黄河高阶地复杂地质大断面隧道施工技术

结合兰新铁路第二双线兰州铁路枢纽引入工程孔家营隧道施工,介绍不同围岩地层断面所采用的开挖方法和辅助施工方法,总结高阶地复杂地质大断面不同地层组合隧道围岩的施工技术,以期对类似工程有一定借鉴作用。     

隧道围岩分级的模糊信息分析模型及应用研究

铁路隧道围岩级别的划分是指导隧道设计和施工的重要依据、目前在设计和施工中对隧道围岩级别的判定方法具有较多的经验性因素。本文引入模糊信息的概念，以大量既有隧道围岩分级的信息提取为基础，建立了隧道围岩分级的模糊信息分析模型，其中应用层次分析方法，确定各个影响因素在围岩分级中的权重分配。通过工程实践应用，取得了良好效果。     

新近系富水砂岩隧道注浆加固圈厚度研究

新近系富水弱胶结砂岩地层隧道在施工过程会破坏围岩稳定，进而出现突水和涌沙病害，在砂岩地层进行注浆加固是保障隧道安全的关键。以宁夏中卫某富水砂岩隧道为依托，采用FLAC 3D建立计算模型，探明不同注浆圈厚度对围岩的影响。结果表明：隧道注浆圈厚度为3 m时，围岩累计周边收敛值和拱顶沉降值分别为35.3 cm和30.9 cm，满足设计允许变形值。随着注浆圈厚度的增加，注浆加固效率先增大后减小，但施工难度及工程投资显著增大。综合考虑隧道施工的安全性、简便性及经济性，当围岩含水率为塑限范围及以下时，建议注浆圈厚度为3 m；当围岩含水率为塑限及液限范围之间时，建议注浆圈厚度为4 m。研究结果可为富水砂岩隧道的结构设计和施工提供借鉴。     

巴杰若隧道软弱围岩大变形施工技术研究

新建川藏铁路拉萨至林芝段站前工程LLZQ-9标段的巴杰若隧道属于软弱围岩大变形隧道,提高软弱围岩隧道的施工水平和预控软弱围岩大变形是本工程的施工难点。施工中通过抓住软弱围岩隧道工程的特点,落实好"三超前(超前预报、超前加固、超前支护)、四到位(工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位)、一强化(强化量测)"施工技术关键环节,为后期施工软弱围岩大变形隧道提供借鉴。     

膨胀岩对铁路隧道的影响及工程措施

研讨膨胀性围岩的性质，特征，判别方法及对铁路隧道的破坏，结合工程实例说明对膨胀性围岩隧道的设计及施工措施。     

大断面小净距隧道施工力学响应研究

通过对软弱围岩条件下的大断面小净距隧道采用不同施工方案及步骤时的力学响应研究,针对双侧壁导坑法、CD法、上下台阶法等几种施工方法对围岩变形、地表沉降、围岩应力、围岩稳定性等进行对比分析,确定了适合软弱围岩条件下大断面小净距公路隧道的合理施工方法。对双侧壁导坑法采用不同的施工过程,分析比较确定出合理的施工程序。研究结果可为类似工程的设计和施工提供借鉴。     

软弱膨胀性围岩隧道的设计与施工

研究探讨软弱膨胀性围岩隧道病害产生的规律，并在调查研究、工程总结和室内试验的基础上，提出软弱膨胀性围岩隧道设计和施工的方法。     

铁路隧道围岩分类的专家系统

隧道围岩分类是隧道设计施工的主要依据。隧道规范对围岩分类已做了规定，但其分类指标多为定性指标，若不具备足够的经验，其有关参数难于确定，即确定围岩分类需要专门技能，本文研制了一个专家系统-用于隧道围岩分类，做为一次尝试，把人工智能专家系统用于隧道工程。     

软岩公路隧道围岩变形影响因素探讨

以三个不同地区的软岩隧道为工程背景,依据施工现场对拱顶沉降和水平收敛的监测数据,探讨软岩隧道围岩变形的影响因素。研究结果表明:围岩的变形与埋深、断面形式、围岩级别以及围岩岩性密切相关;围岩变形的增量并不一定与隧道的埋深成线性关系;断面形式对围岩变形的影响明显大于施工方法对围岩变形的影响。由于不同地区的地质条件千差万别,岩石岩性和分布特征也可能存在较大差异,这种差异往往对围岩变形起到决定性作用。因而在隧道工程设计和施工阶段,不能完全照搬经验类比法,应依据信息化施工对围岩的稳定性进行监控,进而调整相应的支护参数和施工方法,从而实现施工安全和工程造价利益的最大化。     

钻爆法施工隧道的超欠挖概率统计规律研究

本文从隧道施工中实测，获得Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ类围岩超欠挖样本参数，通过数量统计分析给出了各类围岩超欠挖的数字特征及概率分布，同时得出了各类围岩欠挖在隧道断面不同部位的分布规律，作为隧道施工质量控制和隧道结构可靠性研究的参考。     

改进CRD方案施工过程围岩安全稳定性分析

将有限元强度折减法应用于隧道工程围岩稳定性的分析,对改进的CRD法施工阶段围岩的安全、稳定性进行深入研究。结合哈大客运专线笔架山浅埋隧道改进CRD法施工方案,考虑围岩–结构的相互作用,应用有限元软件ANSYS动态分析施工过程中围岩的安全系数,通过等效塑性应变参数研究隧道的失稳形式。研究结果表明:有限元强度折减法可有效应用于隧道开挖阶段的安全定量评估。     

隧道围岩变形影响因素分析

新七道梁隧道地质条件复杂,本文对复杂条件下长大隧道影响围岩变形的施工因素进行分析。采用有限元法模拟施工中围岩的力学特征,表明隧道施工对围岩变形影响显著。同时,在隧道内布设大量收敛值量测断面,并长期监测,对隧道围岩收敛测量数据进行曲线分析。结果显示隧道开挖后围岩的变形具有时间相关性和空间相关性。变形包括三个阶段,即急剧变形阶段、缓慢增长阶段、基本稳定阶段。同时分析开挖方法、支护结构、邻近施工、施工工序等施工因素对围岩变形的影响。结果认为施工中开挖初期对围岩变形影响最大,而设置仰拱可减小隧道围岩变形,因此应选择对围岩扰动小的开挖方法,并及时进行后序施工。将围岩变形施工因素分析动态反馈于施工中,取得满意结果。     

盾构隧道开挖过程中溶洞对围岩变形影响的数值模拟

针对大连地铁5号线某岩溶强烈发育区段盾构隧道开挖,运用ABAQUS软件建立三维数值计算模型,分析盾构掘进过程中不同方位的溶洞对隧道围岩变形的影响规律,结果表明:溶洞的存在对隧道围岩变形影响显著,隧道围岩有向溶洞存在方位倾斜的趋势;隧道开挖完成后,塑性区隧道与上部、侧部溶洞围岩未贯穿,下部溶洞产生贯穿塑性区,为掘进过程中的最危险部位。     

基于隧道断面面积变化的围岩稳定性判别

随着新奥法施工技术的广泛应用,围岩的动态变形越来越受到人们的关注。目前,我国主要是通过监测典型节点的位移来判断围岩变形的稳定性。典型节点的变形并不能代表整个围岩断面的变形状况,该方法存在一定的缺陷,因此提出采用隧道断面面积变化的方法来评价围岩变形的稳定性。采用突变理论数学方法计算Ⅳ级和Ⅴ级围岩在不同埋深条件下断面面积的变化值,得出面积变化的极限值,最终以此极限值作为判定围岩变形稳定的判据。     

硬岩地区暗挖车站不同开挖方法对地表沉降影响的模拟研究

浅埋暗挖法施工必须结合当地地质情况选择合理的开挖方法,开挖过程中应严格控制相应变形,尽可能减小开挖扰动。以青岛地铁1号线某大跨度暗挖车站为工程背景,通过室内模型试验,采用全断面法、台阶法、双侧壁导坑法、CD(中隔壁)法、CRD(交叉中隔墙)法进行模拟隧道拱盖开挖试验,研究了各种施工方法下围岩压力的变化规律和沉降的变化趋势。模拟试验结果表明,在开挖过程中地表沉降及围岩变形可分为缓慢变形、快速沉降、稳定变形3个阶段。以全断面开挖法引起的最大沉降值为比较对象,其他施工方法在最大沉降值上均有一定程度的优化,其中CRD法的优化效果最显著。     

Ⅳ级围岩隧道两台阶法开挖进尺研究

以吉图珲高铁富岩1号隧道为工程实例,运用有限元分析方法对不同开挖循环进尺下的隧道两台阶法进行数值模拟,对比分析不同工况下隧道变形和应力的响应规律,得出工程适用的开挖循环进尺。研究结果表明:开挖进尺对围岩变形影响较大,两者呈线性正相关关系;在Ⅳ级较差围岩条件下,拱顶受拉破坏先于拱腰和掌子面的受剪破坏,拱顶掌子面后方1 m处第一主应力达到最大值;随着开挖进尺的增大,拱顶第一主应力和拱腰、掌子面处D-P值均增大,隧道更易发生破坏;Ⅳ级较差围岩,开挖进尺建议取2.0 m,Ⅳ级偏好围岩开挖进尺可增大至4 m。     

浅埋偏压软岩隧道施工技术研究

新寨隧道位于西秦岭褶皱系中,节理裂隙发育,岩体破碎,围岩主要以志留系碳质千枚岩为主。进口段位于滑坡左侧边缘,洞门左侧发育冲沟一条,最小埋深13～18 m,在此偏压、浅埋、软弱围岩的条件下施工难度大,特别是进洞施工安全风险高。以在建新寨隧道施工为依托,介绍了该隧道的施工方案及施工技术措施,总结得出一些处理类似问题的经验。     

深埋3孔小净距隧道围岩压力计算方法及其工程应用

基于普氏理论,考虑开挖顺序以及中岩柱主要具有的承载松散岩土体和抑制围岩变形作用,提出3孔小净距隧道围岩压力的计算方法,并分析净距和开挖跨度对围岩压力分布规律的影响。通过与八达岭长城站3孔小净距隧道围岩压力实测值对比,验证计算方法的合理性和有效性。结果表明:中洞受力状态最为不利,边洞内侧围岩压力显著大于外侧;净距一定时,中洞或边洞跨度增大不仅导致各自洞室围岩压力增大,且会导致相邻洞室围岩压力增大;随净距增大,围岩压力逐渐降低并接近规范计算单洞值;Ⅴ级围岩段实测围岩压力约是Ⅲ级围岩段实测值的3倍,净距相同时,Ⅴ级围岩比Ⅲ级围岩更易形成极限承载拱;围岩压力理论计算值的偏差率在10%~25%。根据围岩压力的理论值和前期监测值,主动对隧道采取超前加固与加大锚杆长度,使实测围岩压力减小30%,可保障隧道施工安全。     

高铁隧道穿越断层破碎带施工方法及稳定性分析

针对新建福州—厦门高速(350 km/h)铁路碧峰寺隧道穿越F7断层破碎带施工潜在的地质灾害,提出隧道采用三台阶临时仰拱、超前帷幕注浆、弱爆破、早封闭、勤量测的联合施工方法穿越断层破碎带,利用有限差分程序建立了三维数值计算模型,研究了施作和未施作超前注浆预加固作用下隧道施工破碎带围岩的稳定性。研究表明:预注浆加固措施作用下,断层破碎带隧道施工围岩最大变形量降低了137.8 mm,达到了设计的预留变形量,拱顶和拱脚附近应力集中明显减弱,改善了围岩的稳定性,提出的施工方法对破碎带围岩扰动小;结合现场施工监测数据,验证了这种断层破碎带联合施工方法的可行性和适用性;最终隧道施工成功穿越了断层破碎带,保障了工期和施工安全,能为类似工程提供借鉴意义。     

隧道变形监测及灰色模型预测分析

在哈尔滨地铁施工过程中现场监测基础上,结合现场施工状况,对隧道收敛、拱顶下沉做了深入分析,并利用灰色理论对风险源进行了预测,得出以下结论：双向扩挖比单边扩挖造成的隧道收敛和拱顶下沉变化值增长接近1倍;渗水影响围岩的稳定性,裂缝的出现会加速渗水,造成围岩稳定性的进一步恶化,隧道一旦出现渗水现象要及时排水,并铺设防水材料;对于收敛和拱顶变化较大的地方要及时架设钢支撑;灰色模型能快速准确的反应隧道拱顶下沉趋势,为后续施工提供借鉴。