关角隧道F2–1断层破碎带支护结构优化设计

 依托关角隧道F2–1断层破碎带段,开展断层破碎带隧道支护结构优化设计研究。对采用原设计方案的支护结构位移、围岩压力、钢架应力、锚杆轴力进行现场监测,结果表明：施工工序对支护结构影响明显;钢架最大应力超过钢架强度,围岩压力分布不均匀,锚杆作用效果不明显,说明现有的施工方案无法满足施工安全要求,需要及时对其调整;经综合分析,提出提高钢架刚度、设置临时横撑、边墙小导管注浆等一系列改进措施,并采用数值计算软件FLAC3D验证其可行性。通过现场实施及监测结果的反馈,证明改进措施效果明显,研究成果可为断层破碎带隧道支护参数的确定提供理论依据和基础数据。     

新建高铁隧道近接下穿既有公路隧道施工方案研究

郑万高铁重庆段巫山隧道下穿既有渝宜高速岳家岭隧道,公路隧道路面距铁路隧道拱顶最小距离为17.3m,为保证既有隧道在施工期间的运营安全,采用数值模拟的方法对下穿段施工工法进行了比选研究.研究结果表明,在新建铁路隧道采用中隔壁法和双侧壁导坑法开挖施工后,既有公路隧道路面最大沉降分别为7.8mm和7.5mm,均满足沉降评价标准,且下穿后既有公路隧道衬砌结构安全系数也均满足相关规范要求;采用双侧壁导坑法施工时,铁路隧道初期支护和临时支护均满足规范要求,采用中隔壁法施工时,铁路隧道的初期支护可以满足规范要求,但临时支护安全系数不满足规范要求,故将原设计I18型钢钢架变更为双层I18型钢钢架或I25a型钢钢架,以增大中隔墙承载能力.     

高地应力软岩隧道中型钢与格栅支护适应性现场对比试验研究

结合正在修建的兰新铁路第二双线LXS-7标存在极高地应力的大梁隧道,系统开展型钢钢架与格栅钢架在高地应力软岩隧道支护中适应性的现场对比试验研究。现场设置型钢钢架支护段与格栅钢架支护段各20 m,通过现场试验及三维数值仿真模拟,对施工过程中的围岩位移、初支钢架应力、围岩-初期支护接触压力进行对比分析,结果表明：(1)在高地应力软岩隧道支护中,型钢钢架对沉降及水平位移的约束作用较强,但支护后期变形呈现台阶式增长趋势,支护设立2个月后仍无明显收敛趋势。相应地,支护结构承受了较大的围岩压力,试验断面围岩-初期支护接触压力最大值为336 kPa,钢架应力较大;二衬施作后围岩变形仍在增加,对二衬结构会有一定影响。(2)格栅钢架属于柔性支护,初期支护设立一周后拱顶累计变形达350 mm,可较好地释放高地应力区围岩应力与变形,但支护内力及变形急剧增加无法收敛。(3)为更好地控制围岩变形,在格栅支护设立一周后增设工字钢套拱作为后期刚性支护,围岩变形曲线呈现明显收敛趋势,洞室变形稳定至446 mm。断面围岩-初期支护接触压力实测最大值为190 kPa,有效地控制支护的变形与格栅应力。(4)试验表明,现场采用“先柔后刚”的支护原则,即先架立格栅后加设套拱对高地应力软岩隧道进行支护,可有效控制软岩大变形及支护内力,结构合理。经济性分析也表明,此支护形式具有较好的经济性,是一种可适用于高地应力软岩隧道的支护结构。     

大断面公路隧道临时支护结构拆除参数研究

为了探究center cross diagram method(CRD法)临时支护结构拆除对初期支护结构的扰动规律,以某公路隧道施工中临时支护结构作为研究对象,采用有限元方法,对临时支护结构拆除顺序及拆除长度2种关键拆除参数进行模拟分析。     

用全封闭格栅钢架控制膨胀性软岩巷道变形破坏的研究与实践EI北大核心CSCD

膨胀软岩巷道围岩黏土矿物含量高、自身强度低、亲水膨胀性强,在复杂地应力和水理作用下极易发生变形失稳。结合小屯矿轨道大巷支护变更工程实践,通过地质调查、现场观测及室内试验等手段分析发现:巷道渗水量大,围岩节理裂隙发育、孔隙率高,膨胀性黏土含量高,水化作用后耐崩解性差都加剧了围岩的变形失稳。针对性地提出以格栅钢架为主体结构的"全封闭格栅钢架+挂网+锚杆+喷射/浇筑混凝土"联合支护体系,通过数值模拟,揭示了全封闭支护设计的整体性优势,并对支护方案的格栅钢架间距和锚杆长度进行优化,制定出适用现场工况的钢架规格参数及其施工工艺流程。同时辅以集水坑降低底板水位,最终以全封闭格栅钢架为主体结构的联合支护体系有效地控制了巷道围岩变形,在小屯煤矿膨胀软岩巷道取得了成功应用。     

秦岭终南山特长公路隧道大埋深段施工监测及分析

为了探讨在大埋深、软弱围岩条件下,隧道围岩变形、围岩压应力和支护结构的力学特征,采用SWJ-Ⅳ型收敛计、振弦式土压力盒等测试元件,对秦岭终南山特长公路隧道埋深大于1 200 m的Ⅲ类围岩地段,进行了净空收敛变形、围岩压应力、喷射混凝土应力、钢架应变、锚杆轴力等监控量测。结果表明,即使是在初期支护作用下,净空收敛的量值和速率在测试初期也是很大的;初期支护受力很大,特别是钢架内、外缘均处于受压状态,而且钢架大部分均超过钢材的屈服极限,钢架处于失稳状态;采用Ⅰ16型钢钢架(间距1榀.m-1)、3.5 m锚杆和20 cm喷射混凝土支护,其支护强度是不够的,应采取减小型钢钢架间距[改为3榀.(2 m)-1]等措施予以加强;施工中喷射混凝土必须及时、饱满,才能保证锚喷网钢架共同作用,否则会引起钢架变形很大,甚至导致塌方事故的发生。     

用全封闭格栅钢架控制膨胀性软岩巷道变形破坏的研究与实践

膨胀软岩巷道围岩黏土矿物含量高、自身强度低、亲水膨胀性强,在复杂地应力和水理作用下极易发生变形失稳。结合小屯矿轨道大巷支护变更工程实践,通过地质调查、现场观测及室内试验等手段分析发现:巷道渗水量大,围岩节理裂隙发育、孔隙率高,膨胀性黏土含量高,水化作用后耐崩解性差都加剧了围岩的变形失稳。针对性地提出以格栅钢架为主体结构的"全封闭格栅钢架+挂网+锚杆+喷射/浇筑混凝土"联合支护体系,通过数值模拟,揭示了全封闭支护设计的整体性优势,并对支护方案的格栅钢架间距和锚杆长度进行优化,制定出适用现场工况的钢架规格参数及其施工工艺流程。同时辅以集水坑降低底板水位,最终以全封闭格栅钢架为主体结构的联合支护体系有效地控制了巷道围岩变形,在小屯煤矿膨胀软岩巷道取得了成功应用。     

老黄土隧道拱腰初支大变形破坏与处理技术

文章依托宝兰客专南山堡隧道和蒙华铁路阳山隧道选择刚性和柔性支护的黄土隧道大变形施工实例,详细介绍了黄土隧道初支大变形的特点,发展过程,变形破坏规律及力学机理规律展开系统论述,针对黄土隧道初期支护变形、破坏、侵限问题,采取钢筋网、锚管补强、钢架截换局部增大格栅钢架主筋补强、加大格栅钢架主筋加厚喷射混凝土厚度、加密钢拱架,让压支护等结构多种处理方案,通过工程实践和理论分析,对初期支护结构加固和加强进行探索,依靠稳定的封闭结构,有效减少拱腰的应力集中现象,成功解决了黄土隧道初支变形侵限的危害,对以后类似隧道工程设计、施工均可起到一定的借鉴、指导作用。     

类土质边坡临时支护结构对边坡稳定影响分析

类土质边坡稳定性受支护结构的影响大,其失稳模式主要受软岩结构面控制.依托宁马高速油坊桥互通边坡防护工程,对挡墙开挖处临时支护结构对边坡稳定性影响进行分析,同时结合数值模拟结果,对失稳滑动面特征进行评价.结果 表明:临时支护结构能够显著增大边坡安全稳定系数,且对于条件较好的边坡,临时锚杆结构可以重复使用.边坡失稳滑动面的...     

成兰铁路千枚岩隧道初期支护形式试验研究

在高地应力软岩地层中开挖隧道,易发生大变形,合理地选用初期支护的钢架形式,对软岩大变形的控制是非常重要的。本文依托成兰铁路-茂县隧道,通过现场试验和数值计算研究挤压性软岩大变形隧道的初支钢架选型,主要得出以下结论：（1）高地应力软岩隧道不宜选用强度较弱的钢架作为第一层支护,第一层支护应能保证支护封闭时的合理洞形|（2）挤压性大变形隧道宜采用多层、多次的支护方法,适当释放围岩应力,保证隧道的长期稳定|（3）大变形隧道多采用分部工法开挖,易导致支护结构受力不均,应提早支护封闭时机,改善结构受力。