基于不同本构模型的复杂地层大断面隧道开挖稳定性分析

多元结构地层中,土体单元触变性高,应力应变路径十分复杂,单一的本构模型不能满足隧道施工变形研究的需要。分析了摩尔库伦、修正剑桥、Druker-Prager和西原正夫等四种本构模型的屈服特性及应力应变关系,通过C++对FLAC软件二次开发,将本构模型程序化。以兰州轨道交通某大断面车站隧道为工程背景,模拟分析四种模型下大断面隧道开挖引起的地表沉降、底板隆起、两帮收剑的变化规律,发现摩尔库伦模型中洛德参数可识别土体单元处于压缩或拉伸状态,能较好地拟合地表沉降规律;修正剑桥模型可追踪岩土体的变形能力和抗剪强度随体积改变而变化的特性,能准确判断隧道直墙的水平位移变化趋势;Druker-Prager模型因考虑中间主应力及静水压力对相邻单元的作用,可反映出隧道内部土体移出后的底板隆起变形特点。以上规律可为复杂多元结构地层中隧道施工变形控制提供参考,从而保证隧道建设的高效与优质。     

盾构隧道穿越上软下硬地层施工力学特性分析

上软下硬复合地层在盾构施工中常常造成盾构掘进姿态不佳及地表塌陷,严重时还可能导致管片局部出现破损。结合深圳地铁7号线穿越上软下硬地层的工程实例,采用数值模拟方法研究盾构隧道穿越上软下硬地层段("由软入硬"与"由硬入软")的施工力学特性,对地表及管片拱顶沉降、管片应力的变化规律进行分析,研究结果表明:盾构在穿越上软下硬交界地层过程中,地表沉降出现显著增大(增量最大可达1 cm),拱顶不均匀沉降的现象较为严重;对较软侧地层进行适当加固,可以有效减小上软下硬地层交界处的地表及管片拱顶沉降,同时能够降低"由软入硬"段管片的应力水平。     

径向和帷幕注浆与抗水压衬砌综合技术在老东山隧道中应用

老东山隧道洞身穿越一大型水库,为确保隧道施工安全,减少对地表环境的影响,以"以堵为主、限量排放"为基本原则,采用径向和帷幕注浆与抗水压衬砌施工技术进行综合治理。通过介绍该综合整治技术,为今后同类工程的施工提供了可借鉴的经验。     

淤泥质地层浅埋暗挖通道管幕预支护施工效应分析

上海地铁二号线西延伸工程威宁路站主要穿过无自稳能力的淤泥质地层,其拟建的3、4号出入口通道采用浅埋暗挖法管幕预支护施工。采用有限元数值方法对其施工效应进行了分析。分析结果认为，施工过程洞室稳定，浅埋暗挖管幕预支护施工方法可行，地表变位满足城市环境要求。     

盾构刀具异常磨损及改进研究

针对南京长江隧道大直径泥水盾构在穿越砾砂-砂卵石地层时刀具出现异常磨损,从刀具设计和工艺等方面对磨损原因进行分析,提出刀具的改进方案。工程应用表明,改进后的刀具其使用寿命是原装刀具的6倍,工程效益明显,对类似工程有很好的借鉴作用。     

百丈隧道穿越流塑状富水破碎带施工措施及其安全性评价

百丈隧道左洞ZK152+433~ZK152+463段穿越流塑状富水破碎带施工时反复出现变形侵限、塌方等情况,给工程施工带来前所未有的挑战。文章详细阐述了施工过程中采取的各种处治措施,总结了不同处治方案和效果,并采用数值分析方法对隧道结构安全性进行了分析。结果表明:(1)对于流塑状富水破碎带,加密超前支护是防止开挖时围岩出现较大变形或者坍塌的最有效措施。百丈隧道流塑状富水破碎带最终采用了每榀钢架(钢架间距50 cm)都打设一环3.5 m长?51自进式锚杆的超前支护方式,即每个断面都有7层超前支护,最终有效控制了开挖后围岩变形,避免衬砌侵限与塌方;(2)对于流塑状富水破碎带,加固围岩尤其是边墙与基底处围岩非常重要,可有效减少开挖过程中衬砌的整体式下沉。采用抛石挤淤+注浆的方式进行边墙与基底围岩加固,其效果比采用单纯注浆方式好得多;(3)对于外部荷载较明确的隧道,采用计算分析结合工程经验的方式确定衬砌支护参数,既能保证隧道结构安全,又使其经济合理;(4)在双车道隧道施工中,采用三台阶法施工,应尽量缩短台阶长度,使初期支护及时封闭成环,从而可以较好地控制围岩变形。     

富水未成岩粉细砂层隧道降水技术研讨

富水未成岩粉细砂地层是极软岩地层中非常特殊的地层,因成岩不均匀,水动力环境复杂,地层力学特性差异性大,复杂多变,岩层整体缺乏自稳性,遇水易发生溜塌、滑移、涌水涌砂、基底软化承载力下降等问题,严重阻碍施工进度,危及施工安全。为解决该地层施工难题,以便安全、快速的施工,文章以兰渝铁路桃树坪隧道出口现场施工中采用的垂直深井降水+超前真空深孔降水+轻型井点降水的3级降水方法为例,总结在该地层条件下降水的设备、工艺、工法和技术参数,基本解决了富水未成岩粉细砂地层施工降水难题,可为类似地层条件下隧道洞内降水作业提供技术参考和经验借鉴。     

胡麻岭隧道斜井突水涌砂治理措施研究

胡麻岭隧道2#斜井围岩为第三系富水粉细砂,出现了大规模突水涌砂现象,掌子面受突涌作用影响向后方产生较大位移,严重影响了施工安全和工程进度.通过采用以全断面水平旋喷加固为主的治理技术,并且在无法施做旋喷桩的部位,采用综合锁口措施,在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷桩拱棚,起到防流砂、抗滑移、防渗透的作用,保证隧道施工安全顺利地通过突涌地段.     

非开挖铺设地下管线对公路沉降的影响

利用非开挖铺管技术进行穿越公路的工程建设,会对公路下地层产生扰动,该扰动会使公路产生一定沉降。该文分析了非开挖施工引起地层扰动的因素,介绍了Bennet(t1998)创建的地表沉降预测计算方法,并结合工程实例,对公式进行了运用,提出了非开挖铺管技术减少对公路沉降的措施。     

象山隧道岩溶涌水突泥治理技术

龙厦铁路象山隧道在富水岩溶区段开挖施工过程中突发涌水突泥地质灾害,引起地表塌陷,给周边环境和施工安全造成严重破坏和威胁,由于隧道反坡施工,造成洞内蓄积了50多万m3的泥砂和涌水。如何安全地进行抽排水及清淤工作,并针对高压岩溶突泥段采取何种技术手段进行治理,有效控制施工风险成为最关键技术难题。经过认真研究,通过实施"堵泥不堵水"地表深孔封堵溃口,顺利完成排水清淤,并采取"超前注浆、加强支护、合理开挖"等技术手段,实现了在高压富水复杂岩溶突水涌泥区封水带压安全开挖作业的目的。