石质铁路隧道初期支护优化研究

以蒙华铁路九岭山隧道为工程背景,运用强度折减法计算围岩强度储备并将其作为围岩稳定性的参考指标。依据现场监测,得到初期支护的受力特征。基于围岩强度储备指标与初期支护的受力特征,对初期支护进行优化设计,并应用于现场。研究结果表明:在围岩具有足够强度储备的前提下,初期支护主要承受形变压力;系统锚杆未发挥作用,喷射混凝土抗压性能未被充分利用,格栅钢架钢筋难以发挥其抗拉和抗弯性能;可将现有初期支护"喷射混凝土+格栅钢架+系统锚杆"的结构形式优化为"喷射混凝土+格栅钢架"。对原有设计和优化方案进行数值模拟,对比其锚杆轴力与喷射混凝土应力分布,同时应用现场试验验证该优化方案的安全性与可行性。该优化方案已在蒙华铁路应用推广。     

地铁隧道穿越厚碎裂岩层的支护优化分析

青岛地铁3号线汇泉广场站—中山公园站区间穿越厚碎裂岩层地质,其岩体节理裂隙较为发育,导致围岩自稳能力较差,以及施工风险较大。结合现场地质条件和施工环境,提出了4种隧道支护结构加固方案;通过数值模拟分析了各加固方案的地表沉降、初期支护结构主应力及围岩塑性区发展情况;基于灰色关联定量分析了各加固方案对5项评价指标的综合支护效果。结果表明:全断面WSS超前帷幕注浆对地层沉降和围岩塑性区发展控制效果最好,超前小导管支护对抑制围岩塑性区发展较明显;碎裂岩层隧道的综合加固效果为:全断面WSS超前帷幕注浆>超前小导管支护>增大拱顶锚杆长度、增设拱肩及拱脚锚杆>提高初期支护刚度。     

高速铁路浅埋隧道超长管棚设计方案研究

京沈高速铁路高丽营隧道穿越六环路酸枣岭互通立交段落,土质、砂质地层自稳能力差,地下水位高,采用浅埋暗挖法施工。超前管棚支护是暗挖段难度最大的项目之一,通过计算分析,结合国内超前管棚应用实例和施工方案的研究,确定采用导向跟管钻进法两侧相向对打施工,一次性施作超前支护,确保结构安全和地面道路正常通行。     

南京地铁南京站站结构设计与逆作法施工

结合南京地铁3、9号线的南京站站结构设计和工程实施情况,介绍了该站的工程概况、地质条件、施工方法、支护结构和主体结构设计。重点对钢管混凝土柱梁节点、防水设计关键技术进行了研究和论述,对钢管柱定位安装方法、逆作施工工序、施工过程遇到的问题及解决办法进行了分析和总结。     

盾构隧道开挖面支护力上限分析

盾构在掘进的过程中,必须确保隧道开挖面前方土体的稳定。将隧道沿纵向简化成平面应变情况,利用双对数螺旋线破坏模式,基于极限分析上限定理,对隧道开挖面前方土体的主动破坏形式进行研究。将盾构机作用在开挖面上的支护力视为均布荷载,得到支护力的上限解,利用Matlab软件编程求解该上限解的最优解,讨论各参数对破坏模式形状和支护力大小的影响。研究结果表明：破坏模式的形状由内摩擦角φ决定;随着黏聚力c和内摩擦角φ的增大,隧道的支护反力σt减小。     

基于Midas/Civil的钢管桩设计分析

针对铁路桥梁承台明开挖基坑并采用钢管桩基坑支护的施工方法,对钢管桩的受力进行有限元仿真分析。结果表明:基于布鲁姆(Blum)方法给出的弹性嵌固悬臂桩荷载计算简图,结合Midas/Civil有限元软件,可有效地对钢管支护桩进行数值仿真分析。该分析方法可以同时给出钢管桩弯矩、应力及其变形的最大量值及分布规律,为钢管支护桩的受力分析提供了一种新的分析手段。     

朔州隧道塌陷下沉侵限段支护处治施工技术

风积砂质黄土构造疏松,垂直节理发育,具大孔隙,具有中等~严重湿陷性,这种土质在隧道施工中易发生崩塌。针对准池铁路朔州隧道进口段风积砂质黄土段初支后出现塌陷、下沉、侵限,喷射混凝土剥落、开裂、下塌变形、初支钢拱架扭曲变形等现象,采用有限元差分软件FLAC3D对风积砂质黄土隧道坍塌体进行分析,处治方法采用迈式锚杆管棚超前支护和径向迈式锚杆打设处治技术,对原初支进行有效拆换,迈式锚杆具有钻进、锚固作业一体化施工特点,实现了塌陷、下沉、侵限段支护处治有效施工。该施工技术方便、快捷,适合隧道狭窄空间作业和抢险施工等特点。     

隧道初期支护大变形处理技术

随着科技进步,长大隧道越来越多,而长大隧道不良地质灾害多,造成喷射混凝土开裂、掉块、脱落,钢架扭曲、弯折、下沉等初期支护变形,导致二次衬砌厚度不够或直接侵入隧道净空,须对初期支护变形进行处理。某隧道最大变形668 mm,通过横向钢支撑、径向注浆加固、刻槽拆换变形支护等措施,成功完成隧道初期支护大变形处理。     

受采动影响巷道破碎围岩综合注浆加固研究

以潞安矿区常村煤矿受采动影响巷道破碎围岩的综合控制为工程背蒂,采用数值模拟软件UDEC对注浆过程中各种参数的影响,以及巷道围岩应力状态和注浆对支护的作用进行了数值模拟分析;并详细介绍了井下工业试验,包括注浆材料的选取,注浆参数,支护参数和矿压监测数据,对注浆后巷道位移及锚索受力数据等综合加固效果进行了评价。井下试验表明：通过注浆,明显地改善了巷道的应力状态。根据不同的巷道变形条件采用不同的注浆方法,并配合注浆锚索,是解决煤矿复杂围岩条件下巷道稳定的有效方法。基于数值模拟分析和工程应用的结果,提出了复杂困难条件下巷道维护的一般原则,为相类似条件的巷道维护提供借鉴。     

深部沿空留巷巷内锚杆支护机理及选型设计

针对深部沿空留巷围岩变形特点和巷内支护存在的问题,在分析巷内锚杆支护机理的基础上。采用FLAC3D数值模拟软件对各类锚杆在深部沿空留巷巷内支护中的工作状态进行了分析,提出了合理的巷内支护锚杆选型设计,并在典型矿井进行了井下工业性试验。研究结果如下：深部沿空留巷围岩经历开挖卸荷和多次强烈采动影响,裂隙发育,强度降低,呈松散破碎状态;顶板分层,裂隙交错发育,剪切效应显著。巷内锚杆控制关键是保持围岩完整性,锚杆支护能阻止裂隙发育发展,避免岩层出现离层、滑动等有害变形,能够适应沿空留巷各个阶段的采动影响。高强度高延伸率锚杆支护系统能够适应深部沿空留巷掘进、留巷和复用各个阶段的支护要求,是深部沿空留巷巷内支护的有效方式,并在井下试验中,有效控制了巷道围岩的大变形,满足了安全生产的要求。