悬索桥隧道锚碇系统施工期安全监测技术

通过对矮寨大桥茶洞岸隧道锚碇系统变形情况进行监测,分析了由于施工开挖、自重以及主缆荷载作用引起的隧道锚围岩变形情况,对隧道锚围岩稳定性做出了评价.监测结果表明:公路隧道开挖使隧道锚后锚室产生一定的变形,隧道锚在主缆自重荷载作用下变形较小,隧道锚在钢桁梁架设之前处于稳定状态.     

悬索桥隧道式锚碇设计及结构性能分析

介绍了四渡河悬索桥宜昌岸隧道式锚碇的设计概况,并基于实测综合确定的岩体参数,用三维弹塑性有限元法对包括下部公路隧道施工、隧道锚开挖、浇注、预应力施加、挂缆等全部工序进行了模拟,通过数值超载分析了隧道锚的结构性能及围岩的稳定性,为悬索桥隧道锚的设计提供了可靠依据。     

大跨径悬索桥隧道锚设计及结构性能评价

四渡河桥是巴东山区一座主跨为900m的单跨悬索桥，其宜昌岸隧道锚具有桥隧相连的特点。介绍该桥隧道锚设计概况。采用实测综合确定的岩体参数，用三维弹塑性有限元法对包括下部公路隧道施工、隧道锚开挖、浇筑、预应力施加、挂缆等全部工序进行了模拟，通过数值超载分析其结构性能。     

坝陵河大桥隧道锚隧洞稳定及支护优化设计

现行公路隧道和水工隧洞设计施工规范中,尚无明确的小净距隧洞的设计施工规程.坝陵河大桥的隧道锚位于贵州典型的喀斯特地区,岩溶非常发育,与同类工程相比隧洞成洞规模大.结合坝陵河大桥隧道锚的隧洞开挖过程数值分析,对大倾角、变截面、小净距的隧道锚成洞开挖顺序、爆破开挖,特别针对中间岩墙的支护等关键技术问题进行了深入研究,可以为今后类似工程提供借鉴和参考.     

金安金沙江大桥丽江侧隧道锚系统数值分析

分析了金安金沙江大桥丽江侧隧道锚系统开挖以及加载分析过程中围岩和锚塞体的应力、变形以及塑性破坏区的分布特性,基本掌握了施工及运行条件下隧道锚系统的受力特点和变形特性;根据荷载与位移关系曲线中拐点和塑性区贯通判据,可以确定在6倍设计主缆力以内加载时隧道锚是安全的。同时,分析了隧道锚系统施工对邻近公路隧道的变形和稳定性的影响,并结合计算结果对施工提出了一些建议。研究结果为验证工程设计提供了有力的依据。     

某特大悬索桥隧道锚碇区岩体稳定性分析

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对某特大桥的隧道锚碇区岩体的稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性.根据计算分析结果,对隧道锚碇区岩体稳定性进行综合评价.目前在建的大型特大型悬索桥隧道锚碇不多,加之此软硬...     

松散岩堆体隧道施工中边仰坡支护效果研究

以雅康高速日地1号隧道左线为依托工程,根据隧道地质勘探纵剖面图建立隧道洞口周围山体数值模型,并通过有限差分软件FLAC3D进行数值计算,采用强度折减法,对比分析边仰坡无支护、仅边仰坡喷锚支护以及边仰坡喷锚抗滑桩双重支护等3种工况,在隧道未开挖、隧道开挖25m和隧道开挖50m等3个阶段的安全系数及围岩应力分布情况,以评价不同边仰坡支护结构在隧道不同开挖阶段的支护效果。研究结果表明:(1)隧道尚未开挖时,边仰坡支护结构的作用并不明显,边仰坡安全系数在边仰坡有支护、无支护两种工况下均为1.07,围岩应力也无明显变化;(2)在隧道进洞开挖后,边仰坡喷锚支护结构作用明显,边仰坡安全系数提高,边仰坡表层碎石的拉应力明显减小;(3)隧道底部抗滑桩支护在未穿过坡体滑动面的情况下,支护效果有限,其增设后边仰坡安全系数并未提高;(4)隧道支护结构对边仰坡的稳定性有重要影响,良好的隧道支护对边仰坡稳定性有利;(5)隧道进洞以后,隧道的进一步开挖对边仰坡稳定性影响不大,隧道边仰坡在隧道施工过程中能否保持稳定的关键时期为隧道进洞阶段。     

复杂地质条件下隧道施工方法及其力学分析

复杂地质条件下隧道的施工原则是：施工中应少扰动围岩，尽快施作初期支护，及时量测和反馈，并使断面及早封闭。根据我国的隧道施工经验，可扼要地概括为：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。具体地说，无论用钻爆或单臂掘进机开挖，必须严格控制，达到成型好、对地层扰动最小的要求，对开挖暴露面及时进行地质描述和喷锚加固，施工全过程应在对周边位移的监控下进行，并及时反馈、修正设计和施工方法。在软弱围岩地段应使断面及     

大桥隧道锚碇三维粘弹塑性数值模拟

为了解某大桥隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,采用三维显式有限差分软件FLAC^3D对该大桥隧道锚碇系统进行三维粘弹塑性数值模拟。根据地质资料以及混凝土锚碇结构尺寸,建立隧道锚碇的三维计算模型,对岩体与锚碇之间的相互作用以及锚碇结构在长期荷载作用下的破坏模式进行研究,分析了由于施工开挖引起的锚碇和隧道围岩的位移及其应力变化。分析结果表明：当考虑岩体的流变力学特性后,在设计荷载作用下,锚碇和隧道围岩的变形均有所增加;与弹塑性计算结果比较,施加荷载后经流变分析得到的隧道顶拱和底板的切向应力有所降低,拉应力的量值及拉应力区的范围减小,塑性区体积进一步扩大。     

悬索桥软质岩隧道锚开挖施工关键技术

宜昌伍家岗长江大桥主桥为(290+1 160+402) m双塔简支钢箱梁悬索桥,北侧锚碇为隧道锚,隧道锚长90 m,埋深80 m,与水平线夹角40°。隧道锚设置于微风化砾岩层,岩体强度与胶结程度低,遇水极易软化。前锚室前12 m采用机械开挖,之后采用两台阶钻爆法施工;锚塞体段及后锚室段采用三台阶钻爆法施工。爆破后小循环进尺,初期支护及时跟进,二衬采用支架法施工,侧卸式矿车出渣。通过隧道锚拱圈爆破试验对被保护对象质点振动速度、围岩松动圈、隧道下沉与收敛的数据进行采集和分析论证,前锚室从12 m处开始用毫秒导爆管雷管微差爆破,锚塞体和后锚室上台阶超大变截面采用电子雷管微差爆破,取消隧道锚拱圈预留保护层,提高工效26%,并有效防控了软质岩隧道锚开挖过程中围岩失稳与坍塌的风险。     

基于流-固耦合效应软弱围岩隧道CRD法开挖变形分析

以广东某高速公路弱质围岩隧道为工程背景,基于流-固耦合分析相关理论,对弱质围岩隧道CRD法开挖进行稳定性分析。运用FLAC3D软件分别在考虑渗流效应和不考虑渗流效应时,进行三维数值模拟,得到了相应的孔隙水压力和位移场变化特征,研究了渗流效应对隧道CRD法开挖过程中位移场的影响和在渗流效应下CRD法开挖隧道的变形控制。     

隧道锚抗拔承载力及安全性评估方法

针对当前隧道锚承载力估值时未考虑锚-岩联合承载,安全性评估中忽略传力构件可靠性的问题,基于楔形效应和隧道锚承载的阶段性特征,推导隧道锚的极限承载力估值公式。综合考虑锚碇系统中传力构件的承载能力和隧道锚的抗拔力,反推得到系统所能承受的拉拔荷载上限值,进而对整个隧道锚系统中各部分的安全性进行评价,且以伍家岗大桥北岸隧道锚工程为依托验证方法的合理性。分析发现：伍家岗大桥隧道锚考虑楔形效应的极限承载力为3 080 MN,是规范计算方法的7倍;传力构件的安全性限制了系统所能承受的拉拔荷载上限值,最大拉拔荷载为486 MN;地质力学模型试验揭露的隧道锚初始抗力为9倍设计缆力,极限承载力为13倍设计缆力,建议公式所对应的结果分别为7倍和14倍。结果表明：隧道锚的楔形效应极大地提高了锚-岩联合体的极限承载力;锚碇系统的安全性应由锚-岩联合承载性能和传力构件可靠性两方面综合确定,承载能力低者为系统承载能力的控制性因素;只有从综合角度对锚碇系统的安全性进行评估,才能确保系统安全可靠;建议的承载力估值公式与试验结果吻合性较好。     

绿汁江大桥超大倾角隧道锚快速施工技术

绿汁江大桥为主跨780 m的单塔单跨钢箱梁悬索桥,大桥两岸与隧道连接.桥位处地形陡峭,施工场地受限,大桥两岸锚碇均设计为隧道锚.玉溪岸隧道锚设计倾角为45°,底板角度达54°,隧道锚长度达78 m,总开挖量为17538 m3.结合地形条件和场地位置,隧道锚锚洞开挖采用两台阶钻爆法施工,出渣采用大容量智能快速出渣系统;机...     

浅埋小间距隧道开挖围岩变形及控制对策

采用FLAC软件对地表有相对硬壳层的粉沙层中隧道开挖之后地层的变形机理进行模拟,通过分析隧道开挖后围岩变形的空间效应特性曲线,确定隧道开挖支护后引起的围岩变形的幅度和范围,找出隧道开挖最不利荷载工况和结构薄弱部位,为施工方案提供理论依据和决策支持。研究表明,不同的施工顺序引发不同的施工力学状态,进而引起不同的施工力学效应,隧道开挖先后顺序不同对围岩区域、幅度的扰动也不同。以北京地铁某车站的实测为基础,分析了粉沙地层中隧道施工不同工序引起的各部分变形情况,进而提出了相应的工程措施。     

基于三维有限元分析的隧道开挖效应研究

隧道的开挖引起围岩应力状态的变化,改变了隧道围岩的力学性能。在三维非线性有限元计算的基础上,研究分析了隧道开挖全过程中隧道围岩应力、位移变化规律以及开挖结束后隧道周边的应力、位移状态。研究结果表明:隧道的开挖是一个先加载后卸载的过程,隧道开挖卸荷效应在隧道拱底表现最为明显,拱顶次之;在隧道轴线方向上开挖对周边围岩的影响范围约为掌子面前后各1倍的隧道跨度,在隧道横断面方向上约为2倍的隧道跨度,对隧道截面中心岩体的影响范围在隧道轴线方向上约为掌子面到达该断面前1倍的隧道跨度。此外,文中还将计算结果与工程实际进行了定性的比较和分析。     

双线盾构隧道施工过程相互影响的数值研究

文本首先针对双线盾构隧道施工特点,建立了考虑切口水压、土体扰动、盾尾释放位移、盾尾注浆体的硬化效应,能够进行动态模拟的三维弹塑性有限元模型。然后采用该模型进行双线盾构隧道施工过程的数值模拟分析,计算结果与现场监控量测数据做了对比分析,验证了本文所建立的双线盾构隧道施工过程数值模型的适用性,并总结得出近间距隧道施工中,后建隧道对先建隧道的影响规律,以及后建隧道自身相对与单条隧道时的变化规律。通过对平行隧道盾构法施工不同参数的对比研究表明,隧道间距是控制两隧道相互影响的最主要因素,地层损失率次之,其下是土体弹性模量。而隧道埋深、切口水压、盾尾注浆压力对两隧道相互影响的作用较小。通过对重叠隧道盾构法施工不同参数的对比研究,分别得出了两种开挖类型的重叠隧道相互影响的规律。从减小隧道间相互影响出发,证明了下伏隧道先行开挖优于上覆隧道先行开挖。     

锚碇隧道开挖过程中的围岩变形特征监测分析

以雅康高速公路大渡河特大悬索桥雅安岸锚碇隧道项目为依托，通过现场监测左右洞拱顶沉降和边墙围岩变形量，分析锚碇隧道在开挖过程中的围岩变形特征及其对围岩的稳定性影响。结果表明:先行洞（左洞）受到后行洞开挖的影响，其拱顶最终沉降量由6.00 mm增加到11.50 mm，右洞的拱顶最终沉降量为8.00 mm；因左右洞中夹岩的存在，后行洞左边墙变形量大于右边墙，并使先行洞右边墙的水平变形由2.41 mm增加到3.83 mm；净距变小，埋深、断面尺寸变大使隧道的拱顶沉降增加，但对边墙围岩变形不产生明显影响。     

基于三维有限元分析的隧道开挖效应研究

隧道开挖引起的围岩应力状态变化，改变了隧道围岩的力学性能。在三维非线性有限元计算的基础上，研究分析了隧道开挖全过程中隧道围岩应力、位移变化规律以及开挖结束后隧道周边的应力、位移状态。研究结果表明：隧道的开挖是一个先加载后卸载的过程，隧道开挖卸荷效应在隧道拱底表现最为明显，拱顶次之；在隧道轴线方向上开挖对周边围岩的影响范围约掌子面前后各1倍的隧道跨度，在隧道横断面方向上约为2倍的隧道跨度，对隧道截面中心岩体的影响范围在隧道轴线方向上约为掌子面到达该断面前1倍的隧道跨度。此外，文中还将计算结果与工程实际进行了定性的比较和分析。     

薄层状灰岩区大型隧道锚碇承载力特性的岩石力学综合研究

基于矮寨悬索桥,总结了茶洞岸隧道锚区勘察和施工期所揭露的地质条件,通过布置在隧道锚处的勘探洞进行了相关的岩石物理力学试验、现场岩体变形与结构面抗剪试验以及岩体卸荷带划分,并在此基础上概化了岩体地质力学模型,采用三维数值分析法,考虑了岩体的正交各向异性,对层状岩体隧道锚的开挖、正常加载和超载工况下的变形破坏机理进行了分析...     

软弱围岩大断面隧道相向施工围岩稳定性分析与掌子面加固研究

相向施工的软弱围岩隧道临近贯通时,两开挖面的扰动区将会叠加,围岩应力及变形异常复杂,存在掌子面大变形和失稳问题。结合狮子垄隧道,采用数值手段分别对单向、相向施工时的隧道围岩应力与位移场进行研究,分析临近贯通时围岩的稳定性。结果表明,相向施工时,随着掌子面前方土体长度的减小,围岩塑性区明显增大,变形加剧,拱效应逐渐减弱,稳定性大大降低;两开挖面间存在极限距离,当2个掌子面距离小于该值时,围岩大范围临近塑性破坏,必须采取有效应对措施,方可保证隧道施工安全。在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上,采用竹锚管注浆对狮子垄隧道贯通段掌子面进行加固,并提高初支强度,保证了该软弱围岩大断面隧道顺利安全贯通。