云南省香丽高速浅埋隧道进口段二次衬砌支护时机分析

目前中国山岭隧道主要采用新奥法施工,如何确定新奥法二次衬砌施工的合理支护时机一直是隧道施工中重点关注的问题,尤其遇到隧道埋深较浅、围岩较差的情况。以云南香丽高速浅埋破碎围岩隧道进口段施工为例,采用基于现场监控量测数据的反分析法和收敛限制半解析计算法,得到了满足变形速率准则和极限位移准则的二次衬砌支护时机。研究结果表明:进口段二次衬砌合理支护时间参数为21～26 d,空间参数为52～73 m。     

地铁浅埋隧道初期支护变形侵限换拱施工技术

成都地铁18号线太平隧道为单线隧道,全隧岩体为V级围岩,隧道为进口向出口单向施工,采用矿山法施工,出口端为缓坡出洞,埋深5～10 m,洞段岩体为软弱土质围岩。在隧道施工到出口浅埋段时,左右线均出现沉降变形且变形较大,造成部分初期支护侵限二衬,现场对变形侵限部位的拱架进行了更换与加固处理。浅埋隧道软弱围岩初期支护侵限换拱加固后取得了良好的效果,最终监控量测结果证明:在进行初期支护支护换拱后,结构稳定,达到了结构安全要求,保证了隧道净空和二衬混凝土厚度。针对太平隧道软弱围岩段初期支护变形侵限换拱技术进行了阐述,可为类似工程提供借鉴。     

隧道开挖数值模拟及复合式衬砌安全性分析

隧道的开挖与支护是涉及多个因素的复杂过程,利用ANSYS软件对其进行数值模拟,分析隧道围岩在不同参数的复合式衬砌下的应力、位移变化,以及衬砌体自身的内力状态。运用强度折减法计算出不同工况下隧道围岩稳定安全系数,以研究锚杆对隧道围岩的加固作用和锚杆直径的变化对围岩稳定产生的影响;在二次衬砌受到稳定围岩荷载的条件下,运用数值计算方法计算各种厚度条件下衬砌的安全系数,探讨二次衬砌厚度变化与其所引起的自身内力状态以及自身的安全系数有着怎样的关系。模拟分析取得了较好的效果,可为类似工程实践提供参考与指导。     

Ⅴ级围岩浅埋大跨双洞隧道施工力学行为及安全净距研究

为研究交叉中隔墙法（ＣＲＤ）在浅埋大跨双洞隧道Ⅴ级围岩条件下的适应性,基于ＡＮＳＹＳ有限元软件进行了二次开发,依托将军山隧道建立计算模型,开展了洞室开挖各施工工序下“围岩－支护”系统的动态施工力学行为研究,并对洞口段安全净距做了进一步的探讨。结果表明:隧道各开挖工序下围岩变形均呈突增态势,前四步开挖位移变化较大;洞室围岩应力随着开挖工序的进行在不断调整,最大主压应力总体上呈较高水平;隧道塌落区面积随着开挖工序的不断进行而增大;钢拱架的弯矩随着开挖工序的不断进行而调整;初期支护和二次衬砌在整个施工过程中的安全系数均满足要求。研究成果可为类似隧道工程的设计和施工提供参考。     

考虑应变软化的软岩浅埋隧道施工工法对比研究

为探求适合软岩浅埋隧道的施工工法,以某软岩浅埋隧道为依托,采用FLAC3D软件建立数值分析模型。首先根据位移释放率求得不同施工工法下的应力释放率;然后基于应力释放控制开挖的原理,对不同施工工法下隧道洞周变形及初期支护受力等进行分析;最后通过实测数据对数值模型的可靠性进行验证。模拟结果表明:CRD法对围岩受力变形的控制效果最佳,三台阶核心土法次之;三台阶核心土法下,开挖面前方围岩稳定性最好且初期支护受力最为合理。因此,推荐三台阶核心土法进行软岩浅埋隧道的开挖。     

地面荷载和衬砌支护作用下浅埋隧道的围岩应力解

为研究地面荷载对有衬砌支护的浅埋隧道围岩应力的影响,在Verruijt研究复杂边界条件下浅埋隧道围岩应力问题的基础上,考虑隧道衬砌支护及地面荷载共同作用对浅埋隧道围岩应力稳定性的影响,求得了浅埋隧道围岩应力解并分析了多个因素对隧道围岩应力场的影响。结果表明:地面荷载越大,隧道腰部环向应力越大、底部环向应力越小;衬砌支护作用越大,隧道腰部环向应力越小、底部环向应力越大。地面荷载和衬砌支护作用不会改变浅埋隧道周边环向应力的分布规律及其受力最不利位置,但会改变其大小及作用方向。开挖过程中隧道拱腰处易出现土体失稳破坏。     

浅埋隧道围岩受力计算分析及隧道衬砌支护研究

浅埋段软弱围岩自稳能力较差,隧道开挖时受到扰动较显著,当支护没有充分保障时,浅埋段发生延伸至地表塌陷灾害事故的可能性远高于深埋段。文章基于Hoek-Brown破坏准则对围岩压力的浅埋段有效影响范围进行了推导,得到了浅埋段围岩压力随位置变化的变化规律,本次研究的评价方法在隧道施工中具有较强的可靠性与适应性,能够为其他砂泥岩隧道工程施工设计提供相应指导,能确保隧道建设与公路运营安全。     

超前支护下苏家岩隧道掌子面稳定性分析

考虑到超前支护作用下初期支护未支护段的影响,以苏家岩隧道为对象,通过建立掌子面稳定分析模型,推导隧道安全系数目标函数,并进行优化求解;与模型试验结果进行对比分析,探究不同因素影响隧道安全系数的具体情况。结论如下：改变围岩黏聚力和内摩擦角、初期支护未支护段长度以及洞径尺度有利于提升隧道稳定性;掌子面锚杆加固强度与隧道安全系数呈线性关系,围岩内摩擦角较大时,掌子面锚杆加固强度对隧道稳定性作用较大,反之则较小;可通过布置掌子面锚杆密度来增强隧道稳定性,并将围岩力学参数代入稳定临界参数曲线,从而选定超前支护计算参数,确定施作方法。结果可为实际工况中超前加固后的隧道稳定性情况、超前支护参数和施工方法提供参考。     

不良地质条件下隧洞洞口施工技术

输水隧洞洞口段普遍存在浅埋软弱围岩、坡积覆盖层、山体偏压等不良地质条件。对几种不良地质条件下洞口段施工提出了切实可行的施工技术方案,指出施工时要对围岩变形进行控制,所需的施工技术方案要点为一次支护,要有足够的强度和刚度;二次衬砌要及时施作。实践证明施工原则和采用的施工技术方案是合理的。     

各向异性片岩隧道支护结构承载力学特性研究

为了更好地了解各向异性片岩隧道支护结构受力的分布特征规律,对武当群片岩隧道区不同片理面倾角的隧道围岩初期支护及二次衬砌承载特性展开了监控量测。通过对实测数据分析表明围岩稳定后二次衬砌分担的围岩荷载远大于初期支护分担的围岩荷载,大部分二次衬砌分担的围岩荷载比高达80%~90%,这导致部分断面已超过了相关规范中关于软岩支护结构承载比例的规定,对二次衬砌后续运营稳定性会产生较大影响;片岩隧道支护结构受力表现出明显的各向异性特征,当片理面倾角<45°时,随着片岩片理面倾角的增大,支护结构稳定时水平侧受力呈增加趋势;当片理面倾角>55°时,水平受力呈较陡减小趋势;隧道支护结构不同部位受力相差较大且具有明显的非对称性,片岩隧道围岩及支护受力均存在顺层偏压特性。     

浅埋软岩隧道施工方法的探讨

分析了浅埋软岩隧道的工程特性,讨论了此类工程的几类施工方法及相应的适用围岩,同时对施工中的支护及二次衬砌时间的选择作了详细阐述。     

齐热哈塔尔水电站大深埋长隧洞关键技术难题及对策

齐热哈塔尔水电站工程发电引水隧洞存在隧洞长、埋深大、高地应力、岩爆和高地温等复杂工程地质问题,因此,对隧洞围岩稳定、施工期安全、隧洞支护荷载和衬砌型式等的研究至关重要。通过采用现场围岩变形和地应力释放测试、数值模拟反演分析和衬砌时机试验研究等方法,分析了深埋长隧洞高地应力与岩爆的产生机理、岩爆特征和破坏形式,以及高地温的成因,研究了高地应力、岩爆和高地温对施工、衬砌荷载和衬砌型式的影响。针对上述问题对策如下:对于高地应力围岩洞段,开挖完成后,初期支护采取时间滞后的方式消减高地应力;对于岩爆洞段,采取主动预防措施和强施工支护,确保施工安全,将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低;对高地温洞段开挖采取通风、在掌子面和风带口放置冰块、对掌子面和附近岩体喷水等降温措施,而且完善和优化了隧洞一次支护和二次衬砌设计。这些措施保证了引水隧洞的施工和运行安全,对类似地质条件的隧洞工程设计和施工具参考价值。     

珠藏洞隧道施工安全监测与量测分析

为保证谷城至竹溪高速公路珠藏洞隧道开挖过程中的施工安全,在优化围岩变形监测方案与预警方法的基础上,采用指数函数回归分析模型,对典型监测断面位移量测数据进行了回归分析与精度判定。结果表明:指数函数能较好地拟合实测值,且能反映隧道开挖后围岩的时态变化情况,可以作为围岩稳定性判定和确定二次衬砌施作时间的依据;典型监测断面的拱顶沉降和周边收敛累计位移均远小于警戒值,隧道围岩稳定性较好,支护结构合理。     

隧洞围岩稳定性及支护时机分析

通过荷载释放法计算确定某水电站尾水隧洞的最佳支护时机,并依据该最佳支护时机分析毛洞开挖和采用拟定支护措施下围岩整体稳定情况。结果表明,洞室开挖过程中洞周应力释放,围岩应力重分布;随着围岩荷载释放率的增加,洞室最大变形量也有所增加,围岩应力释放率达到70%时,测点变形增量显著增加,此时为该深埋隧洞的最佳支护时机;相较于裸洞开挖,施加喷锚支护能改善隧洞整体应力变形和塑性区的发展,同时又可很好地控制支护成本。     

基于极限分析法原理的浅埋隧道围岩受力监测对比分析

浅埋段隧道覆盖土性质随埋深和地形条件影响会发生变化。文章结合隧道上方覆盖层塌落体围岩自承能力及形成机理,基于塑性理论对隧道浅埋段围岩压力进行分析。研究结果表明:围岩压力随上部覆盖土层厚度增加而增大,且增加速率随覆盖层厚度的增大而减小,并逐步趋于固定值;覆土厚度和围岩力学参数是塌落面形状主要影响因素;浅埋偏压隧道的稳定性随着隧道两侧和底部支护结构功率增大而提高;随着围岩黏聚力、内摩擦角的增大,深埋侧和浅埋侧围岩压力都呈显著减小趋势。通过实际工程监测数据与新建公式计算值对比,证明了公式的适用性,为类似工程提供借鉴。     

丹巴水电站引水隧洞衬砌结构安全与围岩稳定性分析

依托丹巴水电站引水隧洞工程,研究锚杆和衬砌对围岩稳定性的影响,进行了不同埋深下隧洞衬砌厚度的比选和衬砌的安全性分析、配筋和裂缝宽度验算等,考虑了不同衬砌施加时机对隧洞受力及位移的影响。研究发现,锚杆支护可使围岩塑性区分布更加均匀,受力更加合理,可较好的控制围岩变形;衬砌内最大压应力值随着埋深增加而增大,随着衬砌厚度增加而降低;提出了有效减压区,应在有效减压区选择衬砌厚度,衬砌厚度选1.5m为宜;在最危险工况下,给出了合理的配筋设计方案;经过不同位移量和不同模型下衬砌安全性的对比分析,衬砌加固选择85%的位移预留量,围岩的变形量和最大控制内力都可得到明显的控制。     

铁路隧道浅埋偏压施工技术的应用

结合老中铁路芬果二号隧道施工的实际情况,对浅埋偏压软弱围岩段施工技术进行了深入分析,包括超前、开挖、支护、防排水、围岩监测、二衬等,该隧道浅埋段安全顺利地完成所有的施工工序,具有良好的参考借鉴价值。     

基于FLAC3D的深埋隧道围岩-支护相互作用研究

基于陕西宝汉高速公路石门隧道实际工程,通过FLAC3D建立数值模型进行计算,对考虑蠕变作用的深埋软岩隧道围岩-支护结构相互作用规律以及埋深条件的影响开展研究,得到结论如下：随着蠕变的发展,隧道衬砌变形整体呈现出竖向沉降变形及逐渐被压扁的趋势,衬砌拱顶和拱底的位移更为显著;最小主应力极大值出现在拱腰内侧,随着蠕变时间延长,衬砌的最小主应力极大值逐渐增大,即衬砌的拱腰位置的压应力较大;最大主应力极值分布于拱顶和拱底位置,随蠕变的发展变化不大;随着埋深的增大,竖向变形达到稳定变形阶段后的变化率逐渐增大,同时衬砌的最小主应力极值也逐渐增加,引起衬砌结构上的压应力值增大。     

前坪水库安山玢岩洞室围岩稳定分析

围岩稳定性是地下建筑物安全和使用首要的考虑条件,同时制约工程建设、影响后期建筑物运行安全。洞室围岩失稳是一个受诸多因素影响和制约的复杂过程。在阐述前坪水库泄洪洞围岩基本特性的基础上,简要分析围岩应力分布的特点、应力重分布规律以及围岩变形破坏的因素,运用等效内力计算及现场监测手段,找出工作区围岩应力重分布后应力最大部位,明确了洞室衬砌设计的关键部位。工作区监测资料反映围岩位移变化符合"破坏—支护—平衡"的规律,同时位移曲线也呈现出较为明显的S形曲线走势,根据位移曲线可确定初期喷锚支护后围岩应力重分布达到新平衡的时机,达到了充分发挥围岩自承能力的目的。     

浅埋隧道穿越既有高速公路设计与施工

东湖电站引水隧道在桩号96+835～96+960范围,隧道穿越G1212高速公路,洞顶埋深为12.3～16.9 m,属于浅埋隧道.洞身穿越凝灰质砂岩、凝灰岩,强度低、多变化.文中采用台阶法、CRD法对浅埋隧洞的不良地质段进行开挖,采取超前长管棚、超前预注浆、紧跟初期支护同步衬砌,及时封闭洞身等方法实现顺利穿越.穿越过程中所采用的开挖、支护、衬砌等设计参数为类似的浅埋隧道穿越工程提供了借鉴经验.