伏地基上的荷载计算模型,获得了隧道地基上的荷载。在此基础上制定了旋喷桩地基处治方案及其施工工艺。现场载荷试验和隧道施工监控表明旋喷桩处治效果良好,地基和支护衬砌结构稳定。     

竖直旋喷桩和水平旋喷桩在风积沙隧道中的应用对比分析

风积沙地层是我国西部地区常见的地质情况,具有结构松散、颗粒间黏聚力极低、抗剪强度低等特点,风积沙地层中开挖隧道时自然也就面临围岩稳定性的问题,旋喷桩在一些工程案例中被用于解决该问题。通过离散元软件来模拟风积沙地层,对水平旋喷桩和竖直旋喷桩两种旋喷桩方法在风积沙隧道中的加固作用进行分析,从洞周变形、衬砌内力和应力分析等探讨两种方法的不同加固机理、施工质量控制关键点、优劣水平等问题,可为旋喷桩的利用提供理论参考。     

水平旋喷桩软弱土层隧道预加固效果分析

基于福州市某隧道工程实例,应用有限元模拟方法,研究有无水平旋喷桩加固两种工况条件下,掌子面应变、隧道初支与旋喷桩受力情况。结果显示,旋喷桩加固工况中,掌子面塑性应变、衬砌轴力明显小于无旋喷桩工况。隧道开挖过程中旋喷桩主要产生纵向挠曲变形,上部荷载主要由旋喷桩拱脚传递至下部围岩。旋喷桩施作范围下的初支轴力为未施作旋喷桩工况下的46%,旋喷桩承担了上部围岩大部分荷载,加固效果明显。     

黄土隧道基底树根桩加固效果的数值分析

为研究树根桩加固软弱黄土隧道对基底沉降的影响,依托榆林某黄土铁路隧道,采用有限元方法对隧底有无树根桩加固的2种工况进行数值模拟,通过对比分析2种工况下隧道边墙角区域和隧底的变形,研究树根桩对隧道基底的加固效果。结果表明:采用树根桩加固后,隧底隆起由16.6cm减小到2.1cm,加固范围内隧底隆起减少68.3%;边墙角区域隆起从8.5cm减少到3.4cm,减幅为58.21%;此外,加固后的拱顶沉降也有所减小。树根桩在较大程度上提高了土层的承载力,加固效果明显。     

黄土隧道地基的高压旋喷法处理措施

随着我国高速公路的快速发展与国家对西部的大力开发,西部黄土地区大跨隧道逐渐增多,在黄土地区开挖隧道必须对具有特殊土质的黄土进行合理的处理,以保证所建工程的稳固。本文以典型的黄土地区隧道为依托,该隧道工程很好的应用了高压旋喷桩处理黄土地基,相对其他黄土地基的处理方法更为有效合理,本文通过对该隧道的黄土地基的高压旋喷桩的加固处理方法概述与探讨,说明高压旋喷桩复合地基在黄土隧道地基处理的应用的合理性,并提出了高压旋喷桩施工中应注意的问题。经过地基处理后的黄土隧道通车运营的良好情况,说明了高压旋喷桩加固黄土隧道地基的良好效果,值得广泛推广应用。     

格库铁路依吞布拉克1号隧道风积沙段超前预加固方案比选研究

高原高寒地区风积沙地层隧道具有失稳快、易坍塌、初期支护变形速率高,且受区域气候影响,施工进度慢、有效施工时间短等特点,为解决风积沙隧道开挖时漏沙、洞顶坍塌及支护完成后的变形控制问题,保证安全快速施工,依托格库铁路依吞布拉克1号隧道风积沙段工程,根据水文、地质及周边环境选择隧道内水平旋喷桩、地表竖直旋喷桩及地表注浆3种超前加固方案,从安全性、经济性、施工工期及技术难度等方面进行比选论证,确定采用地表竖直旋喷桩并有效实施。现场实施和监测结果表明： 在施工条件允许的前提下,地表竖直旋喷桩超前加固能有效防止漏沙及洞顶坍塌,保证隧道工作面的稳定,且能实现超前加固与开挖平行作业,达到安全、经济和快速施工的目的。     

高速公路软基加固中旋喷桩的应用研究

高压旋喷桩是公路进行软基处理的一种有效形式。该文结合某高速公路软基处理实例,探讨了高压旋喷注浆法加固地基的机理,通过数值模拟对设计方案进行分析计算,重点分析了随上部逐级加荷,地基中的沉降变化,以及有无褥垫层对地基沉降及应力的影响。分析结果与工程的实测数据吻合较好。     

黄土隧道基底围岩受力变化监控量测数据分析

为改善黄土隧道基底承载力,对黄土隧道采用旋喷桩地基加固。结合傅家窑现场实际情况,对大断面黄土隧道基底加固后的受力情况进行监测分析,结果表明旋喷桩加固黄土隧道基底效果显著。     

大断面黄土隧道基底加固与长期稳定性分析

结合兰州周边典型大断面湿陷性黄土隧道的建设,通过室内物理力学试验、微观结构测试和数值模拟等方法,系统研究了兰州地区黄土隧道的病害机理、基底加固措施及长期蠕变规律。结果表明,黄土湿陷变形的力学特性是导致隧道结构典型病害的主因,在黄土增湿及结构劣化作用下,不均匀沉降导致大断面黄土隧道墙脚下沉、仰拱及填充层中部隆起变形并断裂。据此,提出采用旋喷桩基底加固工程措施,以控制地基土变形,确保结构安全,通过室内蠕变试验和数值分析,发现二衬施作后230 d左右,蠕变变形趋于稳定,蠕变5年后,应力场分布基本稳定,在30年蠕变期内,衬砌各项应力指标满足隧道长期运营安全要求。     

岩溶地质环境下影响高速公路隧道溶洞稳定性的数值模拟

以四川某高速公路岩溶隧道为对象,在岩溶地质环境下,通过FLAC3 D软件,模拟了隧道溶洞稳定性数值。结果表明,隧道开挖后,当隧道与溶洞之间的距离比较远时,隧道底部围岩变形方向竖直向上,与之相反,隧道顶部围岩变形方向竖直向下,而隧道边墙围岩变形方向水平向内。当隧道底部存在溶洞时,溶洞与隧道底部周围形成应力释放区,拱腰附近形成应力增高区。在隧道施工时,要对隧道底板变形方向及大小密切关注。随溶洞半径的增大,应变值则减小,随着溶洞增大,溶洞周围应变出现增大的趋势,通过对比有无溶洞的应变,表明无溶洞应变分布较广,应变绝对值要小于有溶洞的值。     

大跨浅埋暗挖隧道近接桥桩施工扰动影响及控制技术研究

依托某实际工程,基于Abaqus软件建立桥-隧三维数值计算模型,对城市公路隧道近接桥梁桩基段施工进行模拟,得到大跨浅埋暗挖公路隧道施工对地层、桥梁桩基变形的影响规律,并研究高压旋喷桩加固措施对桥梁桩基变形的影响,结合现场实测数据,分析加固措施对隧道施工安全的控制效果。结果表明:软弱地层隧道施工对桥梁桩基变形影响较大,靠近隧道两侧桩基变形明显大于中部桩基,最大桩基差异沉降值远超规范允许值,需采取有效变形控制措施;增大高压旋喷桩加固参数(加固深度和宽度)对减小桥梁桩基位移效果较为明显,但加固宽度和深度都存在"极限值"。考虑安全与经济,得到工程合理的加固宽度为2.5m,合理加固深度为25m;隧道施工完成时桥梁桩基最大差异沉降约2.2mm,桥梁桩基变形在安全可控范围内。     

四线叠交小间距盾构隧道下穿桥梁沉降控制案例分析

为解决四线叠交小间距隧道下穿老旧桥梁的沉降控制问题，依托南宁市轨道交通1、2号线区间叠交隧道下穿老旧朝阳溪桥工程，通过数值模拟对朝阳溪桥的变形沉降及管片内力变化规律进行研究，并通过监测数据验证数值模拟及加固措施的有效性。针对实际工程特点，提出钢板围堰导流、旋喷桩加固河床、袖阀管加固桩基、临时支撑系统以及盾构掘进参数控制的措施，确保四线叠交小间距盾构隧道安全下穿朝阳溪桥。研究结果表明： 1）未采取措施前，四线叠交隧道掘进将对桥梁的稳定性造成较大影响，桥梁基础严重倾斜，且会造成隧道管片压溃； 2）朝阳溪桥年代较久，受力结构体系复杂，对地层扰动敏感，应对朝阳溪桥基础进行包裹式注浆加固及旋喷桩+混凝土板护底的河床硬化，确保超浅埋四线盾构隧道安全通过朝阳溪桥，同时防止河流冲刷引起隧道上方覆土流失。     

杭州地区淤泥质土中隧道暗挖变形控制分析

淤泥质地层往往被称为隧道暗挖禁区,其含水量大、强度低等特点给隧道开挖带来稳定、变形等方面的诸多困难,具有很大施工风险。结合杭州紫之隧道在Ⅰ标段穿越软~塑性淤泥质黏土施工背景,采用有限元软件PLAXIS 3D AE对Ⅰ标段开挖进行了数值分析,并采用小应变土体硬化模型(HSS模型)来考虑开挖过程软土变形与应变、应力路径相关的特性。对隧道采用CRD工法与大管棚超前支护施工进行模拟,并比较分析了地表全断面旋喷注浆加固与洞内全断面注浆两种地基处理方式下淤泥质土暗挖隧道变形规律,确定了地基最优处理措施。研究表明,从地表全断面旋喷注浆加固可满足淤泥质土中隧道在稳定与变形等方面要求,并确定了最优桩径、桩间距等施工参数。现场施工对隧道周边土体变形进行了系统监测,现场测试表明,隧道施工整体稳定,周边土体变形在可控范围内,保证了项目安全顺利施工。本研究可为淤泥软土中隧道开挖变形分析提供分析模型,为淤泥质软土中类似隧道工程施工提供参考。     

蒙华铁路风积沙地层隧道围岩稳定性及预加固效果试验研究

为了解风积沙地层隧道失稳变形特征和预加固控制效果,以蒙华铁路风积沙地层段为依托,通过室内物理力学试验得到风积沙的基本性质和参数,并利用数值模拟对隧道最大主应力和塑性区变化规律展开分析,然后建立模型试验对不同预加固方式在风积沙地层隧道中的效果进行研究。研究结果表明： 1）风积沙抗剪切能力在含水率为7%~14%时可达到极值,此时更利于隧道围岩的稳定性; 2）隧道失稳具有突发性,主要会经历“掌子面局部破坏—拱顶持续塌方—大体积失稳”3个基本过程; 3）未采用预加固措施的情况下,开挖面前方监测断面拱顶围岩内部位移值及变形速度最大,采用水平旋喷桩与钢管组合加固后可分别降低81.1%和98.3%; 4）水平旋喷桩与钢管的组合对于开挖面前方拱顶的围岩应力控制效果最好,水平旋喷桩的加固控制范围小于水平旋喷桩与钢管的组合。     

双根水平旋喷桩施工地表隆起的计算与模拟

水平旋喷桩施工期间,周围土体受注浆压力和膨胀压力的共同作用而产生变形,为研究双根水平旋喷桩施工引起的地表隆起变形计算方法,文中依托上海地区单根水平旋喷桩施工工程,应用ABAQUS软件数值模拟与工程实例对比分析的方法,以Peck公式与叠加法为基础,研究了考虑不同桩间距条件下双水平旋喷桩施工引起的地表隆起计算方法。数值分析结果与该方法计算结果对比后发现,在地表12倍成桩直径的范围内,数值计算与公式计算结果的平均差异为6.8%,且公式计算结果略大于数值计算结果,满足工程实际中预测地表变形准确性与安全性要求。     

不同群桩设计参数下桩基荷载的简化分析

通过对隧道群桩-衬砌支护联合承载体系和无地基改良下关键部位的受力及变形进行对比,经分析后提出隧底群桩荷载简化模型。研究结果表明:群桩-衬砌支护联合承载体系下结构竖向位移明显减小,其中拱顶和仰拱的竖向位移得到明显控制,且在隧道纵向中部位置的竖向应力有明显减小,整体受力更趋于均匀。所以,群桩-衬砌支护联合承载体系对改善隧道基底深厚软弱地层下的沉降和洞室关键部位应力有显著作用,同时,给出不同关键设计参数(桩长、桩径、桩间距)下隧底群桩荷载简化模型分布函数,可利用该分布函数进行桩顶荷载估算。     

盾构隧道近距离下穿机场高速桥梁加固措施优化研究

以成都轨道交通19号线二期工程龙桥路站—双流机场站区间盾构隧道近距离下穿机场高速桥梁工程为依托，通过数值模拟结合现场实测，对典型隧道开挖步下的地层沉降和既有机场高速桥梁变形进行分析，对比研究不同加固措施下地层及机场高速桥梁的变形响应。研究结果表明:随着盾构隧道的不断推进，桥基向隧道开挖面偏移，变形量不断增加；3种隔离桩防护措施均能对盾构隧道掘进引起的地层扰动起到缓解作用，其中双排钢花桩和双排钻孔旋喷桩能有效控制桥基变形。     

盐渍土地层隧道底部衬砌厚度缺陷对衬砌安全性影响分析

盐渍土地层隧道在运营期间底部结构产生的病害层出不穷,隧底的病害缺陷直接影响衬砌结构承载力。在全面调查新疆某隧道底部病害的基础上,运用ANSYS软件建立“荷载-结构”模型,改变隧底不同位置的衬砌厚度值,模拟衬砌厚度缺陷,分析典型截面安全系数的演变规律。结果表明:墙脚作为应力集中的部位,是隧道衬砌受力的最不利部位;隧底厚度缺陷值,围岩条件直接影响隧道衬砌结构的安全性能。拱顶安全系数随隧底厚度缺陷的增加而增大;左墙脚、右墙脚同时发生厚度缺陷时,拱顶安全系数上升最明显。     

富水炭质板岩地层隧道底部结构破损原因分析及防治措施探讨

云南香丽高速公路穿越富水炭质板岩地段,多座隧道出现隧底结构破损,破损主要特征为隧底填充混凝土沿隧道中线纵向开裂,裂缝上宽下窄,呈"V"字形,对于隧道施工以及后期运营带来极大的安全隐患。该文以香丽高速公路典型富水炭质板岩地层隧道为工程背景,通过现场调查和数值计算分析等方法,分析隧道底部结构破损原因,提出相应的防治措施。结果表明:隧道底部结构破损主要是由于仰拱积水,隧道基底围岩遇水软化,导致隧道底部结构所受拉应力过大,出现张拉裂缝;隧道仰拱现状也对于仰拱受力不利。对于基底围岩进行加固,以及适当调整仰拱曲率可以避免隧道底部结构破损的发生。     

大断面浅埋黄土隧道塌方工程对策研究

针对兰州南绕城高速公路大断面浅埋黄土隧道出现的塌方问题,从新黄土的固有特性及隧址区地形突变等因素分析了塌方原因,采用地表处理、临时支撑、回填反压、旋喷桩加固地基、加强衬砌支护形式和轻质泡沫混凝土回填等措施对塌方进行了加固处治,确保了隧道的正常施工及后期运营。