炭质泥岩隧道开挖变形控制技术研究

为解决炭质泥岩隧道施工变形问题,以其古顶炭质泥岩隧道施工为背景,总结该隧道大变形特征,如地表沉降大、初支变形大、开挖后围岩收敛变形大以及易发生掉块和塌方等特征,分析该隧道大变形的主要原因,包括地质偏压明显、围岩性质差、超前支护不理想和开挖扰动大等原因。针对变形原因,提出炭质泥岩隧道施工大变形控制措施,即合理的支护时间、预留变形量的控制、合理的支护刚度以及步步成环的施工工法等方案措施。实践证明,相关方案有利于控制炭质泥岩隧道施工大变形,对同类工程有重要指导意义。     

炭质泥岩隧道进洞施工技术研究

隧道进洞是隧道施工中的一个难点,炭质泥岩段隧道进洞更加困难,结合贵州省惠水至罗甸高速公路某隧道进洞施工,提出"两端固结梁"隧道进洞施工方案,成功地解决了炭质泥岩隧道进洞问题。     

木寨岭铁路隧道斜井大变形的控制技术探讨

为了寻找高地应力软岩隧道的大变形控制措施,对在建的兰渝铁路木寨岭隧道大战沟斜井薄层炭质板岩段进行了多种大变形控制方法的试验。试验说明：木寨岭隧道的大变形是不可避免的,但是可控的;超前小导坑、导洞和大钻孔进行应力释放对控制大变形是非常有效的,但就其进度而言,还有待完善;小幅增加初期支护刚度加套拱支护对大变形控制也是有效的...     

对炭质泥岩边坡的加固支护措施及研究

广西河池(水任)-南宁高速公路K96-K108段，上边坡大部分属于炭质泥岩，风化程度不同，岩层走向与路线夹角很小，以路面向斜倾，层面结合不紧密，且夹有泥质，路基开挖后，边坡稳定性较差，在雨水和地下水的渗透作用下，容易产生滑塌、崩落、错位及变形等不良现象，本就对上述病害作了认真的分析，并提出了切实可行措施和防护加固支护技术，使边坡得以稳定。     

炭质板岩大变形隧道施工控制技术

兰渝铁路毛羽山隧道围岩主要以炭质板岩为主,开挖后初期支护出现较大变形,且变形持续时间长。通过分析,高地应力和软岩是造成大变形的主要原因。施工过程中通过提高初期支护强度、加设长锚杆注浆、预留合理变形量和采用双层初期支护来控制变形。并采用超前小导洞应力释放法和预留空间释放法,以减缓变形速率。对高地应力软岩隧道变形控制技术进行探索,为此类隧道施工提供技术参考。     

非线性强度准则下炭质泥岩路堑边坡稳定性分析

炭质泥岩属于膨胀性软岩,遇水易崩解,在高速公路开挖形成路堑边坡后,容易因其软化的时效性而使稳定性降低,影响高速公路的安全营运。炭质泥岩采用Mohr-Coulomb准则无法解释其低应力及各向异性的特性,而非线性Hoek-Brown准则可有效弥补Mohr-Cou-lomb准则的不足。通过湖南省某高速公路炭质泥岩路堑边坡实例进行分析,采用非线性Hoek-Brown准则获取炭质泥岩的力学参数以及基于Slide有限元计算软件分析路堑边坡的稳定性,并根据炭质泥岩的特点进行护坡设计。说明了应用Hoek-Brown准则可以较为便捷与准确地进行岩体力学参数的稳健性取值以及稳定性分析,同时在坡面铺设预应力锚索的同时在坡顶进行生态护坡,具有保障边坡稳定性、经济及美化环境的优点。     

高铁泥岩隧道仰拱底鼓变形研究现状及关键科学问题探讨

我国高铁建设的规模和数量、尤其是高铁隧道的总量已稳居世界首位,高铁基础设施的安全性、稳定性和耐久性成为具有重要现实和长远意义的重大课题.考虑到我国泥岩地层分布广泛,高铁泥岩隧道数量众多且近年来出现不少仰拱底鼓变形等病害,着重从隧道仰拱底鼓变形机理与控制对策、泥岩工程地质特性与水-岩反应、泥岩隧道及围岩变形控制、隧道结构受力特点、隧道结构与工程研究方法等方面进行全面调研总结,并据此提出若干关键科学问题,亦即:高速铁路泥岩隧道仰拱基底围岩变异的复杂性、仰拱底鼓对上部轨道结构的量化影响和基于仰拱基底围岩变异的高速铁路隧道结构耐久性预测、评价及控制;并提出了初步的研究思路和方法,以期为提高我国高铁泥岩隧道的基础理论研究、设计建造和运维管理的技术水平提供有益的参考.     

改性预崩解炭质泥岩强度特性及微观机理分析

采用水泥和粉煤灰对预崩解炭质泥岩进行改性处理,以期实现炭质泥岩填料在工程实际中的有效应用.通过对不同水泥和粉煤灰组合、不同养护龄期下改性预崩解炭质泥岩进行无侧限抗压强度试验,分析了水泥和粉煤灰改良预崩解炭质泥岩的力学性能,并结合X射线衍射和电镜扫描试验揭示其改性机理.研究结果表明:9％水泥+10％粉煤灰组合改性预崩解炭...     

寨任路炭质泥岩边坡稳定性研究及防治措施

针对六寨-水任二级公路存在的炭质泥岩边坡稳定性问题，研究炭质泥岩边坡工程地质特性、变形破坏模式、稳定性影响因素等，分析评价其稳定性，将沿线的边坡分为四类，有针对性地提出防治措施，既增强边坡稳定性，又改善线路景观效果。本着一次根治，不留隐患，综合处理，经济合理，施工方便的原则，采取了喷锚网、挂网喷浆、顶应力锚固、土工材料绿化和客土喷播等五种防护技术措施，沿线区治理边坡75个，总面积35万m^2，取得了较好的成果。     

炭质泥岩路堑边坡湿化变形模拟分析

为探究炭质泥岩路堑边坡湿化前、后的变形规律,通过三轴压缩试验确定邓肯-张EB模型的参数,并利用FLAC3D软件模拟了不同坡高、坡比的炭质泥岩路堑边坡的湿化变形.研究结果表明:坡比为1︰1.5、坡高为16 m的二级炭质泥岩路堑边坡的干态、湿态的最大水平位移、竖向位移均发生在一级、二级边坡坡顶.湿化后的最大水平位移、竖直位...     

浅埋软弱围岩隧道大变形施工控制技术研究

针对浅埋软弱围岩隧道初期支护大变形问题,结合昌宁高速川风凹隧道工程实际,分析了隧道大变形发生的原因机理,提出了包含地质情况探测、地表塌陷注浆回填、继续变形控制、洞内管棚注浆加固、三台阶临时仰拱法开挖和强支护的系统施工治理技术。     

浅埋偏压、软弱围岩双线隧道大变形施工控制技术

结合浅埋偏压、软弱围岩高枧槽隧道实体工程,介绍了开挖断面大、岩溶发育、地质复杂的隧道产生大变形的情况及分析产生的原因,提出了地表打入钢管桩预加固提高承载力、中台阶钢架间增设纵向托梁与地表钢管桩焊接提高整体受力、设置临时仰拱或横撑、双层拱架支护等措施。通过及时分析围岩和支护变形情况,最终洞内初期支护变形、拱顶下沉、地表开裂等现象得到有效控制。     

泥岩地层小曲线盾构机姿态纠偏及防止管片上浮控制技术

广西南宁地铁线路穿越多种复杂地质,泥岩作为该地区一种典型地质,盾构机在该地层中掘进,容易出现两种典型的问题:一是盾构机掘进方向姿态难以纠偏,二是隧道管片容易上浮.出现上述问题的要因是泥岩地质较密实且具有一定的强度和微膨胀性,不利于盾构机姿态纠偏,尤其是小曲线隧道;泥岩具有稳定性,盾构同步注浆浆液初凝前对管片造成上浮.通...     

水平泥岩砂岩互层隧道超欠挖控制技术

水平泥岩砂岩互层围岩的地质特点导致围岩在施工爆破后易沿结构面及软弱破坏面破坏,形成较难人为控制的超欠挖现象。以大梁峁特长公路隧道为工程背景,提出了相应的超欠挖控制措施：采用科学合理的控制爆破技术和施工措施,经此处理后,超欠挖值明显减小,开挖面基本平整、光滑,隧道施工过程中未发生塌方事故,拱顶掉块也明显减少。     

砂岩夹泥岩地层隧道围岩稳定性分析及支护对策研究

以云南某拟建高速公路为依托,利用Midas NX有限元计算软件对砂岩夹泥岩地层隧道开挖进行了数值分析,通过对地层倾斜、水平、竖直三种代表工况进行开挖模拟,研究发现倾斜地层情况下隧道稳定性更差、支护结构受力更大,对施工最为不利,垂直地层分布次之,水平地层分布最安全;不同地层倾角下,锚杆受力具有典型差异,与地层垂直时均受力更大;泥岩地层的塑形分布区更广泛、等效塑性应变范围更为集中,是发生失稳或大变形的主要地质因素。总结了国内类似工程案例,发现砂岩与泥岩组合地层多是在倾斜下出现失稳、大变形,采用及时封闭围岩、加强初期支护、锚杆与层面垂直等措施具有显著效果。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

洺水隧道下穿高速公路变形控制技术

随着我国交通工程建设的不断发展,隧道下穿高速公路工程问题不断增多.以洺水隧道下穿邢汾高速公路工程为依托,首先采用数值计算方法对隧道开挖方法进行了优化,进而开展现场试掘进试验,对下穿过程中地表沉降变形规律进行了分析,最后通过隧道下穿过程中的监控量测,分析了变形控制技术的可行性.研究结果表明:CRD法和台阶法开挖均可保证隧...     

挤压性围岩隧道变形特征分析

乌鞘岭隧道是兰新线重点控制工程，是国内最长的单线铁路隧道。该隧道岭脊地段穿越四条区域性大断层，地应力高，围岩软弱、破碎，属挤压性围岩大变形隧道。隧道施工过程中，出现较为严重的支护变形、支护开裂、钢架扭曲，甚至变形侵限及坍塌事故。针对该隧道特点，开展以变形为主的施工监控量测，进行了变形分布规律、累计变形与最大变形速率的关系、变形与围岩条件的关系以及变形与施工方法的关系等综合分析。提出挤压性围岩隧道具有变形量大、变形速率高、变形持续时间长的变形特征。     

既有桩基影响下隧道开挖地层变形规律研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,隧道开挖导致的地层变形规律,本文通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在既有桩基影响下,隧道施工过程中的地层规律。研究结果表明:隧道开挖引起的周围土体变形区域主要位于隧道上方及上方左右两侧,变形主要以竖向沉降为主,水平变形为辅,砂土地层呈现出整体较均匀变形模式,竖直与水平方向变形均大致对应隧道轴线对称;砂土地层中,隧道掌子面在桩基-隧道中心轴线前时,隧道周围地层变形较小,即隧道开挖的影响还未到达(刚到达)该区域;掌子面位置经过桩基-隧道中心轴线切面后,该切面上地层发生持续变形,直至掌子面位置距离该面约2倍直径后重新达到稳定平衡状态,变形基本完成。