超大断面隧道围岩压力研究

随着中国铁路客运专线的兴建,超大断面隧道越来越多,其围岩压力如何计算成为急需解决的问题。笔者依托南梁隧道喇叭口段工程,对目前常用的几种围岩压力理论进行分析研究,提出了超大断面隧道围岩压力的计算公式。     

超大断面高速铁路隧道洞口段围岩失稳机制分析

隧道施工的难点主要集中在隧道进出口段,一般会出现诸多不良地质问题。该文针对"沪昆客专长昆段"重点工程某隧道出口段出现的不良地质现象,结合工程实际,通过采用有限元分析出口段三台阶七步法开挖上台阶后围岩失稳机制,并通过监控量测数据进行分析印证,为后续类似的工程实践提供参考。     

超大断面隧道围岩等级稳健评定方法及应用

以济南绕城高速老虎山超大断面隧道为工程依托,借助CAE Sirovision双目立体摄影量测系统,快速实现掌子面区域岩体结构面信息的数字化表征及其概率分布模型的获取,以蒙特卡洛方法生成大量随机数,并使之符合其对应的概率分布函数,基于《工程岩体分级标准》中各评定标准,获取对应的随机分值,经统计分析得出各岩体水平计算结果的分布概型,由此对岩体质量进行了可靠评估,研究结果对该隧道施工工法转换、支护参数优化等提供了理论支撑。     

复杂地质条件下超大断面公路隧道设计与施工

龙头山隧道最大开挖宽21.1 m,是目前国内单洞开挖跨度最大的隧道之一,且扁平率高、地质复杂,进出口均为浅埋偏压,围岩松散,施工难度大.介绍了该隧道的设计、施工及监测.     

超大断面4车道公路隧道二次衬砌厚度优化研究

京沪高速济南连接线工程与济南绕城高速济南连接线工程共设置了6座双向8车道隧道,隧道比重高、里程长、断面大、地质条件复杂,是整个项目的控制性工程,其二次衬砌厚度对整个项目隧道工程的安全性与经济性具有重要的影响。鉴于目前国内尚缺少4车道公路隧道支护参数的技术标准,为得到合理的二次衬砌支护参数,选取典型小净距Ⅴ级围岩浅埋段,采用数值计算的方法,研究了不同混凝土强度等级、不同厚度条件下的二次衬砌力学性能。结果表明:1)超大断面4车道隧道二次衬砌厚度存在一个合理范围,在该范围内二次衬砌的最大裂缝与最小安全系数均在限值范围之内,超过合理厚度不利于结构安全;2)提高二次衬砌混凝土强度等级对结构安全有利,但随着等级的提高其有利作用在逐步减弱。     

CD和CRD法施工下超大断面隧道围岩变形控制数值计算研究

为研究超大断面隧道围岩变形控制机制,系统开展CD及CRD开挖工法下不同支护方式的数值计算,研究了不同支护方案随围岩强度等级变化对隧道拱顶位移、围岩塑性区应变的影响规律,明确了CRD开挖工法下不同临时支护拆除顺序对隧道围岩稳定性影响规律。通过对结果进行对比分析可知:采用CRD开挖方法比CD法、I22b型钢拱架支护比I18拱架都具有更好的围岩控制效果,且围岩等级越差,控制效果差异越大;考虑到拱顶沉降安全值,采用I18型钢拱架在经济性和施工安全性及便捷性方面具有良好的可行性;采用先临时仰拱,后临时支撑拆除顺序对整个隧道围岩稳定性效果最好。     

特大跨度隧道V级围岩地段施工技术研究

单、双线隧道开挖跨度一般为小跨度、中等跨度及大跨度,特大跨度隧道较为少见。文章以实际工程为例,对特大跨度隧道V级围岩施工技术进行探讨,在三台阶七步开挖法的基础上,研究了四台阶九步开挖法,并总结了一些施工控制要点及注意事项,为今后类似工程的施工提供借鉴和参考。     

复杂地质条件下的超大断面公路隧道的设计与施工

针对广州东环高速公路龙头山隧道,分析了双向8车道超大断面公路隧道在复杂地质条件下的设计原则与施工要点,并给出了设计与施工的具体方案。对超大断面公路隧道的设计方法、施工及其监测技术进行了系统的研究,表明在充分掌握地质条件的前提下,利用中国目前的施工技术,可以实现超大断面隧道的优化设计与安全施工。     

Ⅳ级围岩条件下仰拱对隧道结构安全性影响研究

以在Ⅳ级围岩条件的某隧道为例,通过数值模拟分析隧道仰拱的设置对隧道结构安全性的影响,指出了当前隧道中可能会发生安全隐患的部位,为该隧道的施工安全提供参考,也可以为同类型的隧道设计和施工安全提供参考。     

超大断面隧道设计计算方法研究

针对深圳市过境高速公路连接线工程分岔超大断面隧道关键节点,采用数值模拟的手段,分析了隧道的围岩开挖后应力应变关系,提出了荷载计算的新的方法.根据工程的地质,对隧道结构形式的设计方法、要点及设计中应注意的问题进行了探讨.计算表明,采用应变指标判断松散拱荷载的方法是较为可靠的计算大断面荷载的计算方法.隧道采用多导洞开挖施工...     

Ⅳ级围岩大断面隧道全断面开挖轮廓控制研究与应用

Ⅳ级围岩大断面隧道采用全断面爆破法开挖具有围岩强度低、雷管段别高、装药量大的特点,爆后容易出现断面轮廓控制不足,超挖严重的难题。以新疆其特长高速公路隧道为工程背景,分析了爆破开挖过程中导致轮廓围岩损伤严重的主要因素,基于现场试验方法结合围岩损伤分析,优化了光爆层厚度、装药结构、起爆顺序等爆破参数,其中利用预留光爆层试验法确定最佳光爆层厚度为65 cm,采用导爆索三角形搭接法降低了周边眼起爆误差,优化装药结构及起爆顺序降低最大单段药量及总药量。爆后连续8个循环的超欠挖统计数据及振动监测结果表明:方案优化后的平均线性超挖量控制在0.25 m以内,平均炮孔痕迹率由之前的49.3%提高至试验后的91.1%,有效地改善光面爆破效果,降低隧道支护成本。爆破过程中最大峰值振速发生在掏槽段为2.131 cm/s,符合爆破安全规程的相关要求,且整体振速分布比较均匀。故所采取爆破参数优化设计是可行的,能够有效降低Ⅳ级围岩大断面隧道全断面开挖对围岩的损伤,研究成果为类似工程提供借鉴。     

Ⅳ级围岩条件下仰拱对隧道结构安全性影响研究

以在Ⅳ级围岩条件的某隧道为例,通过数值模拟分析隧道仰拱的设置对隧道结构安全性的影响,指出了当前隧道中可能会发生安全隐患的部位,为该隧道的施工安全提供参考,也可以为同类型的隧道设计和施工安全提供参考。     

Ⅲ级围岩下大断面市政隧道最优扁平率的确定

随着城市化进程加快,交通量的快速增加,高等级公路和市政工程中的两车道公路隧道已不能适应交通量的发展需求,单洞三车道、四车道等扁平大断面隧道日益增多。合理的扁平率,将有效提高大断面隧道的空间利用率、节省工程造价。该文依托坪盐通道马峦山隧道,工程全长约7.89km,属特长市政隧道,开挖跨度达16m。利用数值模拟方法,对比分析了10组不同扁平率下隧道的围岩位移特征、围岩受力特征、支护结构受力特征、围岩塑性区分布特征,以此确定了合理的隧道扁平率。     

浅谈隧道V级围岩进口段进洞技术

结合抚吉高速公路文峰山隧道施工实例,介绍文峰山隧道V级围岩进口段"浅埋、偏压、破碎"等施工技术难题;阐述了锚喷网联合支护、同时结合"套拱"进洞措施,顺利地展开进洞的施工技术。     

超大断面隧道导洞围岩-支护结构施工力学响应规律研究

通过对老虎山隧道导洞转正洞施工进行现场监测,结合数学统计分析方法,研究了超大断面隧道导洞围岩-支护结构施工力学响应规律,分析了支护结构高风险部位及高风险时段,提出相应措施提高施工安全性。根据统计分析得出:(1)开挖第1~8d为高风险期,需加强监测频率,酌情采取加强支护措施;(2)导洞支护结构主要受力部位为拱顶和拱脚,需加强支护措施;(3)导洞转正洞开挖过程,正洞挑高开挖会导致导洞拱顶拱脚应力增大;(4)正洞向一侧开挖后,对导洞造成偏压影响,开挖侧拱脚应力急剧增长。     

超大断面隧道软弱破碎围岩台阶法施工过程力学效应规律研究

超大断面软弱围岩隧道施工过程中,采用台阶法施工方案容易引起大面积塌方,但是可以有效缩短施工工期,从安全性的角度出发,台阶法施工特别是作为台阶法核心问题的台阶高度选择值得进一步分析。依托兰渝铁路两水隧道,采用三维数值仿真手段,分别建立台阶高度取H/3,H/2,2H/3和最大宽度处模型,模拟了铁路隧道在极软弱围岩中采用台阶法施工选择不同台阶高度的施工过程,对比不同台阶高度下隧道的拱顶沉降、水平收敛和掌子面挤出变形,揭示了台阶法施工过程中围岩力学效应的演化规律,并最终得出最优台阶高度,为工程施工提供参考。     

上下台阶法和CRD法施工下超大断面隧道围岩控制机制数值试验研究

为明确超大断面隧道软弱围岩破坏及控制机制,系统开展上下台阶法和CRD法开挖方式下超大断面隧道软弱围岩控制机制数值试验,对比分析不同强度等级围岩下隧道拱顶位移、最大塑性应变、支护构件受力变化规律,得出结论:不同开挖方式对隧道拱顶位移、最大塑性应变、支护构件应力影响显著;CRD法对隧道的拱顶位移、最大塑性应变、支护构件应力的控制效果比上下台阶法要好,且随围岩强度等级越低、隧道拱顶沉降越大,塑性区范围越大,支护构件应力越大,围岩稳定性越差。     

复合地层条件下超大断面浅埋暗挖隧道曲线顶管施工参数研究

为研究复合地层条件下超大断面浅埋暗挖隧道曲线顶管施工参数分布规律,以港珠澳大桥珠海连接线关键控制性工程——拱北隧道为依托,基于拱北隧道暗挖段管幕工程施工现场实测数据,采用统计分析、线性拟合等方法,总结了现场曲线管幕工程主要施工参数分布规律,建立了不同计算方法的线性拟合函数,在此基础上,提出了适用于估算珠海地区海陆相富水复杂地层顶管施工迎面阻力计算公式。     

超大断面市政隧道合理断面型式的确定

随着城市化进程加快、汽车保有量的快速增加,单洞三车道、四车道大断面隧道在公路隧道和市政隧道中的比例逐渐增加。合理的隧道断面型式设计,将有效提高大断面隧道的空间利用率、节省工程造价。坪盐通道马峦山隧道工程全长约7.89 km,开挖跨度达16-18 m,最大开挖断面达200 m~2,属特长扁平超大断面市政隧道。利用数值模拟方法,对比分析了Ⅲ级、Ⅴ级围岩条件下三心圆和五心圆隧道的围岩位移特征、围岩受力特征、支护结构受力特征、围岩塑性区分布特征,从而确定了不同围岩的隧道的合理断面型式。为其他类似市政隧道工程的断面型式设计提供了参考。     

软弱围岩条件下的隧道施工技术研究

对在建工程六盘水隧道施工工艺进行研究,从理论与实际两个角度出发,结合有限元计算,验算了开挖过程中隧道的受力情况以及变形沉降情况,对施工路段进行现场沉降量的监测,及时将监测结果反馈给施工方。最终得到理论计算值的拱顶沉降量为15.31 mm,实际监测值拱顶沉降量为14.20 mm;对开挖过程中的围岩内力进行计算,可知最大弯矩值为4.92 k N·m,产生于洞口拱脚处,最大轴力值为172.4 k N,产生于洞口拱腰处,与监测结果基本符合,结果表明当前施工工艺具备较高的安全系数。