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。     

大断面黄土隧道的流变特性分析

以某黄土隧道过渡段为工程背景,采用结构分析软件ANSYS建立了过渡段三维实体有限元模型,对过渡段各断面及桥台进行了流变分析,该分析结果对于同类型黄土隧道过渡段的结构设计、流变特性研究有一定借鉴意义。     

大断面黄土隧道施工关键技术

通过对穆村1号大断面黄土隧道的施工,分析了砂性新黄土隧道施工的风险性,并制定了相应的施工方案及预防措施,介绍了环形开挖预留核心土法黄土隧道施工的关键技术,以推广该方法的应用。     

大断面黄土隧道设计与施工

总结了郑西铁路客运专线大断面黄土隧道的设计与施工方法,重点阐述了大断面黄土隧道支护参数、施工方法、基底处理、高边坡开挖等设计与施工的技术要点,对大断面黄土隧道的设计与施工具有一定的指导意义。     

盖挖法在大断面黄土隧道中的应用

随着我国经济的飞速发展,在交通建设过程中,我国的隧道工程越来越多,隧道工程的施工难度越来越大,同时对质量控制要求,越来越严格。所以我们在隧道工程中不断的尝试新工艺、新方法。     

大断面纯黄土公路隧道施工技术研究

黄土在受水浸蚀后结构迅速破坏而引发的湿陷现象,对隧道的安全稳定和正常使用产生巨大影响。加之大断面隧道开挖过程中,对土体扰动大,极易发生地表开裂、拱部下沉、衬砌变形甚至塌方等严重问题。我国目前在大断面纯黄土公路隧道施工领域还没有成熟的经验可借鉴。本文结合神府高速公路大断面黄土隧道施工,总结出浅埋段采用双侧壁导坑开挖,深埋段根据地质情况分别采用双侧壁导坑法、单侧壁导坑法和三台阶七步流水法进行施工,并分析了三种工法的优劣和适用条件,为同类工程提供借鉴。     

大断面黄土隧道施工监控与分析

以郑西客运专线大断面黄土隧道为例,介绍某大断面黄土隧道的施工和监测措施,结合现场监测数据分析隧道围岩周边位移、拱顶下沉、支护结构受力及地表沉降的特点,研究了施工过程中出现的一些问题的原因,并提出了一些工程措施,从而保证隧道施工安全。     

大断面浅埋黄土隧道施工技术

根据大断面浅埋黄土隧道现场施工的经验积累和出现问题的不断改进,对大断面浅埋黄土隧道的施工技术进行了论述,从而有效解决了类似隧道在施工过程中的安全和进度存在的问题。     

铁路客运专线大断面黄土隧道施工技术

结合郑州—西安铁路客运专线张茅隧道的施工,通过模拟短台阶七步开挖法的应力应变过程,以及对现场监控量测数据的分析,总结了在铁路客运专线大断面黄土隧道施工中,短台阶七步开挖法的施工工艺和具体施工要点,解决了大断面黄土隧道施工中诸多技术难题。     

大断面深埋黄土隧道锚杆作用效果的试验研究

 黄土隧道系统锚杆的作用效果问题一直是争论的焦点,依托正在修建的郑州—西安铁路客运专线大断面黄土隧道工程,采用现场对比试验方法对深埋黄土隧道系统锚杆的作用效果问题进行研究。为了使试验结果有可比性,选取试验条件基本相同的函谷关隧道洞身段作为试验段,分别设置有系统锚杆段45 m和无系统锚杆段45 m进行对比试验。对比试验的测试项目有：拱顶沉降、拱脚沉降、水平收敛、围岩压力、初支钢架应力及锚杆轴力等。试验结果表明：有系统锚杆段与无系统锚杆段的拱顶沉降和水平收敛基本相等;两者的土压力和钢架应力相差不大;锚杆轴力较小,且拱部锚杆受压,边墙锚杆受拉。综合分析后认为,拱部系统锚杆作用效果不明显,取消拱部系统锚杆可减少施工工序,加快开挖面的封闭和全断面初期支护的及早闭合,从而能更好地控制支护结构变形,并节约工程投资。     

大断面黄土隧道施工技术要点探讨

结合大西铁路客运专线大断面黄土隧道——马家庄隧道工程实例,就该隧道施工方法、施工技术要点以及采取的相应技术措施进行详细介绍,对类似工程具有较好的借鉴意义。     

浅谈大断面黄土隧道斜井三岔口地段挑顶施工

结合郑西铁路客运专线盘东隧道工程实例,简述了斜井正洞挑顶总体方案,详细阐述了大断面黄土隧道挑顶的具体方案及具体施工方法,可供类似工程借鉴。     

大断面饱和黄土隧洞成洞条件研究

针对南水北调中线穿黄连接段大断面饱和黄土隧洞的成洞条件问题 ,应用岩土工程软件FINAL对几种可能的方案进行了施工仿真试验研究。研究结果表明 :①新奥法施工方案在该大断面高水头饱和黄土围岩中能够成洞 ;只需紧跟掌子面喷护 ,挂网 2 5cm加系统锚杆形成柔性支护圈即可维持围岩稳定 ;②双洞中心相距 2 .5倍洞径时应力与变形的相互影响小于 5 % ;③双洞合一的掏槽一次永久衬砌方案也可成洞 ,且施工技术要求最低 ,但洞周变形最大 (约 1 40mm) ;④双洞合一的预制混凝土超前压桩衬砌方案虽施工工艺复杂 ,但却能最大限度的限制围岩变形 (最大沉降小于 1 0mm) ,在重要建筑物底下穿过时 ,可能是首选方案。     

大厚度湿陷性黄土地层的现场砂井浸水试验研究

针对大厚度黄土湿陷变形室内试验评价不准确,现场原位浸水试坑试验评价方法周期长、费用高且难以适应线性工程技术要求等不足,提出了一种新的现场试验评价方法:砂井浸水试验方法。其核心是利用湿陷变形土体与未湿陷变形土体之间产生相对沉降差及地裂缝,通过湿陷性黄土场地设置砂井,将水直接导入某一深层湿陷性黄土地层及砂井圆周边土体,以此来测定砂井井底下地层和砂井孔深范围内黄土的湿陷变形量。该方法具有操作简便、花费小、周期短和灵活性高等特点。依托宝兰客专建设项目,在具有代表性的大埋深自重湿陷性黄土场地开展了4个不同深度的砂井浸水试验,测试了砂井场地的沉降变形及井底湿陷性土层的沉降变形,同时配合井底土层含水量的量测,分析了井底黄土的湿陷性变形特征。参考现有规范中建议的该地区自重湿陷量修正系数,对比砂井浸水试验结果与室内试验结果,初步论证了砂井浸水试验的合理性,及其在大厚度湿陷性黄土线性工程上运用的优势。     

黄土地层浸水湿陷对地铁隧道影响试验研究

黄土地层浸水湿陷对地铁隧道结构的影响是较为突出的岩土工程问题之一,为深入研究黄土层湿陷变形对隧道衬砌结构的影响机制,通过改进长安大学离心机浸水装置和监测设备,系统开展了浸水条件下湿陷性黄土层对地铁隧道结构影响的离心模型试验,试验结果表明:地铁隧道周边黄土浸水湿陷会导致土层重度增加,隧道拱顶土层内部拱效应因湿陷而消散,土层自重压力增加且完全由隧道结构承担,从而会导致隧道结构受力和变形不利,传统的深埋隧道结构设计理论需考虑湿陷条件下拱顶土压力的不利增长因素;地铁隧道基底下黄土地基的浸水湿陷会明显诱发隧道结构的附加作用应力,但一定厚度的非湿陷性黄土或有效处理过湿陷性黄土层抵御下伏土体湿陷变形的能力不容忽略,非湿陷土层厚度越大,对于抵御湿陷变形的能力越强;隧道基底土层不均匀浸水湿陷会导致隧道拱顶部呈现受拉状态,底部呈现受压状态,隧道拱顶所承受的附加应力更大,约为拱底附加压应力的3倍,隧道基底的自重湿陷变形对隧道顶部衬砌结构所造成的破坏更严重。     

黄土隧道衬砌断面优化设计与研究

结合神延铁路黄土地层的工程特性 ,进行了衬砌断面的优化设计、结构检算等工作 ,并辅以相应的结构分析 ,进一步检验优化设计方案或修正支护参数 ,从而提出黄土隧道优化设计后的稳定性综合评价指标。     

兰州地区大厚度自重湿陷性黄土场地 浸水试验 综合观测研究

对兰州地区 Q₃ 大厚度自重湿陷性黄土场地进行了不设注水孔,埋设水分计和热传导吸力探头的浸水试验。研究结果表明：大厚度黄土场地的不同深度土层均会出现多次湿陷,湿陷次数随着土层深度的增加将减少;体积含水率在不同深度土层中呈现不同的变化规律, 10 m 以上基本由 6 段组成, 10 ～ 22.5 m 由 5 段组成,而 22.5 m 以下则由 3 段组成; 25 m 以上范围内水分入渗较为容易,该深度以下土层,由于上部土体发生湿陷压密以及空隙中的气体压力增大导致了水分入渗缓慢;离试坑周边较远的裂缝的产生由于试坑较近裂缝剧烈活动引起;水分运移基本呈现椭圆状形态入渗（长轴位于水平向）,后期整个椭圆状湿润区的离心率越来越小,椭圆更扁;浸润角随着外部水源不断供给逐渐扩大,本次试验其变化范围在 0 °～ 55 °;场地中水分入渗率基本呈现出幂函数减趋势。