小规模下伏薄煤层采空区倾角对隧道开挖稳定性的影响研究

公路隧道近接下伏采空区施工必定会打破采空区的原始平衡状态,出现应力重分布现象。为研究不同倾角下伏采空区对隧道施工稳定性的影响规律,文章采用有限元软件构建采空区地层隧道计算模型并进行了数值计算,研究了下伏采空区倾角对隧道洞周位移、初期支护内力和塑性区的影响规律。计算结果表明:(1)下伏采空区的存在加大了隧道洞周位移,倾角越小,增幅越大;(2)下伏采空区的存在增强了初期支护内力分布离散性,尤其是对拱顶内力影响幅度较大,主要体现在隧道拱顶轴力降低,倾角越小,降低值越大;(3)下伏采空区的存在增大了围岩塑性区,甚至贯穿到采空区冒落带,倾角越大,塑性区越小。因此,下伏采空区倾角越小,隧道施工风险越高,围岩稳定性越差,结构受力越不利,应采取有效措施提高下伏采空区的处治强度。     

金仁桐高速公路采空区地质选线研究

金沙经仁怀至桐梓高速公路沿线通过的煤矿主要有泮水煤矿、云安煤矿、鼎兴煤矿及桑树湾煤矿,煤矿开采形成了一定规模的采空区,公路通过煤矿采空区易产生路基下沉、桥梁变形、隧道变形及瓦斯突出等工程问题,且后期维护修复难度极大,采空区研究对于高速公路的合理选线至关重要。本文对云安、鼎兴煤矿路段采空区稳定性进行定量评价,结合采空区公路地质选线原则,对K线和A21线两同精度方案进行比选,A21线安全性及稳定性较好,更为合理。     

小煤窑采空区隧道的勘察设计

煤层采空区,尤其是年代久远的小煤窑采空区,对隧道工程危害极大,易造成支护结构变形、开裂、沉降甚至发生坍方,个别隧道运营期间仍在整治.目前采空区隧道的设计理论尚不完善.实际设计、施工中采用的工程措施基本以工程类比及施工实践为主.文章就多年来对多个小煤窑采空区隧道的设计并结合施工实践进行了整理、归纳,取得了一些成果,以供广大隧道建设者借鉴.     

兰渝铁路熊洞湾隧道煤矿采空区施工安全控制技术

新建兰渝铁路熊洞湾隧道属极高风险隧道,隧道穿越软弱破碎煤系地层,围岩内富存采空区,主要存在煤窑采空区及瓦斯问题,属典型煤系地层隧道.文章首先针对该隧道穿越采空区施工过程中面临的各种风险(包括采空区施工风险、瓦斯突出风险、突泥与突水风险、围岩大变形风险及塌方风险等)进行了综合分析;进而从施工监理角度有针对性地提出了风险规避措施,包括重大危险源方案审查、综合超前地质预报技术、施工资源控制,以及对施工单位施工过程的管理、行为控制等.     

采空区地层变形产生的隧道附加荷载及变形容许值计算与分析

文章分别计算了采空区上方地层弯曲时对隧道产生的附加荷载q1、q2及地层水平应变时对隧道产生的附加荷载qH,并推导出了采空区地层容许弯曲变形和水平应变数值.结果表明,现行交通部《采空区公路设计与施工技术细则》规定的采空区地基容许变形值较为笼统且偏大,结构偏于不安全.最后,文章根据计算结果对比,对不同围岩级别提出了更严格、更安全、更有针对性和可操作性的隧道对采空区地层变形限制要求,以供广大隧道工作者参考使用.     

公路隧道穿越急倾斜采空区的处理技术

为防止公路隧道穿越急倾斜采空区时出现陷坑、地表变形等情况,对采空区的结构处理原则、处理参数及方法进行了研究,并对瓦斯处理措施进行了探讨。实践表明,工程施工后,施工效果良好,可为同类工程提供借鉴。     

公路压覆石膏芒硝矿采空区稳定性分析及影响评价

公路设计和建设压覆采空区时需要考虑采空区的稳定性,石膏芒硝矿采空区稳定性主要受顶板(护顶层)和矿柱稳定性的影响。文章对石膏芒硝矿采空区稳定性分析评价方法进行综述,并采用力学平衡法对贵港大岭至横县良圻公路压覆广西横县陶圩石膏芒硝矿采空区顶板稳定性进行理论和工程实例分析,结果表明该石膏芒硝矿采空区顶板稳定,采空区对公路建设和运营基本无影响。该分析评价方法实用可行,可用于公路压覆矿产资源研究和评价工作。     

西山坪隧道隧底煤层采空区的整治

西山坪隧道位于国道212线重庆至合川高速公路上,为双洞单向交通隧道,其中左洞长2 510 m,右洞长2 485 m;隧道穿越三叠系上统须家河组第三段时遇煤层采空区,需要进行整治后方能够保证隧道的安全。文章着重分析了采空区对隧道的不利影响及其处理方式。     

高速公路跨越磷矿采空区处治技术研究

针对高速公路建设跨越采空区场地,难以准确对采空区稳定性进行评价及处治的难题,首先,通过收集磷矿采空区资料,开展现场调查对采空区稳定性加以预判,其次,依据规范及现场资料对磷矿采空区进行优化处治,最后,对高速公路跨越磷矿采空区进行质量复核。研究表明：磷矿已经停采,但磷矿开采导致地下空洞,采空区仍在下沉。根据方案比选,在高速公路跨越采空区影响范围采取注浆处治方案是保证工程质量的最佳方案,工程实践表明,采空区处治后,高速公路运营情况良好,在优化高速公路特殊地质线路选线方面有重要的实际意义。     

断层与隧道相对距离对围岩稳定性影响的试验研究

目前关于断层破碎带破坏围岩完整性方面的研究已取得不少成果,但断层对隧道围岩稳定性的影响程度及其机理仍是一个模糊问题.文章以石吉高速五峰山一号隧道为背景,采用室内模型试验对有无断层、断层与隧道距离变化情况下的围岩破坏特性进行了研究.结果表明,断层与隧道距离在一倍洞径以内时,围岩不能形成完整的压力拱,断层的存在对围岩的稳定性影响较大;隧道开挖对隧道周线两侧围岩稳定性的影响具有不对称性.     

武云高速公路采空区稳定性评价

高速公路穿越采空区的场地稳定性评价问题涉及建设项目采空区处治段落长短划分,处治强度的合理设计及投资规模的控制。文章以武云高速公路采空区为例,综合应用现行行业规范的多种评价方法,对该采空区场地的稳定性进行评价,并对现行行业规范推荐的各评价方法的适用性进行了实践检验,取得的技术经验可供相似项目参考。     

上软下硬地层隧道围岩稳定性量化评价标准研究

针对常见围岩级别组成的5组地层,文章通过有限元数值计算对上软下硬地层隧道围岩稳定性量化评价标准进行了详细的分析和系统的研究。首先确定以拱顶位移突变判据和能够反映隧道破坏本质的安全系数作为判别隧道围岩稳定性的双重指标,然后通过大量的数值试验对5组地层组合隧道围岩的自稳性进行研究,并通过自稳曲线来划定围岩稳定性量化分组,从而建立围岩稳定量化评价体系。研究成果对土木工程领域围岩稳定性分级理论标准研究起到了细化和补充的作用,也可作为上软下硬地层隧道支护结构设计、现场施工参考之用。     

开挖工况对偏压连拱隧道结构及上覆山体稳定性的影响

文章采用弹塑性有限元数值模拟,对不同开挖工况下地形偏压连拱隧道围岩及主体结构的应力场、位移场、破坏区分布进行了分析,研究了开挖工况对隧道上覆山体稳定性的影响。分析表明,当先开挖浅埋侧隧道时,围岩、结构及上覆山体稳定性都要优于先开挖深埋侧隧道的方式,其计算结果可为同类隧道的设计、施工提供有益的参考。     

雷音铺隧道进出口段稳定性分析

隧道进出口段是隧道工程建设关键技术部分之一,为了分析隧道进出口段稳定性,以雷音铺隧道进出口段为研究对象,根据该隧道的工程地质条件,对岩体基本质量指标BQ进行修正,并对进口和出口处围岩进行准确分级。综合分析隧道进口和出口开挖时形成的仰坡和左、右侧垫坡的稳定性,对可能产生的危害提出相应的防治措施和建议,指导工程施工并为类似工程设计提供参考借鉴。     

侯月线桃坪隧道病害成因及改造方案研究

候月线桃坪隧道自建成运营以来,病害持续不断,且从2013年起病害加剧发展,危及行车安全。文章通过对桃坪隧道病害进行系统的专项勘察,采用查阅资料、洞内调查、地面调绘、沿线走访、物探钻探、室内试验等综合手段,对隧道各时期的病害类型、段落、规模及病害发展情况进行了全面排查和统计,查明了隧道病害成因,其主要受建设标准、工程缺陷、围岩软弱及膨胀性、煤矿采空区等多种因素影响所致。结合隧道病害情况,文章提出了天窗点整治、封闭一孔倒换整治、新建一座双线隧道、新建一座单线隧道及封闭一孔扩挖整治等改造方案。综合研究后认为:既有隧道病害整治应采用单线行车、封闭施工的方案,新建隧道宜采用单洞双线隧道方案。     

破碎岩层位置对隧道稳定性的影响研究

为揭示破碎岩层位置对隧道稳定性的影响规律,文章以某节理裂隙岩体隧道为研究对象,根据破碎岩层位置的不同分别建立6个计算模型,采用离散元软件UDEC对各个模型进行仿真模拟,并对比分析破碎岩层不同位置下的隧道开挖后应力和位移响应云图。结果表明:当破碎岩层位移隧道中线以上时,对隧道稳定性影响最大;当破碎岩体层位于隧道中心以下,对隧道稳定性影响较小。     

基于有限元强度折减法分析主应力方向对隧道稳定性的影响

以有限元强度折减法为基础,文章采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法研究了主应力方向对砂岩隧道稳定性的影响规律;数值模拟采用ABAQUS软件计算了直墙拱形隧道在不同主应力方向下的稳定系数和积分点上的塑性应变,计算结果与模型试验结果吻合较好。研究结果表明:有限元强度折减法能够很好地应用于隧道的稳定性分析;主应力方向对隧道的稳定性具有很大的影响;如果仅考虑主应力方向这单一因素对隧道整体稳定性的影响,当主应力方向与隧道断面夹角为45°时,隧道模型的整体抗压强度最低,稳定系数Fs最小,此时隧道稳定性最差。     

衬砌开裂隧道的稳定性分析及治理技术

隧道衬砌开裂将影响隧道的承载能力和使用安全.文章主要分析了铁路隧道开裂状况及原因,对裂缝宽度的影响程度进行了分级,利用断裂力学的方法研究了衬砌开裂隧道的稳定性,并提出了相应的裂缝治理技术.     

双连拱隧道结构内力分析与围岩稳定性试验研究

双连拱隧道模型的相似性试验是进行隧道结构力学研究的主要方法。文章基于相似性试验原理,以广西马江隧道的实际工程为例,对双连拱隧道的结构内力和围岩稳定性进行了模型试验研究,并通过三导坑法及双导坑法对隧道洞室周边的径向位移进行了测试分析。试验结果表明:洞室周边径向位移的峰值出现在拱顶处,其次是腰部位置。     

超前预加固大断面隧道施工参数系列化研究

论文以武广客运专线浏阳河隧道为工程背景,根据铁路隧道围岩分级和断面尺寸为主要影响因素,提出新的掌子面稳定性分级方法及分级数;对影响大断面隧道掌子面稳定性的影响因素进行序列化及参数敏感性研究,得到超前预加固大断面隧道围岩稳定性影响因素序列及掌子面超前加固参数敏感性;然后在掌子面稳定性分级及超前预加固大断面隧道影响因素序列基础上,提出超前预加固大断面隧道施工参数系列,为浅埋大断面隧道施工提供指导.