软岩大变形隧道施工技术探讨

基于兰渝铁路两水隧道的施工实例,分析了软岩隧道大变形的特点,归纳了控制软岩大变形的施工技术.     

单线铁路隧道高地应力软岩破碎带大变形控制措施研究

为解决高地应力隧道软岩破碎带大变形的控制问题,以兰渝铁路某隧道为例,分析了软岩破碎带的变形特征,结合前期变形控制的经验,确定软岩破碎带的变形等级,采取保护围岩的施工理念,选择合理的支护参数,加强锁脚锚杆,施作锁固锚杆,使支护结构均匀受力,预留合理变形量并确定工序化注浆和横撑支护加强的时机,短台阶开挖、快速封闭和适时施作衬砌,建立大变形控制流程,有效控制了隧道软岩破碎带大变形.     

软岩隧道开挖数值模拟分析

以某铁路隧道为工程背景,该隧道为软岩大变形隧道,且地下水极为丰富,隧道穿过软岩地层时,初期支护多次出现下沉、开裂,最后导致初期支护置换,施工进度极为缓慢。针对隧道在软岩地段时,研究隧道在渗流场—应力场耦合情况下,对隧道采用三台阶开挖方法进行模拟,验证施工工法的可行性。     

高地应力软硬互层隧道开挖工法比选分析

层状软岩隧道由于受层理作用明显,大变形问题突出,特别是在高地应力的作用下更是加剧了该类隧道的设计和施工难度。为探究高地应力条件下互层软弱围岩的合理施工方法,依托尖山高地应力互层软岩隧道,采用离散元软件3DEC对不同施工方法下隧道的围岩变形与支护受力进行分析。分析结果表明：上下台阶+预留核心土法可以有效控制变形并改善支护结构受力,灵活多变且工序简单,建议在施工中采用。     

某隧道软岩大变形防治问题的探讨

修建中的某隧道位于高地应力区,局部地段地下水发育,易产生软岩大变形。在分析该隧道围岩发生大变形原因的基础上,从设计和施工两方面讨论了隧道大变形的防治措施,优化了支护参数,取得了良好的效果。     

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。     

软岩隧道施工地质灾害形成机理研究

软岩隧道在施工过程中极易产生支护结构开裂、大变形、渗漏水、掉块、塌方等地质灾害,严重威胁施工人员和机械安全,造成巨大的经济损失。为深入研究软岩隧道施工地质灾害的形成机理,结合依托工程的实际情况,总结分析了其地质灾害的基本特性,并利用围岩单轴抗压性能试验分析了软岩隧道在地下水影响作用下的变化情况,同时利用数值模拟手段研究了软岩隧道围岩在初始状态及浸水状态下的竖向位移及塑性区分布情况,从而全面揭示了软岩隧道地质灾害的形成机理。研究成果为类似工程提供了理论指导。     

高地应力软岩大变形隧道施工技术阐述

高地应力软岩隧道施工具有风险大、变形大、工期长等多项特点,因此在具体施工中,要做好相应的分析工作,从而确保工程的合理施工。     

高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究

为探明高地应力层状软岩隧道的非对称变形破坏规律及其支护结构的非对称受力特性,结合碳质千枚岩力学特性与变形破坏机制的各向异性特性,对层状软岩隧道围岩的非对称变形破坏特征进行了分析. 在93座典型高地应力层状软岩隧道变形数据的基础上,系统性地分析了隧道拱顶沉降、水平收敛、最大变形量与地应力、岩体抗压强度、隧道埋深之间的关系. 研究结果表明:高地应力层状软岩隧道的变形量与最大地应力、岩体抗压强度、埋深的分布较为离散,在一定地应力、岩体强度或埋深条件下,隧道变形量既存在于高值区间,也存在于低值区间;隧道变形量随地应力的增大、岩体强度的降低、埋深的升高逐渐向高值区间靠拢,高地应力层状软岩隧道大变形是高地应力、软弱围岩、层理弱面耦合作用的结果;基于隧道最大变形量与隧道强度应力比的幂指数变化规律,提出了高地应力层状软岩隧道的大变形预测分级指标.      

用有限元模拟软岩蠕变对隧道结构的影响

选用适当的软岩蠕变模型,建立了软岩围岩隧道的有限元计算模型,并以某修建在软岩地段的公路隧道为例,分析了隧道锚杆和支护施工的时间对其变形和内力的影响。另外,该模型也可应用于其它软土地下工程。     

某软岩大断面隧道微台阶法开挖围岩变形特性研究

为了提高大断面隧道施工安全性,以某软岩大断面隧道开挖支护为对象,利用FLAC 3D有限元分析软件,模拟分析了某大断面隧道在微台阶开挖法下隧道围岩变形特性,研究得到上台阶开挖完成后围岩塑性区分布情况、掌子面位移分布情况,对比下一进尺完成后得到围岩等效塑性区大小及位置变化情况;并通过在模型中布设相应监测点,分析开挖过程中的围岩位移变化情况,得到拱顶沉降、拱腰水平位移变化规律以及最大变形值,分析结果表明微台阶法在该软岩大断面隧道开挖过程对围岩变形的控制效果较好。     

软岩顺层偏压地段隧道初支变形侵限安全有效处理技术

以大断面铁路隧道在顺层偏压、软弱围岩地质情况下初支沉降变形收敛侵限处理为例,详细介绍软岩偏压地质下隧道施工过程中初支变形侵限分段分单元方式扩挖置换拱的施工方法及要点,安全有效处理保证二衬净空。     

用有限元模拟软岩蠕变对隧道结构的影响

选用适当的软岩蠕变模型，建立了软岩围岩隧道的有限元计算模型，并以某修建在软岩地段的公路隧道为例，分析了隧道锚杆和支护施工的时间对其变形和内力的影响．另外，该模型也可应用于其它软土地下工程．     

基于时间序列与神经网络的软岩隧道变形预测模型及其应用

针对软岩隧道具有变形量大、变形分析困难和稳定性差等特点以及传统的变形分析方法过于单一和精度低等问题,分别运用时序分析和神经网络方法对软岩隧道变形进行了预测,以单个方法的预测结果为基础,结合IOWHA算子,根据各方法的预测精度计算出它们在组合模型中的权重,建立了组合预测模型．通过工程监测获取原始数据,运用组合预测方法得到相应的预测结果,并将其与单个方法的预测结果进行了对比分析．研究结果表明：新的组合预测方法能够综合时序分析和神经网络方法的优势,预测结果精度明显提高,该方法的应用对具体软岩隧道的稳定性评价及隧道工程的施工与维护具有一定的指导意义．     

基于时间序列与神经网络的软岩隧道变形预测模型及其应用

针对软岩隧道具有变形量大、变形分析困难和稳定性差等特点以及传统的变形分析方法过于单一和精度低等问题,分别运用时序分析和神经网络方法对软岩隧道变形进行了预测,以单个方法的预测结果为基础,结合IOWHA算子,根据各方法的预测精度计算出它们在组合模型中的权重,建立了组合预测模型.通过工程监测获取原始数据,运用组合预测方法得到相应的预测结果,并将其与单个方法的预测结果进行了对比分析.研究结果表明:新的组合预测方法能够综合时序分析和神经网络方法的优势,预测结果精度明显提高,该方法的应用对具体软岩隧道的稳定性评价及隧道工程的施工与维护具有一定的指导意义.     

乌鞘岭隧道F4～F7断层区段压力、应力实测与分析

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。该隧道穿越四条区域性大断层,地应力高,围岩软弱、破碎,隧道变形大。针对高应力条件下的软岩隧道大变形特点,在F4~F7断层区段,开展了系统、全面监控量测。根据实测数据,深入分析了支护压力、支护应力的规律及特征,及时将信息反馈给设计与施工,为工程施工提供了主要的技术支持。     

川西高原隧道软岩大变形施工处治措施研究

得荣一号隧道位于我国川西高原甘孜藏族自治州得荣县境内,隧址区穿越泥盆系强风化云母片岩,受构造断裂带影响,岩体裂隙发育、软弱易变形。经查勘及补勘,分析大变形及施工段落软岩变形监测数据后,采取的处治措施为:①对大变形侵限严重段采取拆换拱措施,软岩塌方涌泥段进行洞内大管棚及超前加固处治;②充分预判地质情况并结合既有施工段变形监测数据,取其中20m作为试验段,调整原设计支护参数及预留变形量;③加强施工控制及锁脚布置,短进尺、早封闭,及时反馈试验段变形监测数据并再次调整设计。施工后期未出现变形侵限等问题,从而降低工程施工风险。     

锚杆支护在整治高地应力软岩隧道大变形的效应分析

根据乌鞘岭隧道工程实例阐述了高地应力软岩隧道大变形的特点,及其整治措施,通过模型计算对施作锚杆隧道与没有施作锚杆隧道的应力以及位移进行了比较,并论述了锚杆支护对于整治大变形的重要作用。     

象山特长隧道施工风险分析

在隧道宏观工程背景分析的基础上,对龙厦铁路象山隧道施工风险进行了详细的分析,指出了象山隧道施工面临突水突泥、地表失水、塌方、软岩变形、岩爆、瓦斯爆炸、高地温、有轨运输溜车等八项典型施工风险,对长大隧道施工风险控制具有指导意义。     

对软弱围岩隧道力学特性的探讨

结合关口垭隧道现场施工中出现的隧道围岩稳定性差,为探索泥质页岩的特征,现场采用了多种手段进行了量测,并对各项结果进行了综合分析,基本掌握了软岩的变形特征及支护结构的受力情况,同时成功地预报了隧道施工中出现的险情,防止了大塌方的发生．避免了较大的经济损失。