复杂地应力红层泥岩隧道持续底鼓原因分析北大核心CSCD

为揭示复杂地应力红层泥岩隧道持续底鼓特征及底鼓原因,以某隧道为研究对象,通过长期变形监测、地下水位监测、隧底围岩位移监测等方法对底鼓变形特征进行了统计分析,并结合钻孔取芯岩样分析、地应力测试、围岩膨胀力测试、岩石蠕变试验、数值模拟分析等手段对可能导致隧道底鼓的因素逐一进行了分析。结果表明:受控于近水平层状泥岩以及复杂地应力,隧道部分段落呈现出底鼓时间“不收敛”、底鼓段落“不连续”、底鼓程度“不均衡”的三大特征;隧道岩层产状近水平,岩性为粉砂质泥岩,属于软质岩,未达到膨胀岩判定标准,具有中—低蠕变特性,隧址区地应力场以水平构造应力为主,水平应力在9.5~13.73 MPa之间;隧道开挖后,局部应力集中导致围岩发生蠕变,当蠕变产生的形变压力过大时,仰拱局部进入塑性状态,隧道即产生底鼓。     

特大断面隧道爆破开挖方法对比分析研究

文章以兰渝线关子岭隧道为依托,针对特大断面隧道V级围岩段采取光面爆破与预裂爆破两种爆破方案进行对比分析。结果表明：大断面隧道爆破开挖施工中最大位移出现在拱项部位,施工中应加强对拱顶部位及其他关键点的监测;最大主应力出现在仰拱中点和拱腰部位,施工中须加强对仰拱中点和拱腰部位的支护。     

高速列车荷载作用下仰拱对隧道整体动力特性的影响分析

仰拱作为隧道衬砌的重要组成部分,其设置对改善隧道结构受力状况,提高隧道结构的整体稳定性都非常重要。但在列车激振荷载作用下,仰拱在隧道整体结构中所发挥的作用还需要进一步研究。文章通过数值分析方法,从动力学角度对仰拱在高速铁路隧道列车振动响应中的作用和影响进行了探讨;比较了不同仰拱形式下隧道结构各控制点的动力学特性及衬砌和围岩受力特性,可为隧道仰拱设置中综合考虑动静力影响提供参考。     

关于临时仰拱形式问题的探讨

文章通过对软弱破碎围岩浅埋双线或多线隧道施工中两种临时仰拱形式在施工各阶段的作用进行了分析和对比,提出了临时仰拱设置形式以水平直线型为佳的观点,并对兼作弃碴运输通道的临时仰拱的设置形式提出了应预留上拱度的观点.文章内容对隧道施工中的临时仰拱设置具有一定的参考意义.     

高速公路隧道病害检测与处治技术研究

高速公路隧道病害问题严重影响行车安全。文章依托厦蓉高速鸡照隧道工程,针对其发生的衬砌开裂、电缆槽下沉、边墙渗漏水等病害问题,首先进行衬砌混凝土强度、隧道内轮廓等检测,然后结合检测结果对隧道病害原因进行分析,并给出了合理的处治方案。结果表明:(1)采用注浆钢花管锁脚以及增设钢筋混凝土仰拱的方法,可以有效提高隧道结构的稳定性;(2)在增设仰拱段设置横向排水管,并结合纵向排水管确保排水通畅;(3)重新浇筑隧道二次衬砌边墙严重变形开裂剥落段,并结合低预应力锚杆及粘贴钢带加固衬砌,可保证二次衬砌与围岩锚固成整体。     

特大断面小净距隧道仰拱支护作用分析

本文结合福州机场二期高速公路魁岐2号隧道工程,针对特大断面小净距隧道中有仰拱和无仰拱两种情况,对衬砌的受力特性进行了研究.研究得出了衬砌上几个重要监测断面上受力与位移的变化规律.文章强调,在V级围岩的情况下,有必要施作临时仰拱来改善衬砌的整体受力状况.     

GPR无损检测在隧道仰拱中的应用探讨

在概述GPR探地雷达无损检测技术优势及应用历程的基础上,以某病害隧道工程为例,对400MHz天线探地雷达在该病害隧道仰拱密实度、内部缺陷规模大小等方面的检测应用进行分析探讨,无损检测结果和同时进行的钻孔验证结果完全吻合.结果表明,GPR探地雷达无损检测技术检测过程快速简便、直观高效、抗干扰性强、分辨率高、可实现对待检测对向的实时连续检测,在隧道仰拱、初支、衬砌等混凝土结构检测中具有推广应用价值.     

泥岩隧道仰拱长期稳定性分析——以新疆达坂地质区某隧道为例

以新疆达坂地质区某隧道为例，分析泥岩隧道仰拱的长期稳定性。通过基于隧道岩体结构、岩块强度和长期变形监测数据的分析，运用H-B强度准则和BP神经网络算法获取监测隧道岩体的力学和蠕变参数。借助FLAC 3D软件内置的CPOWER模型，建立典型断面的数值模拟模型，以分析泥岩流变效应下不同衬砌支护强度和仰拱曲率半径对隧道仰拱运营期稳定性的影响。结果表明：考虑泥岩流变时，隧道的主要变形是仰拱中心的隆起。初次增大支护强度或减小仰拱曲率半径对改善隧道结构的受力、控制围岩变形以及加快围岩的稳定都产生显著效果；然而，随着支护强度持续增大或仰拱曲率半径持续减小，这种控制效果逐渐减弱。当将支护强度从I16工字钢逐渐增大到双层拱架时，仰拱中心的隆起量仍然有11.14 mm；而将仰拱曲率半径从16 m减小到14 m时，仰拱中心的隆起量从33.7 mm减小到3.37 mm，最终的位移满足隧道后期运营的要求。减小仰拱曲率半径比增大支护强度更能有效地从根本上控制仰拱中心的隆起，同时使围岩和支护结构的受力更加均匀；在施工阶段适当减小仰拱曲率半径后，隧道已处于相对平衡状态，流变效应对隧道的应力状态影响不大。     

黄土连拱隧道支护结构力学特性现场试验

为研究黄土连拱隧道支护体系力学特性,文章以某黄土连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器,对围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力以及二次衬砌受力等进行系统测试与分析。结果表明:(1)在中墙墙顶与拱部的结合处以及在墙底与仰拱的结合处,围岩压力的波动比较大,最大压力值分别为195 kPa、115 kPa。位于围岩级别过渡段的隧道仰拱中心处的压力值较大,最大值为267 kPa,隧底出现较大底鼓趋势。围岩压力整体呈"双马鞍形"分布;(2)深埋段竖向围岩压力实测值与《公路隧规》中按连拱隧道半跨计算的结果比较接近。浅埋段按不同围岩压力计算公式得到的压力值均大于实测值,采用太沙基公式得到的压力值与实测值相对接近;(3)该黄土连拱隧道的初期支护与二次衬砌的荷载分担比例为47.66%和52.34%,二次衬砌处于明显的承载状态;(4)锚杆轴力较小,呈"鱼肚形"分布。钢拱架承受的荷载较大,在钢拱架强支护的作用下,锚杆发挥的作用有限;(5)中墙扭矩的存在,验证了黄土隧道中纵向效应的存在,在设计与施工的过程中应该加以重视。     

大跨度隧道Ⅳ级围岩取消仰拱施工实例分析

仰拱是隧道衬砌结构的重要组成部分,能提高隧道结构的承载能力。文章以马鞍山隧道为依托,通过现场对Ⅳ级围岩隧道底板进行应力、围岩变形、初期支护和二次衬砌间的接触受力、底板岩体受到的垂直压力、关键部位的二次衬砌钢筋受力、混凝土内力及锁脚锚杆内力的全断面监测分析,确定取消部分Ⅳ级围岩的仰拱是可行的,并介绍了Ⅳ级围岩隧道取消部分仰拱的实施方法。     

Ⅲ_1级围岩三车道公路隧道仰拱设置问题研究

《JTG D70-2004公路隧道设计规范》中规定Ⅲ级围岩三车道隧道需设置厚45 cm仰拱混凝土,而《JTG-T D70-2010公路隧道设计细则》中则规定可以取消仰拱。鉴于此,文章依托省界隧道工程实例,采用有限差分软件,对Ⅲ_1级围岩情况下平底和仰拱两种支护结构形式进行了模拟对比分析,结合现场监控量测结果表明:Ⅲ_1级围岩三车道平底隧道和仰拱隧道整体的竖向位移、竖向应力及塑性区体积均相差在5%以内,Ⅲ_1级围岩三车道隧道可以采用平底结构形式代替仰拱,平底结构支护形式可以满足工程结构稳定性要求。     

隧道仰拱裂缝原因及处治措施探讨

文章依托靖西至龙邦高速公路原乐村隧道工程实例,通过现场追踪调查与考察,分析了隧道仰拱产生裂缝的原因,并提出相应的处治措施。     

富水煤系地层隧道仰拱隆起原因分析及控制研究

贵州某隧道穿越高水压煤系地层时,多处出现仰拱隆起问题。通过现场观察和衬砌结构变形监测,并采用数值模拟方法对隧道仰拱隆起的原因进行分析。结果表明,基底围岩软化和高水压力是隧道仰拱隆起的两大因素,且围岩软化对仰拱结构安全的影响更大。结合工程特点和病害成因,现场采用增设边墙卸水孔、横纵向排水管加强排水系统来减小水压,在拱脚施作注浆钢花管来加固基底围岩以及换拱等联合整治措施,取得了良好的整治效果。     

超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术

文章基于深圳市城市轨道交通9号线给排水管线改迁及恢复工程箱涵暗挖段施工实例,针对传统的CRD隧道施工方法存在的不足,提出了超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术。该优化CRD法技术原理是:首先,通过对隧道围岩进行注浆加固,保证工作面处于稳定状况;其次,施作超前大管棚、超前小导管,与型钢拱架联合发挥棚架作用,避免拱部坍塌的危险,有效减小地表沉降;第三,在保证支护结构安全稳定的前提下,优化临时仰拱、中隔墙的临时钢架,将临时仰拱优化为临时型钢梁,取消临时仰拱、中隔墙的挂钢筋网及喷混凝土施工;第四,将隧道分成4个工作面,同时开挖,逐步成环,保证快速安全地进行土方开挖。文章重点对隧道土方开挖、型钢钢架安装的关键施工技术进行了详细论述。该技术应用于超浅埋暗挖隧道施工,既保证了隧道施工的安全,又降低了施工的成本,加快了施工进度,取得了显著效果。     

膨胀岩铁路隧道运营期基底病害综合整治技术研究

某高铁隧道在运营期出现隧底开裂、上拱变形等病害,极大影响行车安全,文章以此为研究背景,从地层岩性、地下水及施工因素等方面对隧底结构病害原因进行了分析,提出了隧道基底注浆挤密加固、轨道板裂缝壁可法注入处理、基底纵向裂缝水泥浆高压灌注处理等综合整治方案。整治施工监测表明,隧道仰拱及道床板整个观测断面处于上拱趋势,上拱速率较小,累计上拱(180 d)基本分布在0.5～1.6 mm之间,变形基本处于稳定状态。     

重载作用下铁路隧道底部结构动力响应特征及合理设计参数研究

文章基于动力有限元理论,采用激振函数模拟列车荷载,建立了重载铁路隧道结构与围岩的耦合数值计算模型,分别分析了不同矢跨比、填充层厚度和仰拱厚度对重载铁路隧道底部结构动力响应特性的影响。结果表明:重载作用下,隧道底部结构各部位的动力响应程度较常规铁路隧道更大,对结构的稳定性更为不利。同时通过研究得出了重载作用下,隧底结构不同力学指标的最大响应值及其出现的具体位置,进一步通过设置典型参数工况,探讨了重载双线铁路隧道底部结构的合理设计参数,对于重载双线铁路隧道底部结构,矢跨比、填充层厚度、仰拱厚度分别取为1/10~1/11、1.2~1.3 m和40~50 cm较为合理,能有效改善重载双线铁路隧道底部结构的动力响应及受力状态。     

城市大直径盾构隧道上方深基坑工程研究与实践

文章以上海外滩通道上跨延安东路隧道工程为背景,分析了在大直径盾构隧道上方进行深基坑开挖的特点,提出了大直径隧道上跨工程的研究方法和研究思路,并针对隧道保护指标、变形控制措施、隧道变形规律等几个关键点进行了深入的探讨和研究;最后结合外滩通道上跨延安东路隧道的工程实践对部分研究结论进行了验证.     

工程措施对控制大跨度海底隧道结构变形的施工效果研究

厦门东通道翔安隧道是我国第一条海底隧道,隧道场区地质条件复杂.施工难度大.施工至今,多个区段的隧道结构变形都超过了预留变形量,为此施工单位采取了多种工程措施,有效地抑制了隧道的结构变形.文章首先基于厦门海底隧道的现场监测数据,分析了隧道结构发生异常变形的原因;然后通过数值模拟结果与实测数据的对比,研究了各工程措施在此类地质条件下的施工效果.研究认为:在施工过程中,采用锁脚锚管、仰拱注浆及井点降水可以有效地抑制初期支护变形,尤其是对洞内及地表同时进行井点降水时,隧道拱顶下沉量可以减小约50%,拱部塑性区范围也大幅度减小;变更临时支护结构参数和采用系统锚杆对控制隧道结构变形也有一定的作用,但是在此类地质条件下其效用不明显;另外,隧道断面的封闭时间和封闭距离对其结构变形影响很大,应尽快施作仰拱,使断面尽早封闭成环.     

京珠高速公路隧道病害检测与处治对策研究

通过京珠高速公路隧道病害现场检测,对其主要病害进行了分类统计。考虑该隧道的勘察、设计、施工等因素影响,对该隧道主要病害产生原因进行了分析,在此基础上,对隧道病害等级进行了判定,并针对不同等级病害,提出了具体的处治措施。     

黄土隧道洞口浅埋段开挖支护技术探讨

随着国家西部大开发的不断深入,铁路隧道施工中黄土隧道所占的比例逐步提高。文章以兰山隧道工程实例为背景,介绍了该隧道洞口段的总体施工方案,并针对在施工过程中出现的沉降过大导致衬砌裂缝及地表裂缝的问题,提出采用反压墙控制边坡滑移、仰拱紧跟及三台阶临时仰拱法控制隧道拱部沉降等一系列保证黄土隧道洞口浅埋段施工安全的开挖支护技术措施,以便为今后同类型隧道的施工提供参考。