软弱夹层对隧道围岩变形影响的试验研究

龙井隧道是忠万高速公路控制性工程,地质复杂,围岩变形速度快、持续时间长,最终变形量大。通过对龙井隧道围岩变形量测资料和掌子面地质素描的比较分析后发现,掌子面有软弱夹层分布时,其变形破坏程度较严重。文章根据龙井隧道开挖以来变形破坏程度最严重的泥灰岩段软弱夹层和围岩的典型组合结构,利用岩石三轴试验仪,进行了单轴压缩试验,设计了包含软弱夹层的层状岩体试样,根据试样变形破坏特征来解释大变形段围岩变形破坏发展演化过程,根据夹层与围岩的组合结构,建立夹层-围岩的受力模型,借此解释夹层引发围岩大变形的过程。     

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。     

佛岭隧道浅埋段围岩稳定性与支护结构体系工作性状

结合绩黄高速佛岭隧道施工,在隧道右线洞口处YK28＋216断面进行围岩变形和支护结构受力的监控量测,分析围岩变形引起的洞室稳定特性和支护结构体系工作性状,并总结浅埋段隧道围岩变形和结构受力特点,该分析结果对佛岭隧道施工具有指导意义,对类似隧道的浅埋段设计、施工及研究具有借鉴和参考价值。     

大跨城市隧道施工三维有限元分析

针对城市大跨度隧道施工特点,考虑材料和几何非线性的影响,基于大型有限元分析软件Midas GTS,建立结构与围岩连成的三维弹塑性大变形计算分析模型,模拟隧道施工的过程,得出了隧道开挖不同阶段的围岩应力、变形的分布状态,据此对隧道稳定性进行评价。通过开挖过程的三维数值模拟,可了解大跨度隧道围岩应力分布、支护受力状态,剖析施工过程对围岩稳定的影响,从而为采取合理的措施调整支护参数提供重要依据和参考。     

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.     

基于隧道围岩监控量测的位移反演实践

基于隧道围岩监控量测的位移反分析能够充分考虑施工过程中各种因素的影响,获得更接近工程实际的岩体力学参数,能有效指导隧道的动态设计和信息化施工,因而对于复杂地质条件下隧道及地下工程的设计、施工具有重要意义.     

大变形隧道极限位移的计算模拟

提出了隧道大变形隧道稳定性的概念。分析了产生大变形的机理和判断膨胀性围岩及挤压性围岩的参考标准;提出了大变形隧道极限位移状态的概念,即通过计算模拟确定大变形隧道的极限位移,利用隧道的实测位移和其极限位移判别大变形隧道的稳定性。以隧道周边位移为依据,建立大变形隧道稳定性判别准则,可以直观地与现场量测联系起来,真正体现隧道施工中的反馈信息、指导施工、修正设计的动态设计特点。     

水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征.     

软弱围岩隧道支护力学体系分析

由于施工单位对软弱围岩隧道变形规律认识和判断不足,会导致施工过程中的造价偏高,甚至出现安全事故,造成各种不必要的损失。其中,围岩变形偏大是造成坍塌等安全事故的主要原因。根据软弱围岩隧道的受力及变形特点,建立了模型,通过模型围岩弹性区、塑性区应力的变化及隧道开挖阶段塑性半径、界面接触的区分,揭示了软弱围岩的力学变化特点,为软弱围岩隧道施工提供良好的技术支撑。     

堡镇隧道围岩变形的神经网络预测

隧道新奥法施工中，常以围岩变形量作为评判围岩稳定性和支护结构经济合理性的重要指标。隧道围岩变形量是随时间而变化的数据序列，因而可以建立一些实时跟踪预测模型和方法。针对宜万铁路堡镇隧道软弱围岩区段施工大变形特点，采用神经网络技术对其变形量进行了预测分析，预测结果经过工程实践检验，具有相对较高的准确性和可靠性，为隧道施工决策提供了有效依据。     

软弱千枚岩隧道施工病害及防治措施分析

软弱千枚岩具有易风化、遇水软化、自承能力低等性质。通过对大量软弱千枚岩地层中隧道建设案例的分析研究,揭示了软弱千枚岩隧道围岩变形具有瞬时变形量大、变形持续时间长、累计变形量大、变形分布不均匀等特性,施工中易发生掌子面滑塌、初支开裂掉块、围岩大变形甚至侵限等工程事故,严重威胁现场施工安全。结合新奥法施工理论,从地质超前预报、超前支护、开挖方式、初期支护和二次衬砌等施工全过程各个环节对软弱千枚岩隧道施工技术进行优化。     

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。     

杨河隧道的变形控制标准与支护措施的关系

杨河隧道地质构造复杂,洞身出现长段落炭质片岩,岩体自身强度弱、稳定性差,遇水化泥,极易坍塌。隧道掘进后,围岩变形严重,导致初期支护钢拱架扭曲、坍塌,安全控制及施工难度大。根据实测变形时态曲线和围岩压力时态曲线,应用蠕变模型反演了岩石流变参数,分析了隧道炭质片岩地段施工大变形的机理和特征;提出了炭质片岩分级标准对应的防治措施。研究取得了复杂炭质片岩条件下软弱围岩大变形控制技术突破,形成了复杂炭质片岩条件下控制隧道大变形的快速施工方法。     

杨河隧道的变形控制标准与支护措施的关系

杨河隧道地质构造复杂,洞身出现长段落炭质片岩,岩体自身强度弱、稳定性差,遇水化泥,极易坍塌。隧道掘进后,围岩变形严重,导致初期支护钢拱架扭曲、坍塌,安全控制及施工难度大。根据实测变形时态曲线和围岩压力时态曲线,应用蠕变模型反演了岩石流变参数,分析了隧道炭质片岩地段施工大变形的机理和特征;提出了炭质片岩分级标准对应的防治措施。研究取得了复杂炭质片岩条件下软弱围岩大变形控制技术突破,形成了复杂炭质片岩条件下控制隧道大变形的快速施工方法。     

黄土连拱公路隧道围岩变形监测和数值分析

以离军高速公路黄土连拱隧道为工程背景,对地表沉降、地质和支护状况、拱顶下沉和水平收敛进行了现场监测,并采用有限元方法分析了隧道围岩拱顶下沉和水平收敛的变化规律,进而研究了黄土连拱隧道三导洞法施工的围岩变形规律和影响因素．结果表明：黄土隧道Ⅳ类围岩比Ⅴ类围岩变形小,围岩稳定较快;三导洞施工法开挖中、左、右导洞和断面开挖时,围岩应力一直处于重新调整中,变形也在不断变化,且施工中开挖顺序对围岩变形有很大影响,在洞室开挖施工中,要密切注意拱腰及拱顶的变形情况,加强Ⅴ类围岩监测,及时进行临时支护,尽早完成右洞初期支护,以防变形过大而围岩失稳;影响黄土隧道围岩变形的主要因素是黄土的工程特性和地质工程环境．     

大断面公路连拱隧道施工开挖控制

杭千高速南峰、善岭隧道为六车道曲墙连拱隧道,隧道最大开挖宽度36.3 m,是目前国内公路双连拱隧道开挖跨度最大的隧道之一,隧道开挖施工安全具有重要意义。从围岩稳定性、动态施工过程等方面分析和总结了连拱隧道的开挖变形受力情况及合理的施工过程,探讨了关健工序的施工合理控制方法,对后续工程施工具有参考意义。     

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。     

浅埋暗挖法的施工适应性及展望

浅埋暗挖法的核心是新奥法的基本原理,即在施工中采用辅助措施加固围岩,可以有效地抑制围岩过大变形。从地层适应性、断面形式、施工安全和质量及施工技术四个方面比较地下工程施工方法的优缺点,说明浅埋暗挖法城市地下工程的施工适应性,并且预测其发展前景良好。     

注浆方式对大断面软弱围岩隧道稳定性的影响及研究

大断面软弱围岩隧道自稳性差,岩体破碎,在施工过程中可能会出现拱顶崩塌,掌子面失稳等问题。为保证大断面软弱围岩隧道前期施工和后期运营安全,对软弱围岩进行注浆预加固具有重要意义。应用有限差分软件FLAC3D对大断面软弱围岩隧道拱部注浆、全环注浆及不注浆3种方案进行数值分析,研究不同注浆方式对围岩的加固效果和围岩应力分布规律以及围岩稳定性,为大断面软弱围岩隧道的施工提供指导。     

通省隧道云母片岩大变形控制施工技术

通省隧道隧址区主要穿越武当山群地层,岩层结构主要是以含云母为主矿物成份的片岩.在施工过程中隧道围岩岩性与结构多变,强烈的初期支护变形破坏,隧道净空侵限,给施工带来很大的困难,严重制约了工程进度.针对通省隧道地质特点,介绍了在施工过程中对云母片岩大变形的施工防控措施,实现了类似围岩的安全快速施工.