隧道控制爆破技术

通过对隧道爆破在围岩中产生的破坏和扰动,以及爆破地震动效应的分析指出,通常用控制爆破时隧道围岩或结构物的峰值振动速度,来实现控制爆破破坏的目的是可行的。详细介绍微振动爆破技术的设计程序和施工要点。列举铁路、公路、城市地铁等一些不同类型的隧道工程成功的实例,介绍其各具特色的施工方法和技术参数,总结隧道控制爆破技术要点。     

挤压性围岩隧道变形分级与控制对策

挤压性围岩隧道变形分级和控制对策一直是困扰隧道界的主要技术难题。本文系统地总结和分析了挤压性围岩隧道变形分级的国内外研究现状,建立了挤压性围岩隧道设计阶段变形潜势分级、施工阶段变形验证的分级标准体系,并据此对以往典型的挤压性围岩隧道变形进行了等级划分;通过对以往典型隧道工程变形控制对策的系统总结,提出了对应于变形分级的挤压性围岩隧道变形控制对策。     

基于收敛约束原理的高铁隧道力学分析

1 概述 隧道工程的核心问题是保证隧道围岩的稳定性,科研人员在隧道围岩稳定性控制方面进行了大量研究,提出了围岩塑性区分布、位移场、应力场、块体稳定性安全系数等一系列指标,作为围岩稳定性的评价标准,取得了较好的研究成果[1-4].在隧道围岩稳定性分析中,解析方法、数值方法、人工智能方法、经验类比法等得到了大量成功应用[5-8].在隧道工程中,变形量测远比应力量测简单、准确,可作为直观的指标反应隧道稳定性.因而基于隧道围岩变形控制的“收敛-约束”法在隧道工程中得到了大量应用[9-10]. 结合张家口—呼和浩特铁路(张呼铁路)福生庄一号隧道,采用“收敛-约束”法原理,对Ⅳ级围岩条件下大断面高铁隧道的稳定性及初期支护的安全性进行系统评价.     

均衡隧道各级围岩施工产值利润率的探讨

通过对隧道工程不同围岩条件下施工产值利润率差异较大的原因分析，指出围岩级别不同的隧道施工产值利润率不均易引发施工安全和工程质量问题。此文提出，消除这种现象的根本对策是完善和改进隧道工程工程量清单计量规则。     

云雾山隧道突泥灾害工程地质特征与防治

结合云雾山隧道在掘进开挖的过程中发生的突泥地质灾害,对隧道实际开挖揭露的情况进行了系统的分析,指出隧道围岩岩石的工程地质特性、施工地区地质构造特征、隧道和周边地区地下水发育情况以及施工地区现代构造应力场特征是直接影响云雾山隧道超前地质预报效果的四个主要工程地质控制因素,采取了切合实际的工程手段来防治突泥灾害的发生.     

郝家村隧道水平岩层坍塌整治技术

结合郝家村隧道施工实例,首先阐明了研究水平岩层垮塌整治的必要性,然后介绍了隧道工程区域内的工程概况及水文地质条件。在此基础上对郝家村隧道水平岩层的地质特征以及工程特性进行了研究分析,指出了围岩变形垮塌的演化机制和破坏机理。最后对坍塌段的整治原则、开挖方法、支护措施、监控量测技术进行了探讨,并针对郝家村隧道的具体情况,给出了相关隧道施工的注意事项。     

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。     

软弱围岩浅埋暗挖大跨度地铁隧道施工技术

结合广州地铁二号线某区间地铁隧道工程 ,针对该隧道跨度大、围岩软弱、埋深浅等特点 ,合理地进行隧道结构设计 ,并详细介绍该隧道的施工步骤和方法。隧道施工进展顺利 ,并达到了控制地表沉降和洞室变形的目的     

基于关联分析和遗传算法优化BP的隧道围岩变形预测

隧道工程处于岩土介质中,岩体自然因素与隧道围岩变形难以用确定的关系表述。因此,通过现场监测隧道变形情况,预测隧道围岩变形具有重要意义。选取我国地势第二阶梯的川陕鄂黔中、低山区,以吴家沟隧道为依托,基于灰色关联分析,选取影响隧道围岩变形的主要因素,基于生物进化的思想,用遗传算法优化BP神经网络,并验证该算法的正确性和精确性。应用工程实际,得到空间维预测结果,为实际应用提供借鉴。结果表明,在隧道围岩变形预测中,遗传算法优化神经网络比原始算法精度高,满足隧道围岩变形预测精度的需要,对长大高风险隧道围岩变形预测有一定的参考意义。     

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。     

城市地铁上软下硬地层Ⅳ级围岩浅埋大断面隧道开挖方案优化研究

针对贵阳地铁1号线某区间暗挖隧道上软下硬地层Ⅳ级围岩浅埋大断面工程特点,采用数值模拟计算、现场监测等手段,对区间隧道的Ⅳ级围岩进行优化分析,对比介绍了该施工条件下采用两台阶左右分步开挖法与竖撑加强两台阶分步开挖法对隧道稳定性的影响。实践表明,采用竖撑加强两台阶分步开挖法可有效控制区间围岩的变形,保证隧道施工安全,可为类似工程的设计、施工提供参考。     

寒区隧道地震响应的弹粘塑性分析

首先给出冻土的弹性本构关系方程，然后以大坂山隧道为例，模拟隧道的开挖和衬砌过程并考虑渗流体积力的影响；给出了隧道刚修好时隧道衬砌和围岩的初应力和位移。在此基础上模拟冻融循环过程，给出了考虑围岩的冻胀后，隧道刚好使用１年和５年时隧道衬砌和围岩的应力和位移。最后对寒区隧道的地震响应进行弹粘塑性的有限元分析。算例表明，寒区隧道衬砌和围岩的初应力和位移对其地震响应有很大的影响，在寒区隧道设计中应该充分考虑     

黄土隧道围岩工程特性及纵向位移分析

以采用台阶法施工的兰渝铁路黄土隧道为背景,通过三轴固结排水剪切试验分析黄土隧道围岩的工程特性,采用FLAC3D对隧道施工过程进行模拟,选取双线性应变硬化/软化遍布节理模型模拟黄土隧道围岩的工程特性,研究黄土隧道围岩的纵向位移。结果表明:隧道开挖扰动破坏了黄土隧道围岩的结构性;黄土隧道围岩的摩尔破坏包络线为双线性折线;黄土隧道围岩垂直节理遍布发育;围岩纵向位移总体上是边墙处小于拱顶处,围岩先期纵向位移约占总纵向位移的33%～41%,随着掌子面推进围岩纵向位移趋于稳定;预留核心土可有效地控制围岩纵向位移和塑性区的发展,有利于掌子面的稳定和施工安全;掌子面空间约束效应的影响范围约为-4R～4R(R为隧道开挖当量半径);由本文模型预测的围岩先期纵向位移与既有理论结果相符,但更能反映黄土隧道围岩的工程特性。     

竹山隧道大变形特征及机理研究

根据竹山隧道施工现场的监测情况,对监测数据进行分析,提出了隧道的变形破坏特征。结合竹山隧道的具体情况,从围岩岩性、施工、力学、支护等几个方面分析了竹山隧道的变形破坏机理,重点分析绢云母片岩破坏模型——弹性梁计算模型,从力学方面给出了竹山隧道的破坏机理主要是绢云母片岩的失稳破坏,可对类似工程的变形机理提供一定的参考。     

渗流与应力耦合环境下裂隙围岩隧道涌水量的预测研究

涌水是隧道及地下工程施工中的重大地质灾害之一。对于裂隙围岩介质而言，由于其结构特性与所赋存环境的复杂性，使得这一问题的解决具有一定的难度。基于系统理论研究及工程实践的分析应用，本文在裂隙围岩介质渗透性能等效处理的基础上，提出了渗流与应力耦合环境下裂隙围岩隧道涌水量预测计算的确定性数学模型方法（包括理论解析法、经验解析法和水文地质数值模拟法），并用一隧道工程实例进行了计算验证。     

隧道围岩大变形灾害特点与主动控制方法

隧道围岩大变形灾害控制一直是困扰工程界和学术界的关键难题。简要总结隧道围岩大变形控制领域取得的主要研究成果，包括大变形分级与评价、围岩控制理念与技术等。研究提出，大变形灾害本质上是对围岩稳定性控制不当所致，主要包括围岩失稳、结构失效及持续缓慢变形等3种模式，而灾害分级应从自然因素和工程因素等多维度出发，结合致灾机理及孕育条件，实现致灾可能性→灾害时效性→灾害危险性的科学预测。阐述了隧道围岩大变形灾害控制原理，提出大变形灾害控制应以关键结构层稳定性控制为核心，以刚度设计为手段，强调超前预支护与预加固的防坍塌与控变形作用，并通过协同锚固体系控制围岩急剧变形量，实行精细化全过程控制，形成围岩大变形灾害的协同控制关键技术。     

节理裂隙密集发育岩体隧道开挖断面成形特征统计分析

隧道开挖断面成形及超挖一直是隧道施工中遇到的难题,直接影响工程建设的工期和施工成本。以蒙华铁路大围山隧道工程为例,选取隧道典型开挖断面,从总体位移和塑性变形角度对隧道开挖围岩稳定性及成形进行了有限元分析。并基于现场实测开挖断面数据,应用统计学原理,对节理裂隙密集发育段落不同围岩类别隧道超挖量进行了统计特征分析,获得了各级围岩超挖量及置信区间。各级围岩超挖量服从正态分布,可根据置信区间来预测不同围岩级别隧道超挖范围。并针对爆破开挖围岩成洞性差、超挖严重问题,提出了针对性断面成形控制性措施。研究成果可为喷射混凝土回弹量计算以及隧道开挖断面成形控制提供依据和参考。     

膨胀偏压软岩隧道变形机理分析及控制技术

青峰隧道主要围岩为绢云母片岩,石英、云母含量较高,受著名的青峰断裂带严重影响,隧道施工中经常出现大变形问题。通过分析该隧道变形破坏特征,从围岩岩性条件、偏压、地下水条件及再次扰动等因素对该隧道大变形机制进行了研究,结果表明,大变形为围岩塑性流动及围岩膨胀变形的综合作用。并通过对大变形原因的分析,总结了一些此种围岩情况下大变形控制施工技术,为类似围岩工程提供一定的借鉴。     

高地应力软岩隧道连拱大跨段施工技术

围岩的变形控制是隧道工程界的普遍难题,目前在建的兰渝铁路高地应力软岩隧道围岩大变形剧烈,特别是在隧道结构型式复杂的地段尤为突出,严重影响施工安全与工期进度。结合兰渝铁路新城子隧道出口连拱大跨段工程实践,对比分析了中导洞开挖和背靠背开挖2种双连拱段施工方案,综合分析认为对高地应力软岩隧道采用中导洞开挖双连拱,更为安全、可靠。隧道大跨段采用双侧壁导坑法开挖,双层初支和锚索+锚杆联合支护体系能有效控制围岩变形,现场工程实施效果良好。     

隧道光面爆破质量与智能化控制方法

针对隧道爆破超欠挖控制极其困难的技术问题,以武隆至两江新区高速公路工程雪峰山隧道爆破施工为依托,运用爆破理论分析及现场试验等方法,对传统Ⅳ级围岩爆破方案及参数进行了现场测试及分析,分析了隧道光面爆破质量控制不利的原因,据此提出了围岩实时感知、爆破参数随围岩变化快速实时确定方法以及炮孔智能化布置方法。现场试验结果表明,按照智能化确定的爆破方案,获得了非常好的爆破效果,爆破后半边残孔率接近90%,去除预留变形和钢架安装变形误差后的平均线性超挖低于18 cm,可很好地满足雪峰山隧道施工质量要求,也可以为今后类似工程提供借鉴经验。