隧道超前导洞法地应力释放技术研究

隧道穿越高地应力软弱围岩地层将不可避免地产生洞室大变形,为有效控制变形、保障安全的同时降低工程投资,很有必要对高地应力软岩隧道进行超前应力释放研究。从试验设计、区域地质素描入手,通过对超前洞室水平收敛和拱顶下沉量变形规律的研究、分析,提出了高地应力软岩条件下,洞室大变形与区域地质构造走向、主应力方向之间的辩证关系;结合地层岩性,对不同围岩条件下变形量的差异性做了定性分析。通过对不同支护形式下的变形试验研究,总结了不同支护形式的释放功效和变形特点,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

高地应力软岩隧道不同施工方法数值模拟变形分析研究

结合木寨岭隧道的实际施工方法,采用三维有限元软件Midas/GTS,分别对隧道的4种施工方法进行数值模拟,4种施工方法分别为全断面法、二台阶法、三台阶法和超前导洞扩挖法。选取适当的物理力学参数进行数值建模,从模拟结果中提取拱顶沉降、水平收敛、隧道应力、塑性区等数据进行对比分析,从而得出最优的施工方法,即适用于高地应力软岩隧道的施工方法,以及相应的支护措施。并在讨论部分引用类似状况隧道实测数据进行对比分析,验证数值模拟的合理性和正确性,可以为高地应力软岩隧道设计施工提供一定的参考。     

高地应力软弱围岩铁路隧道的衬砌压力

以关角隧道为工程背景,采用开挖应力释放率模型,研究高地应力软弱围岩地质条件下铁路隧道的衬砌压力.基于现场实测地应力和施工监测位移,根据台阶法开挖中存在的空间效应,推算未监测到的坑道周边位移和掌子面前方位移,再采用改进的BP人工神经网络模型预测隧道围岩的最终位移.利用开挖应力释放率模型获得隧道衬砌压力及应力释放规律.该规律与经典围岩特征曲线规律一致,且与工程经验和现场施工状态基本符合.采用FLAC3D软件对该段隧道开挖过程进行三维数值模拟,验证了上述方法在高地应力软弱围岩地质条件下的正确性和合理性.计算结果和模拟结果均表明:由于高地应力软弱围岩和初支效果不佳,使得关角隧道DyK307+ 900处衬砌压力较大,隧道结构处于不利的受力状态.     

软岩隧道围岩的应力应变分析

根据千丘榜隧道实际施工中围岩的力学情况,建立有限元模型,采用不同加载方式,不同应力场,对软弱围岩在隧道施工中隧道围岩位移进行数值模拟和分析.结果表明:围岩在开挖后,整个围岩的初始应力被破坏,围岩的竖向位移及仰拱底围岩竖向位移随着侧压力系数的减小而增大,拱腰处围岩水平位移则随着侧压力系数的减小而减小.     

峡口高地应力软岩隧道施工技术

高地应力隧道施工技术是目前该领域关注的热点和难点问题,结合峡口复杂地质隧道高应力地段的施工实践,针对砂质粉砂质页岩、碳质页岩、砂质泥岩、炭泥岩等软岩地层,在高应力作用下的变形特征,采用综合超前预报技术、环向台阶法开挖、微振控制爆破技术以及多种支护技术组合,摸索出一套相对有效的应对复杂地质高应力隧道施工技术措施。根据现场监控量测试验结果验证了本工程高地应力隧道设计的科学合理性,这对类似条件的隧道施工具有一定的参考价值。     

高地应力软岩隧道围岩加固圈合理厚度分析

修建中的宜(昌)万(州)铁路堡镇隧道位于高地应力碳质页岩区,局部地段地下水发育,易产生软岩大变形.在数值计算的基础上,分析了不同加固圈厚度对围岩变形及围岩塑性区的分布影响规律,确定了合理加固圈厚度,为设计提供了依据,保证了施工安全.     

高应力软弱围岩的支护方式的分析及其应用

明垭子隧道是十堰至天水高速公路的控制性工程之一,在隧道穿越高地应力软弱围岩时,初期支护结构发生了严重变形。通过现场监控量测的方法对明垭子隧道采用的套拱法和双拱法两种支护形式的变形情况进行了分析,结果表明穿越高地应力软弱围岩地层采用双拱支护结构形式可有效地控制隧道的变形,为类似工程提供借鉴。     

高地应力软岩隧道超前洞室断面优化模拟研究

研究目的:为解决在建兰渝铁路高地应力软岩隧道大变形问题,针对其地质条件复杂和影响因素多变的特点,提出在隧道断面内设置超前小导洞的方案,利用小导洞的可变形性,将地层高地应力提前释放,使正洞开挖时处于可接受的相对低应力状态。本文采用数值模拟的方法确定了合理的超前导洞位置、尺寸与断面形状。研究结论:以毛羽山隧道为研究对象,采用有限差分程序对超前导洞不同位置、尺寸及断面形状等工况的释放率分别进行了数值模拟,考虑施工组织、工程造价以及释放效果等综合因素,确定出了合理的断面形状与导洞位置,即导洞尺寸为:7.6 m(宽)×5.5 m(高),导洞拱顶距正洞拱顶距离为2.5 m。对应正洞A、BB’、CC’、DD’释放率分别为37%、54%、72%和59%。可为其他类似工程的施工与设计提供参考依据。     

关垭子隧道软弱围岩大变形机理分析

关垭子隧道穿越极高地应力状态软岩,施工过程中发生了大变形。在工程地质勘查、现场调研、岩石力学试验及监控量测的基础上,通过分析隧道变形特征,从隧道埋深、施工方法、围岩岩性、地应力及地下水等方面研究该隧道大变形的发生机理。研究结果表明:该隧道大变形以围岩塑性变形为主,膨胀变形影响较小,并对类似隧道的设计施工进行了展望。     

大相岭泥巴山隧道高地应力段施工技术

大相岭泥巴山隧道长度长,埋深大,地质情况复杂。针对隧道挤压大变形和岩爆事故频发的工程现状,对不同埋深条件下地应力分布进行统计分析,对岩爆烈度进行预测,提出了坚持光面爆破、采用胀壳式锚杆加固、在喷射混凝土中外掺超细沸石粉和速凝剂、并辅以新型退火(柔性)钢丝网,增加钢拱架支护等有效的综合技术应对措施安全通过了烈度不同的岩爆地段。     

隧道高地应力软岩变形超短台阶安全快速施工组织模式研究

随着我国铁路、公路在高海拔山岭地区工程建设的迅速发展,长大深埋隧道不断涌现,多拌有高地应力软岩大变形不良地质,对施工安全、进度及经济造成重大影响。通过超短台阶快速施工管理模式的工程实践,在确保防变形安全、防坍塌安全、确保工程质量的前提下,能起到缩短建设工期,节约工程投资的作用。     

高地应力软岩隧道变形控制技术

高地应力软岩隧道挤压大变形破坏是一种潜在的严重工程地质灾害,为进一步认识高地应力软岩隧道变形控制技术,结合兰新高铁大梁隧道大变形实况,在分析和总结大变形破坏特征基础上,通过支护方案试验对比,确定支护方案;提出主要控制措施、施工注意事项等施工关键技术,最终形成了一套有效的高地应力软岩隧道大变形控制技术,凝练出"宁强勿弱、...     

高地应力软岩隧道施工方法与监测

兰海高速公路麻崖子隧道位于西秦岭山区,围岩破碎,埋深较大,地应力较大,施工中存在较大安全隐患。对隧道围岩内部位移、锚杆轴力、支护钢拱架内力、围岩与锚喷混凝土接触压力、岩隙涌水量等进行现场监测,并结合地质勘查资料进行了综合分析。结果表明：隧道开挖后围岩产生较大变形,未支护围岩在施工爆破中容易产生岩体塌落事故,提出利用超前地质预报及时掌握掌子面围岩和地层的情况,并根据围岩状态变换爆破方法,在初期支护前喷上一层纤维混凝土以增加破碎岩体的胶结力等措施。     

林家屋基隧道软岩变形分析及处理措施

软弱围岩变形会给施工带来极大的困难,尤其在横洞进入正洞施工交叉口段,应力分布不均情况下更易造成重大变形甚至坍塌,目前,对于该类隧道的施工技术还无现成的技术标准可遵循。通过林家屋基隧道横洞交叉口段软弱围岩的变形分析及处理,提出适合可行的施工技术,另一方面也可为类似隧道工程的设计和施工提供参考依据。     

高地应力互层软岩隧道支护方案与支护时机优化

西部山区分布有大范围的层状地层,在地下洞室建设过程中大变形灾害问题突出,严重危及地下洞室的施工及运营安全。为探究高地应力作用下层状软岩隧道支护施工方案与合理支护时机,本文以甘肃尖山隧道为工程依托,设计了3种支护施工方案并考虑3种支护施作时机,运用FLAC3D软件计算分析各工况下隧道变形和支护结构受力并与实际监测结果进行对比。结果表明：(1)3种支护方案下,方案三对隧道变形控制效果最为明显且使得支护受力更为合理;(2)3种支护时机下,考虑到允许二衬承担一部分变形,故当隧道变形达到极限位移为90%时,隧道变形与支护受力最为合理;(3)数值结果均小于实际监测数据,两者差值在可接受范围之内。     

高速铁路软弱围岩大变形隧道综合施工技术

结合围岩地质条件、超前地质预报、现场监控量测数据,通过增加预留沉降量、调整各台阶上的作业工艺、增加辅助施工措施,确定大变形隧道施工的管理标准,并在施工过程中明确了每天的相对沉降值管理控制,细分了沉降点位在不同施工段内的累计沉降限值,并针对各项限值做出加固处理措施,实现动态管理大变形隧道的目标,总结出的经验在类似工程中值得借鉴与参考。     

乌鞘岭隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术

研究目的:乌鞘岭特长隧道岭脊区段为区域性大断层组成的宽大挤压构造带,围岩破碎软弱,挤压大,变形显著.迫切需要提出切实可行的变形控制技术措施,确保工程安全. 研究结果:通过乌鞘岭隧道岭脊地段复杂应力条件下的变形控制技术研究,选择合理的断面形状、预留合理变形量、多重支护、适当提高衬砌刚度的柔性结构设计,短台阶或超短台阶快开挖、快支护、快封闭和衬砌适时施作的施工技术,成功控制了隧道大变形.     

大断面粉砂土隧道出洞施工技术

对于单口掘进的中、短隧道,安全出洞是实现整座隧道顺利贯通的关键工序。大西客运专线下白隧道、朱家山隧道洞口端河沟深切、地质条件差,如采用单侧掘进贯通的施工方法,易引发边坡失稳及工程性滑塌、坍塌,同时可能产生冒顶,安全风险大。从出口端开辟工作面,需另外增加空压机、发电机等大型设备,投入较高,耗时长。施工中通过采用上台阶超前导洞出洞,从出口端反掘贯通的施工方案,成功解决了隧道出洞难题,取得了显著的经济效益和社会效益,颇值类似工程借鉴。     

高地应力软岩大变形隧道仰拱全幅施工技术

堡镇隧道为宜万铁路第二长隧,七大控制工程之一,也是全线施工难度最大的隧道之一。施工中发生高地应力软岩大变形现象。对软岩大变形或者有其他地质灾害地段,仰拱施作应优先选择各段一次成形,避免分部灌筑,这一条则显得非常必要。为此,堡镇隧道在无轨运输条件下采用单跨钢便梁式仰拱栈桥法,在有轨两种运输条件下采用自主创新的"支墩式栈桥抗干扰仰拱施工法"进行仰拱全幅施工,这种仰拱施工方法是根治隧道运营病害的关键。