复杂地质条件下公路连拱隧道开挖稳定分析

通过对金丽温高速公路土羊湾连拱隧道的复杂地质条件进行调查和分析，利用ANSYS软件模拟了隧道开挖及加固过程，分别详细分析了在不同开挖步中隧道区域围岩的变形场和应力场及其变化特征。分析结果表明由于中隔墙和衬砌的重力作用，加固后围岩的向上位移值减小而向下位移值增加；而加固后研究区域的Y向应力均减小，说明衬砌很好地起到了加固围岩的作用。     

青岛某隧道盾构法与矿山法施工交界处围岩快速加固方法与应用

隧道开挖遇到上软下硬地层等不良地质条件时，常采用多种开挖方法交替施工，不同开挖方法交界处的围岩若采用单一加固方式如隧道内超前注浆、洞内帷幕注浆等易引起隧道围岩的涌砂与塌方，甚至引起突水风险。本文基于青岛地铁某区间隧道围岩较为破碎且含水丰富等特点，提出了上软下硬地层、左右线地质条件差异较大以及地下水丰富(连通海水)等不良地质情况下盾构法与矿山法隧道交界处的一种安全、稳定且快速的加固方法。实践证明，该加固方式提高了围岩的力学性能，从而保证了隧道的安全施工，并减少了开挖引起的地面沉降。     

隧道围岩稳定性的工程地质判别方法

由于围岩稳定性决定了隧道支护方法和开挖方式,因此正确合理评价围岩稳定性,对隧道设计施工合理性和运营安全性都起到重要作用.围岩稳定性受众多的因素影响,但稳定性评价主要以围岩性质及强度、围岩结构及结构面特征、初始地应力场、地质构造及地下水为指标.文章在分析稳定性评价指标的影响机理基础上,以某公路隧道为实例,通过勘测资料和现场开挖围岩揭露,以工程地质判别方法从围岩岩性、结构面特征等方面对围岩开挖稳定性进行了评价.     

破碎围岩浅埋偏压隧道衬砌荷载的计算方法

隧道洞口大都会面临围岩破碎、浅埋和偏压等不良地质地形情况,现行规范只给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法.对于破碎围岩浅埋偏压隧道,根据现场情况及实测的衬砌受力和变形特征表明其与规范假定不同,不宜直接利用规范方法.通过工程实例分析及隧道三维数值分析结果提出了浅埋偏压隧道破碎围岩的破坏模式,即隧道开挖后深埋侧岩体滑塌下落挤压...     

软弱围岩隧道施工质量控制分析

随着我国道路建设的快速发展,出现了大量软弱围岩隧道开挖,存在围岩类别多、地质情况复杂、施工环境要求高、工期短等困难。分析了软弱围岩隧道施工质量控制的要点及质量控制重点,从而为软弱围岩隧道施工工期及施工安全提供有力保障。     

高原冻岩隧道施工中融化圈深度对围岩稳定性的影响分析

冻岩隧道施工中，开挖、初衬、保温层和二衬等作业，产生的施工热量及洞内外空气的热交换，将影响冻土围岩原始地温场。这种地温场的扰动，破坏了冻土地层的热力学平衡。使其冻土的热物理力学性能发生改变，其中包括冻土的融沉性、冻土回冻过程的膨胀性以及隧道的稳定性等工程力学性能。因此，保护冻土、减少施工对冻土原始地温场的扰动是冻土隧道施工的重要控制因素之一。通过建立冻土围岩、支护衬砌结构、隔热保温层和洞内环境气体热力学模型，根据实际工况和实测洞内环境温度及地温，应用ANSYS有限元程序，对不同施工工况下围岩的温度场变化进行模拟，分别研究毛洞暴露时间、初衬施作时机、初衬持续时间等不同状况下，冻岩温度场的扰动规律、融化圈深度。根据不同施工方法下融化圈大小对洞室稳定性的影响，为冻土隧道施工控制和决策提供科学依据。     

超前地质预报技术在断层破碎带中的综合应用

根据红土山隧道地质特征,采用TGP206地质超前预报系统、地质雷达预报及钻探相结合的方法,对岩层破碎带进行地质超前预报;并对比分析了红土山隧道断层破碎带的预报成果与实际开挖围岩地质状况,验证了超前地质预报结果的准确性,说明超前地质预报在隧道施工中应用的必要性和多种预报手段结合的重要性。     

软弱围岩隧道施工质量控制分析

随着我国道路建设的快速发展,出现了大量软弱围岩隧道开挖,其存在围岩类别差、地质情况复杂、施工环境要求高、工期短等困难。分析了软弱围岩隧道施工质量控制的要点及质量控制重点,从而为软弱围岩隧道施工工期及施工安全提供有力保障。     

软弱围岩隧道施工控制关键技术

针对软弱围岩隧道跨度大、埋深浅、地质情况复杂、施工环境要求高等特点,对此类隧道的施工控制关键因素进行了探讨,提出了新奥法施工的主要开挖方法,为软弱围岩隧道施工积累了经验。     

武广客专大断面软弱破碎围岩隧道开挖及支护

就武广客专大断面软弱或破碎围岩隧道的开挖方法和支护措施进行了分析,探讨了适用于大断面不同地质情况低级别围岩隧道的快速开挖和支护技术,指出大断面客专隧道选择开挖方法时应结合具体地质条件,施工技术和现场管理水平决定。     

隧道开挖的围岩损伤扰动带分析

在给出隧道开挖损伤扰动带的概念、主要影响因素基础上,提出了隧道开挖损伤扰动带的力学、渗流特征及表征方法。在现场实测基础上,利用数值法研究了隧道开挖后的不同开挖方法的变形、渗流场变化规律。结果表明:开挖损伤主要决定于隧道开挖方法;隧道开挖引起的渗流影响边界大于力学影响边界。研究结果有助于合理地建立隧道开挖问题的流固耦合模型。     

隧道开挖问题的水力耦合计算分析

隧道工程中的地下水问题是富水地层中普遍存在的重要问题,地下水流动对隧道围岩稳定性有重要影响。本文利用解析法给出了饱和孔隙介质地层中考虑地下水渗流力作用下的应力。位移表达式;提出了隧道水力耦合数值分析中的耦合计算模型的建立方法并进行数值模拟分析。数值计算结果表明在考虑渗流影响条件下,隧道周边位移最大增加17．0％,最大剪应力最大增加10．3％。在不考虑衬砌条件下,由于渗流引起的渗流力增加了围岩的应力、位移,从围岩-支护结构共同作用原理考虑,进行隧道支护结构设计时是应该考虑渗流效应的。     

引水隧洞开挖释放荷载模拟方法的对比研究

岩体工程开挖后的应力调整和变形与施工的具体方法和时空间效应相关,对于开挖边界等效释放荷载的模拟问题,常用的方法有应力释放法和参数弱化法。总结了应力释放法和参数弱化法两种方法的原理和优缺点,考虑在无渗流场和渗流场的两种情况,对一典型引水隧洞开挖问题中释放荷载的模拟,分别采用上述方法进行数值计算和对比分析,并采用其中的应力释放法应用于锦屏深埋引水隧洞施工开挖围岩稳定分析。分析结果表明,等效荷载释放率相同时,无渗流场情况和有渗流场情况均为应力释放法对隧洞周边应力扰动最大,应力释放法和参数间接弱化法计算结果较为相似,直接参数弱化法计算结果与二者相差较大;锦屏隧洞在实际开挖时应该采取措施控制水平方向的等效荷载释放,实际开挖工程中的同一断面不同位置的荷载释放会存在差异,将影响最终开挖损伤区的范围和损伤程度。     

贵广铁路客运专线龙围隧道围岩开挖松动区分析

合理确定隧道围岩开挖松动区对隧道设计与施工具有极为重要的意义。针对贵广铁路客运专线龙围隧道工程,在开挖无支护情况下隧道围岩应力场的弹塑性数值模拟分析基础上,利用在隧道开挖边界沿径向以围岩中的点稳定系数变化曲线的方法来分析围岩开挖松动区范围,结果显示,在拱顶及边墙两侧附近的松动范围较大,在仰拱底部松动范围很小,而在分析开挖松动区的同时,也得到了其所对应的稳定系数。同时,也采用经典的弹塑性理论分析方法计算了该隧道的围岩开挖松动区。二者对比分析表明,传统近似算法所得的松动区范围,在洞顶区域偏小,而在仰拱区域偏大。综合而言,所采用的数值分析方法是较为合理的。     

An approach to assessing the hydraulic conductivity disturbance in fractured rocks around the Syueshan tunnel,Taiwan

The Syueshan tunnel, a long and recently completed tunnel in Taiwan, suffered many collapses due to huge groundwater surges during excavation. Thus, variations in hydrological conditions in fractured rocks after excavation have become a topic of interest in the field. A proposed model has been developed to predict the disturbance of hydraulic conductivity caused by excavating around the Syueshan tunnel in fractured rocks. The closure of fractures is assumed to be the sole factor that causes hydraulic conductivity changes, and a hyperbolic relation between normal stress and closure is introduced instead of using a linear relation in this estimation. The magnitude and range of disturbed hydraulic conductivity are straightforwardly evaluated by coupling the models of the redistributed stress, stress-dependent closure and the cubic law. A computer program, UDEC (Universal Distinct Element Code), is used to estimate the relation between normal stress, closure, and the disturbed stress after excavation. Linking the model of redistribution stresses and closure, the variation of apertures in the excavation’s disturbance zone can be obtained and the change of hydraulic conductivity estimated by the cubic law. Results show that the effect of the fracture parameters on the permeability changes and the redistributed stresses is the principal cause of hydraulic conductivity changes. Furthermore, large increases in tangential stresses result in the closure of fractures, so that excavation is not the immediate cause of groundwater surges. In addition, reductions in radial and increases in tangential hydraulic conductivity form a permeable excavation disturbance zone around the tunnel. This axial channel would become a diversion of regional groundwater, causing the huge seepage at the intersection of the fractured zone.     

软土地下工程与深基坑研究进展

针对当前国内外软土地下工程研究现状进行系统概括和评述,重点探讨深基坑和盾构隧道两种典型地下工程涉及的关键土工问题。其一是复杂地质及环境条件下软土基坑工程的分析方法与新技术,包括基坑围护结构受力分析、基坑抗隆起稳定性分析、渗流对基坑稳定性的影响、深基坑工程中的冗余度问题、软土基坑工程的新技术;其二是软土隧道工程的稳定与变形问题,包括隧道开挖面稳定性分析、渗流对隧道开挖面稳定性的影响、隧道纵向不均匀沉降与长期沉降、隧道地震响应分析与动力模型试验;最后是软土地下工程施工的环境土工效应,包括基坑开挖引起的土体变形、隧道开挖引起的土体变形、地下工程开挖对周围环境的影响。     

暴雨与河流水位涨落耦合作用基坑稳定性分析

雨季施工时基坑工程受暴雨入渗以及邻近河流水位涨落耦合作用,容易发生渗透破坏事故。基于裘布依(Dupuit)假定建立分层地基地下水耦合渗流方程,以此确定在暴雨入渗以及河流水位涨落耦合作用下基坑周边地下水位。同时基于渗流-应力耦合分析理论与Midas分析软件,以某基坑工程实例为研究对象,建立基坑工程渗流-应力耦合分析模型,对基坑工程渗流破坏现象进行分析研究,由此得出了对其它工程有重要参考价值的结论。     

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站结构安全分析

北京地铁14号线将台站主体结构基于大直径盾构隧道扩挖形成,设计提出的扩挖方案为CRD法。在充分考虑扩挖车站部位地质条件及环境条件的基础上,分析了设计方案的弊端,提出采用洞桩法(PBA工法)作为扩挖大盾构隧道建造地铁车站施工方案,为有效控制地面沉降及扩挖施工对周围环境的影响,取消地面施工降水方案,扩挖前洞内采用超前深孔注浆堵水。并以将台站作为工程背景,采用有限元数值模拟方法,针对车站扩挖施工的优化方案,研究了关键施工阶段的结构体系受力转换规律。计算结果表明：在扩挖施工中,结构受力转换频繁,封顶块管片两侧的小管片拆除后,中洞拱部的初期支护压应力数值急剧增大,且超出了初期支护强度允许值,根据计算结果对中洞的初期支护参数和开挖方案进行了调整。从侧导洞开挖到中洞开挖支护期间,管片最大主应力为压应力,且未超出管片结构强度允许值,在封顶块两侧的管片拆除后,尽管管片结构的最大主应力由压应力变为拉应力,但由于拱部已经完成开挖支护,两侧管片的应力状态并不制约结构的整体稳定性;中隔墙最大主应力也出现在封顶块两侧的管片拆除后,但未超出中墙结构强度允许值。数值模拟结论和施工实践均表明基于本工程地质条件及环境条件所提出的车站扩挖施工优化方案能够保证车站结构安全。     

暗挖地铁隧道减震爆破技术

暗挖矿山法地铁隧道施工,周边建筑多,要求爆破作业极大限度地减少对周边环境的干扰。本文结合工程实例介绍减震爆破的控制过程和爆破方法。     

深井巷道掘进围岩演化特征模拟与扰动应力场分析

 深井巷道围岩扰动应力场与开挖扰动区的形成密切相关。然而,受现场地质条件和监测技术制约,尚难以准确获得围岩扰动应力的演化过程。为此,首先通过原位监测得到深井巷道围岩开挖扰动区的演化特征;然后,基于监测结果利用反分析的方式构建能较为准确地模拟围岩开挖扰动区演化特征的数值模型;最后,通过这一模型分析了深井巷道掘进过程中围岩扰动应力场的演化特征。研究结果表明：当工作面未掘进至监测断面时,由于工作面前方岩体空间约束,测点应力值基本没有变化;当工作面掘进过监测断面后,巷道帮部、顶底板的主应力大小和方向均发生了变化;通过对比扰动应力场与原位监测得到的开挖扰动区的演化特征,发现两者的部分演化特征较为相似。