复杂地质条件下隧道下穿既有公路施工与监测

金门隧道下穿既有双向两车道省道,该省道路况复杂,交通量大,公路内侧上边坡为陡峭的顺层斜坡,裂隙发育强烈,滑动临界面正对公路。若隧道施工措施不当可能引发顺层斜坡滑移,危及隧道施工以及省道正常通行。通过对公路边坡加固防护,并结合洞口零开挖进洞、加长套拱、控制爆破震速等综合措施,确保隧道施工安全通过省道。     

坡体外形对松散堆积体路基上边坡稳定性影响分析

基于川藏公路南线(西藏境国道318线K3473+000~K4670+000和国道214线K1324+000~K1473+000)的实地调研成果,采用Midas/GTS建立边坡稳定数值模型,分析坡形因素即坡顶平台宽度、坡高、坡度、两级边坡对松散堆积体路基上边坡稳定性的影响。在改变单级边坡坡度和坡高的条件下,分析了松散堆积体路基上边坡安全系数及坡体应力、最大剪应变、坡体位移在坡中、坡脚处的变化趋势。模拟结果表明,分级边坡可以较明显地提高松散堆积体边坡的稳定性。相较于上级边坡坡度变化对于坡体安全系数影响而言,下级边坡坡度变化导致坡体安全系数变化更为明显。     

基于爆破振速衰减规律的爆破振动控制技术

为控制隧道爆破振动危害,预测爆破振动强度,选择爆破振速作为重要指标,以大前石岭隧道爆破开挖为例,利用Ansys/LS-DYNA软件建立隧道模型,分析自由面面积对爆破振动速度衰减规律的影响,考虑自由面面积影响改进爆破振动速度衰减公式。通过监测隧道不同爆破开挖自由面面积以及距离下的爆破振速,统计分析得到爆破振速衰减公式的经验系数,并运用该式预测爆破峰值振速和建立安全距离计算公式,提出了针对隧道爆破振动控制措施。结果表明：自由面面积越小造成质点峰值振速越大,振动越强烈;该隧道爆破振动安全距离为191.76 m;提出的爆破振速预测改进公式,正算可预测爆破振速,反算可确定爆破振动安全允许距离。研究结果表明：改进预测公式具有一定的实际意义,可为隧道爆破施工振动控制提供参考。     

基于FLAC~(3D)的隧道洞口滑坡防治技术优化研究

结合栗石沟隧道洞口滑坡实际水文、工程地质条件,通过强度折减法对隧道洞口边坡在自然状态、边坡坡脚开挖和削坡卸载等6种工况下的稳定性进行了数值模拟分析和评价,并结合实际工作经验和数值模拟计算结果,提出对该滑坡体采取削坡2m+表面喷浆及锚杆支护相结合的处治方案,同时加强洞口坡面排水、坡面和隧道内的变形监测。为工程安全施工提供依据,也为山区隧道洞口开挖提供借鉴。     

奥思特河北丰宁蓄能水电站帘式网案例

<正>工程概况该项目位于河北承德丰宁新建蓄能水电站库区的公路旁,工点区域内边坡为公路开挖形成的人工边坡,开挖边坡坡度陡立近垂直,开挖区以上边坡坡度中缓,坡表植被茂盛,局部坡表基岩出露,坡面浅表层多为松散的碎石堆积体,土层厚度较大,存在溜塌情况。考虑到坡表松散且边坡高陡,主、被动防护网锚杆基础施工难度大、锚杆抗拔力也难以达到设计要求,且施工中对坡表扰动较大,从施工难度、经济性及安全性综合考虑对该区域的落石采用帘式防护网     

某隧道出口堆积体边坡成因机理及综合治理方案研究

以穿越一处大型崩塌堆积体的重庆市某公路隧道出口工程为依托,从堆积体的地质情况、物质组成等综合分析其成因机理,进而通过堆积体边坡的位移监测数据和典型计算剖面对其稳定性展开定量评价。结果表明:此崩塌堆积体在长时期地质作用下,总体保持自然稳定状态,但在降雨因素作用下稳定性系数为1.254～1.604,没有足够的安全富余量,需要采取反压坡脚等措施增强坡体的稳定。最终提出该边坡的综合治理方案,消除了隧道出口崩塌堆积体的工程安全隐患,保障了交通运营的安全。     

维德公路某松散层边坡失稳机理及防治措施研究

维德公路的松散层边坡路段,在自然状态下整体是稳定的,坡面局部地段存在浅层滑移迹象。当前由于在坡脚进行公路建设活动,进行了切坡开挖,造成坡面多处出现张裂缝,且坡面两侧裂缝有贯通趋势,说明坡体处于临界状态。设计了1个初始地形、2个开挖地形和3个极端演替地形边坡稳定性的计算工况,经对其滑动面变化和安全系数变化分析发现:该滑坡是典型的人类工程活动引发的,为3级牵引式滑动模式,滑坡发展规模和坡面裂缝位置均与计算结果基本对应。针对边坡目前的稳定状态,提出了加固坡脚和防护坡面的具体治理措施。对于该公路其他松散层边坡地段的治理具有借鉴和推广意义。     

小间距隧道爆破动力响应分析

基于复线隧道施工爆破对既有隧道稳定性冲击问题,结合沪蓉线庙垭分岔隧道工程实例,研究了其小间距段施工爆破的振动监测方法、爆破动力特性及其减振控制技术。通过对隧道爆破围岩和衬砌质点振动速度波的频谱分析及其振速预测数学模型的改进研究,分析了隧道振速峰值纵向衰减规律、衬砌振速主频、横断面振速分布规律及爆破掌子面附近振动情况,并以小间距既有隧道中墙迎爆侧破坏为基准,从循环进尺、微振起爆、掏槽结构等方面提出了相邻隧道爆破减振技术措施。研究结论可为类似工程的爆破设计、施工及监测提供参考。     

新建隧道施工对近距离既有隧道的影响及安全风险评估

与既有隧道相距较近时,新建隧道施工会影响既有隧道结构的稳定性,增加新建隧道施工难度和工程风险。文中依托大青山隧道与武川至呼和浩特段隧道平行建设,垂直间距约30 m的工程实例,对既有隧道进行质量检测,采用ANSYS/LS-DYNA非线性动力分析软件研究新建隧道爆破开挖对既有隧道的影响,确定合理爆破参数,并对大青山隧道施工设计进行安全风险评估。结果表明,既有隧道衬砌结构与围岩之间局部存在松散、不密实等接触不良现象,围岩局部存在较明显的松散、裂隙带;1#隧道左线局部区域二次衬砌砼强度低于C25设计标准,基本满足设计标准;单次爆破药量50kg、隧道间距40m时衬砌的最大振速超过规范要求,单次爆破药量25kg、隧道间距30m时衬砌的最大振速超过规范要求,单次爆破药量25kg、隧道间距40m时衬砌的最大振速满足规范要求,单次爆破药量12.5kg、隧道间距为30、35、40m时衬砌的最大振速满足规范要求;大青山隧道塌方、影响相邻隧道安全、危岩落石、大变形、交通事故的风险等级分别为Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ级,可通过加强地质预报、超前支护、注浆封堵及加固、加强通风及变形监控量测等措施降低风险发生概率。     

桥隧过渡结构对边坡稳定性影响分析

当隧道洞口处于边坡坡面上时,隧道开挖亦对边坡的稳定造成影响,而当隧道与桥梁相连时,其过渡结构对边坡的影响更加复杂。以某隧道桥梁连接工程为实例,利用有限差分法,建立了桥隧过渡结构处的二维与三维数值模型。在二维情况下,着重研究了边坡的整体稳定性问题,包括单个与多个滑动面下的边坡的安全系数,以及极限状态下边坡剪应变以及水平位移分布。而三维情况下,分析了隧道洞门施工对附近坡体表面位移的影响,以及边坡局部滑移面的变化规律。结果表明,在保证边坡整体稳定性的前提下,桥隧过渡结构对边坡表面位移及局部稳定性有重要影响。     

公路隧道穿越浅埋偏压大范围松散堆积体进洞施工技术

二郎山隧道全长约13.4km,是雅安至康定高速公路全线控制性工程,在大范围松散堆积体下进行浅埋、偏压隧道进洞施工。结合二郎山隧道工程实例,介绍了隧道进洞施工过程中遇到的问题及其处理方法,提出了在浅埋偏压、大范围松散堆积体条件下,对隧道洞顶原地表堆积体采用自进式锚杆加固,隧道轮廓线采用超前大管棚注浆加固,对大范围堆积体坡脚增设C20混凝土挡墙反压护脚,同时在位于堆积体范围内的洞身增设钢管桩基础等技术措施,既可确保洞口边仰坡稳定,又可保证隧道施工安全。     

矿山露采边坡滑移-弯曲变形与机理研究

以江西某矿山露采边坡为研究对象,确定了该边坡的破坏模式为:顺断层面滑移-岩板弯曲-追踪千枚岩片理面,最终沿坡脚剪出破坏,或“溃曲”破坏。基于梁板理论的边坡稳定性分析表明:①滑移-弯曲变形可以发生于雁列式断层发育区的岩质边坡,其滑移面主要沿断层（带）面发育;②按照岩板弯曲导致的拉应力与抗拉强度大小以及边坡坡脚剪应力与千枚岩片理面长期抗剪强度大小,不同坡长（30,60,100 m）时,该边坡变形破坏可划分为4种形式,即:稳定、滑移-弯曲变形、滑移-弯曲破坏、弯曲-滑移破坏且沿坡脚千枚岩片理面剪切滑移破坏;③滑移面裂隙水压力对滑移-弯曲变形影响较大,稳定性分析时应予以考虑。     

基于可靠度理论的榆佳高速公路某堆积体边坡稳定性分析

首先对边坡可靠度理论做了总结,以榆佳高速公路某堆积体边坡为研究对象,利用可靠度理论,对其稳定性做了计算,结果表明:在自然状态下(包括降雨条件下),堆积体的整体处于稳定状态,局部也基本处于稳定状态。堆积体前沿因饱水软化,强度降低,堆积体前部的破坏概率增大较多,较堆积体整体稳定性差,B4～B8剖面局部基本上处于临界状态。基于3水平4因素正交试验的参数敏感性分析表明:边坡的可靠度指标对冲积层饱和状态的强度参数较为敏感,冰碛物自然状态的强度参数次之,其他参数对边坡的稳定性影响较小。由于冲沟分割堆积体没有大规模快速滑动的可能,局部小方量在某些极端条件下存在运移可能,可通过削坡减载方式进行治理。     

爆破开挖路堑对罗依溪隧道安全影响的数值分析

以永吉(永顺—吉首)高速公路上跨焦柳铁路罗依溪隧道路堑的爆破开挖为研究对象,对爆破荷载对隧道主体结构安全的影响进行数值模拟。结果表明,所使用的爆破方案对隧道和边坡位移及整体稳定性的影响不大;爆破振动在岩层中50m传播范围内迅速衰减,振速衰减至约为10cm/s,可认为该爆破振动影响的安全最小深度为50m。考虑到岩土计算参数的离散性,建议在开挖深度达到距离路基面10m后采用液压炮头机钻裂施工,以上部分可采取爆破施工。     

大跨隧道下穿既有高速公路的爆破减震技术研究

以贵广铁路斗篷山隧道为依托工程,通过对爆破振动监测结果的回归分析,确定合理爆破振动速度。并结合该隧道爆破开挖施工,从爆破药量、掏槽形式、爆破参数、起爆顺序、地质条件和传播距离等方面提出隧道爆破施工振动控制技术。研究结果表明,公路内振速以垂直振速为主,隧道开挖采用预裂爆破,周边眼采用密集钻孔,少装药,先于掌子面的其他炮孔起爆,可显著降低爆破振动对周围结构物的不利影响。     

碎石土滑坡过程稳定性分析及开挖支护模拟

对浙江省某一高速公路由于原设计右线桥梁基础施工过程中便道开挖引起的滑坡进行地质勘察和现场调查的基础上,详细分析了红岩滑坡的地质环境及其变形特征,认为该滑坡系坡脚开挖致使坡体失衡,并形成开挖临空面,在降雨及地下水等的作用下,导致坡体沿软弱结构面产生滑移破坏。运用Plaxis强度折减有限单元法对红岩滑坡稳定性进行数值模拟分析,并使用滑坡监测资料进行验证。结果表明:该滑坡是由于坡脚开挖和强降雨的共同作用下形成的;通过坡体开挖卸载及坡脚抗滑桩、坡面锚杆等支护措施设置后,边坡的安全系数达到1.256,满足工程安全的需要;滑坡治理中除施加必要的支护外,还应重视排水工程,以便有效控制坡体地下水位的抬升。     

隧道爆破施工对近接既有隧道的影响分析

新建隧道爆破施工对既有隧道影响严重,为了对影响规律进行分析,对既有隧道进行爆破振动监测。通过对监测爆破振动数据进行统计分析,得出爆破振动振速传播规律,归纳分析得到爆破振动传播规律的萨氏公式,并得到振动速度与爆心距和最大段装药量的关系,为有效地减小爆破振速提供理论依据。     

小净距双洞隧道下穿建筑物爆破振速控制技术研究

重庆轨道交通五号线石新路站-石桥铺站区间隧道属矿山法小净距双洞隧道,下穿众多建筑物。采用节能环保水压爆破技术,辅以分部、分次施工方法,结合延时爆破控制技术,通过不断优化钻爆设计参数,加密减振孔数量或加大直径,利用水压爆破降尘减振优点,采取信息化监测技术手段,控制爆破振动对环境影响。通过优化钻爆设计,有效控制爆破振速,现场监测结果表明,爆破振速达标可控。为解决隧道下穿建筑物爆破振速控制技术难题,采用减振孔+水压爆破+延时爆破技术,得出结论即最大振速集中在掏槽眼,其中3个方向振速垂向最大、径向次之、切向最小,且隧道下穿后比建筑物正下方振速大,采用水压爆破比常规爆破振速降低13%～22%,增设减振孔比水压爆破振速降低16%～28%。     

边坡施工期稳定性监控分析

对在建某高速公路边坡进行了稳定性计算分析,通过对已滑部分和潜在滑坡体的稳定性分析,表明该边坡的安全贮备不高,在没有外来因素的情况下大体处于极限平衡状态,但在降雨和坡脚开挖等因素影响下,有可能再次引发滑坡。综合分析后确定在坡脚处设立抗滑桩,坡面进行喷锚处理。在坡面喷浆施工结束后进行抗滑桩施工过程中,监测发现坡体仍以一定的速率向坡外位移,已有抗滑桩尚不受力。在综合分析的基础上,建议在坡体上部进行预应力锚索加固,以确保边坡稳定。     

短天窗点间隔临近既有隧道导洞微振爆破研究

隧道在爆破施工时可能会对临近既有隧道产生爆破振动甚至结构开裂等不利影响,威胁既有铁路的安全运营。为克服新苔井山隧道爆破施工时面临的既有运营线天窗点间隔短、日循环进尺小等难题,提出一种短天窗点间隔临近既有隧道先行导洞微振爆破方案指导现场施工,同时通过采用数值模拟与现场监测相结合的方式,对不同进尺下既有苔井山隧道各点的振速及主应力分布情况进行分析。结果表明:在满足微差爆破振速限值3 cm/s的条件下,临新建隧道爆破施工的最大合理进尺为1.6 m;采用合理进尺进行爆破施工时,迎爆侧第一主应力在拱腰处最大,为1.255 MPa,未超过C25混凝土的极限抗拉强度标准值(1.78 MPa)。采用分天窗爆破方案可以有效控制爆破振动,加快施工进度,为类似工程提供借鉴。