黄土地区隧道锁脚锚管作用机理分析研究

锁脚锚管在隧道施工中被广泛应用,而目前施工中锁脚锚管的长度、下插锚角度等几乎全部依靠工程经验来确定。通过有限元软件模拟了黄土隧道锁脚锚管在不同长度和角度下承担的最大内力和最大变形量,对比分析了锁脚锚管的长度、锚管下插角度与位移的关系。研究结果表明,锚管长度越长,变形越小,但最为经济的锚管长度为3 m左右;当所加锚管下插角在±30°时有利于支护内力的发挥。在研究结论基础上提出了隧道施工中应该采用的锁脚锚管合理长度及下插角度。     

隧道三台阶开挖锁脚锚管倾角优化研究

跨度大、扁平率高的隧道在施工过程中拱顶沉降等控制要求十分严格,台阶法因其施工效率高、控制隧道变形能力较强等优点而被广泛采用。工程实际中若支护结构封闭较晚,隧道变形则较难控制,打设锁脚锚管是控制隧道变形的有效手段,然而目前关于锁脚锚管施工和设计方面的研究较少。以新疆石人子沟隧道为例,开展了锁脚锚管倾角优化分析。分析认为,上台阶锁脚锚管是施工控制的关键,锁脚锚管最优倾角范围为上台阶0°~45°、中台阶0°~56°、下台阶10°~60°;且从控制隧道变形的角度考虑,倾角在所述范围内应尽可能大,这与诸多现场经验结论较为吻合,相关成果可以为类似工程提供参考。     

第三系泥岩隧洞围岩大变形成因及应对措施

围岩大变形是软岩隧洞建设中危及隧洞施工及长期安全的重大工程灾害之一。结合第三系泥岩隧洞出现的显著围岩大变形及支护结构破坏等现象的工程现场调查,通过开展围岩监测、室内试验及数值模拟等工作,获得了第三系泥岩隧洞围岩大变形的主要成因和发生机理。研究表明:触发该隧洞围岩大变形的主要因素是低岩石强度条件下隧洞开挖卸荷引起的塑性变形以及地下水对围岩的软化作用,围岩挤压膨胀变形和不同岩层间的非一致变形共同主导了支护结构的破坏;围岩大变形的发生机理主要体现在第三系泥岩洞段横穿一条常年流水的冲沟,加之隧洞中部透水性良好的砂砾岩层,使得隧洞开挖后围岩含水率显著增加,第三系泥岩遇水泥化、软化,强度显著降低并呈现出一定的膨胀性,最终促使围岩产生显著的大变形。在此认识的基础上,提出了提高钢拱架型号、增强钢拱架之间的纵向连接、增设底拱外八字锁脚锚管、施加初期支护与二次衬砌之间的聚乙烯缓释消能层等应对措施,实施后的现场监测结果表明,所提出的控制措施有效解决了第三系泥岩洞段开挖过程中的软岩大变形难题。     

锦屏一级水电站地下厂房单孔多锚头锚索施工

通过对锦屏一级水电站主厂房单孔多锚头锚索施工的介绍,结合厂房变形后锚索锚固力的增加对单孔多锚头压力分散型锚索的锚固段、自由段等结构进行分析,提出了对于变形岩体单孔多锚头压力分散型锚索支护确定时同时应考虑岩体变形和锚索长度问题,并对单孔多锚头压力分散型锚索的常见破坏形式作了介绍。     

地铁区间极小间距下穿高铁盾构隧道施工方法分析

以北京１２号线地铁区间极小间距下穿京张高铁盾构隧道为工程背景，数值模拟了台阶法、临时仰拱台阶法、ＣＤ法以及ＣＲＤ法施工过程，揭示了下穿工程地层变形、地表沉降、盾构管片变形以及支护结构受力特征等规律。研究结果表明:地铁区间施工拱顶和仰拱围岩变形最大。地表最大沉降位于地铁双区间隧道中心截面，越靠近中心地层变形叠加效应越明显，距离超过２０ｍ的地层主要受单线隧道施工影响，且变形大幅降低；地铁施工引起盾构管片最大变形在双区间中心截面±１５ｍ范围内，为减小盾构隧道变形，可局部加固距地铁区间较近３０ｍ段管片；在台阶法基础上设置临时仰拱后，不仅减小了初支因弯矩产生的应力，还能充分利用锚管的锁脚作用，临时仰拱台阶法有效控制了地层变形。     

隧洞穿越高应力压密散体施工对策及其适应性分析

滇中引水工程狮子山隧洞处于F_Ⅲ-102和F₁₆断裂构造夹持带,地应力高,其D₁^l钙质页岩、炭质页岩呈散体压密结构。地质分析表明,区域地质挤压构造残余高地应力是隧洞大变形的主要动力源,低抗载性劣化破碎结构是隧洞产生失稳变形主要内因。现场揭示隧洞破坏形式主要表现为开挖卸荷失稳坍塌、掌子面挤出、支护严重挤压变形。针对高地应力条件下散体压密结构的围岩特性和典型破坏特征,提出施工应遵循“预支护、快掘进、快支护、快闭合”的原则,并总结了适用于该地质条件的针对性施工对策:选用ST-20管棚钻机进行长15 m的Φ108 mm大管棚超前预支护施作与周边和掌子面围岩注浆加固;采取“及时强支护”并设置让压锚杆和长锁脚锚管抑制变形措施;施工期间加强围岩监控量测和围岩内部变形监测,实施动态控制,信息化施工。实践证明,隧洞穿越高地应力挤压破碎带时,采取对浅部围岩进行加固、主动支护与被动支护相结合的施工措施,能有效抑制围岩松动圈向深部发展与变形,有力保障隧洞安全顺利施工。     

弯曲倾倒边坡开挖变形响应机理与反馈预测

针对苗尾水电站右岸坝基上游边坡工程实例,开展定性分析,采用允许层面之间发生拉张破坏和剪切滑移、层间岩体可以发生屈服破坏的离散元分析方法模拟边坡变形破坏现象,剖析变形破坏机理,开展动态反馈分析,并指导边坡的抢险治理措施设计和后续设计优化。研究表明:边坡坡脚开挖和雨季强降雨两种不利条件共同作用下,坡脚垮塌导致变形范围扩大,是边坡较高高程部位覆盖层开裂的主要诱因。基于离散元动态反馈的边坡变形机理与稳定性状态,确定了"强锚固固脚锁腰+排水"的处理策略,在边坡变形剧烈阶段,首先采用压渣进行处理,同时边坡上部采用预应力锚固锁腰,然后对边坡下部采用锚索、锚拉板、灌浆固结等手段进行锁脚处理。工程实践表明,经过治理之后边坡整体稳定性增强,治理措施有效。     

水工隧洞土洞段稳定性分析及支护效果研究

水工隧洞围岩的应力分布及变形特征对保证其长期稳定性具有关键的作用。该文以中部引黄施工支洞为例进行实态建模,通过利用有限差分程序FLAC3D进行分析计算。研究结果表明,未加强支护前,锁脚锚杆所受的压应力已超过锚杆的抗压强度,拱脚处应力集中现象明显;变形主要集中在拱顶、底板部位;加强支护后,钢拱架变形、钢拱架轴力和锚杆最大拉应力都得到减小。支护效果稳定且能够满足施工及后期运行要求。     

大型地下岔管开挖过程中喷锚支护措施优化研究

大型地下洞室开挖过程中所采取的喷锚支护措施是影响洞室围岩稳定性的主要因素之一。结合某水电站尾水系统地下岔管所处的实际地形地质条件及岔管结构特点,采用三维弹塑性有限元法,研究不同喷锚支护措施条件地下岔管围岩的应力场、位移场分布规律,对比分析围岩的稳定性,提出较优的喷锚支护方案。     

水泥土连拱支护结构的工作性状分析

采用有限元程序,建立空间计算模型,分析了水泥土连拱支护结构中拱跨、拱高、拱长以及拱脚桩桩径、桩长变化时,支护结构变形及控制内力的变化规律.结果表明,该新型支护结构在控制基坑侧移及地面沉降方面具有显著的作用,基于变形协调条件进行性能优化设计,可有效改善支护结构的受力变形状态.     

水布垭高水头放空洞设计技术创新与工程实践

水布垭放空洞设计水头152.2 m,运行水头110 m,泄洪水位变幅110 m,消能区河床宽度仅120 m,岩石为写经寺组页岩,其水工设计和金属结构设计难度很大.通过技术攻关,解决了高水头放空洞突扩突跌体型、出口消能形式、闸门支承结构、止水型式和闸门锁定装置等关键技术难题,研究成果成功应用于水布垭工程,并经受了超设计水位的运行考验.     

新疆某隧洞开挖TBM卡机原因及脱困处理措施

新疆某输水工程T4勘探试验洞开敞式TBM掘进通过F304断层时出现设备卡机现象。根据超前地质预报结论并结合现场断层破碎带物质成分观察分析,得出卡机的原因为:现场破碎带为碎裂结构松散岩体,呈强风化,局部节理裂隙含断层泥,洞室不能自稳,隧洞掌子面塌方破碎岩石挤压抱死刀盘产生的摩擦阻力大于TBM刀盘驱动旋转扭矩,而使刀盘无法转动。针对F304断层破碎带的影响区域及TBM设备支护系统的施工范围提出了切实可行的TBM脱困措施,并总结了刀盘脱困启动和后续掘进时应注意的一些参数和事项,以期为日后施工过程中有效规避或及时处理不良地质洞段以保证TBM顺利通过提供施工经验,也为其他TBM设备出现类似卡机问题提供借鉴。     

堵水注浆在引汉济渭工程岭南TBM施工段的应用研究

引汉济渭工程岭南(秦岭南部)TBM施工段为反坡施工,隧洞突涌水全部通过大功率水泵逐级抽排至洞外。受排水设施布设、隧洞空间、电力供应、工程投资等因素影响,以及TBM掘进段和施工支洞长度均较长的客观条件,突涌水对施工的干扰、影响尤为巨大,特别是较大集中突涌水,对人员、设备安全会造成极大威胁。为保证施工安全的同时TBM掘进正常进行,针对该施工段突涌水处理制定了"以堵为主、堵排结合"的原则,采取常规双液浆堵水注浆和特殊材料堵水注浆相结合的方式,对集中涌水点进行封堵。结果表明,在8个涌水量大、涌水点集中的段落进行堵水注浆,涌水段落实际封堵率超过了99%,满足事先制定的封堵标准。该方法可为同类工程TBM施工提供借鉴。     

10kV成套开关柜综合防误闭锁完善措施探讨

分析了10 kV成套开关柜中常用的机械闭锁、电气闭锁、微机闭锁各自的性能优点,论述10 kV成套开关柜防误闭锁功能的完善措施。提出了10 kV成套开关柜防误闭锁装置安装调试过程中需要注意的一些问题和建议。     

三峡船闸高边坡锚索预应力损失监测成果分析

为了解三峡船闸高边坡预应力锚索的长期工作性能,根据73台锚索测力计累计达15 a左右的监测资料,对锚索预应力变化过程进行了统计分析,分别给出了锚索在锁定时以及锁定后截至2014年12月的预应力损失率量值及分布特点。同时,对锚索锁定后预应力损失率时序曲线进行了模式划分,并就不同模式下的发展规律进行了归纳与对比,指出以“急剧损失期、随机摆动衰减期、周期性平稳波动期”的3阶段发展模式最为典型。在此基础上,针对预应力变化的不同阶段,分析总结了损失原因和影响因素,并就预应力损失和边坡稳定性关系作了简要讨论。     

电化学土壤处理剂Condor SS的性能及其应用

根据在美国考察期间收集的资料，较为详细地介绍了一种新的土壤处理剂——CondorSS的特性、使用方法、处理效果的检验标准和原则以及使用CondorSS的经济性。该土壤处理剂是高浓度的无毒液体，在水中极易溶解，按大比例稀释后采用地面喷洒或地下注入方法施工，用这种土壤处理剂处理后，能显著减小地基土的单轴膨胀率和壤土、砂壤土地区水库及渠道的渗漏。CondorSS在膨胀土地基加固中有着广阔的应用前景。     

大断面水工隧洞下穿既有公路隧道沉降影响分析

针对某大断面水工隧洞下穿双线公路隧道工程,采用理论解方法,综合考虑大断面水工隧洞开挖引起的土层位移影响,提出了一种计算水工隧洞下穿引起上部既有公路隧道沉降位移值的计算方法。结合有限元模拟和实测数据对理论计算方法进行了可靠性验证,分析了既有双线公路隧道沉降影响范围大小及沉降位移规律。研究结果表明:三种方法所得公路隧道沉降曲线相互吻合,近似呈现正态分布,最大沉降值均位于分洪隧洞下穿轴线处;穿越引起的公路隧道下沉区域主要分布在穿越中心点两侧各23 m的范围,而在下沉区域外隧道出现局部的上浮变形;公路隧道总体沉降变形较小,结构稳定安全。     

长引水式电站隧洞支洞斜坡卷扬道设计

出居沟水电站为低闸长引水式电站,引水隧洞是该工程控制工期的关键线路。引水隧洞施工支洞控制段主洞工作面地处冲沟地段,且紧邻“蜂桶寨国家级自然保护区”,洞口的布置受到一定限制,主、支洞洞口垂直高差较大,支洞纵坡较陡,常规施工难度较大。根据引水隧洞的洞线布置特点,结合隧洞沿线地形、地质条件及施工总进度计划要求,该施工支洞最终设计为斜坡卷扬道型式。本文通过计算确定了斜坡卷扬道的设计参数,并结合狮子坪水电站、仁宗海水电站等已施工工程实例选取了合理可行的施工方法。     

EXPERIMENTS OF HYDRODYNAMICS AND STABILITY OF IMMERSED TUBE TUNNEL ON TRANSPORTATION AND IMMERSING

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｍｍｅｒｓｅｄｔｕｂｅｔｕｎｎｅｌｉｓａｔｒａｆｆｉｃｔｕｎｎｅｌｂｕｒｉｅｄｉｎｂｏｔｔｏｍｏｆｒｉｖｅｒ,ｃａｎａｌｏｒｓｅａ .Ｉｔｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｔｕｎｎｅｌｅｌｅ ｍｅｎｔｓｔｈａｔｕｓｕａｌｌｙａｒｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄｂｙｓｈｉｐｓａｎｄｔｈｅｎｉｍ ｍｅｒｓｅｄｉｎｔｏｔｒｅｎｃｈｂｙｗｉｎｃｈｅｓ .Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ,ｔｈｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄｇｒａｖｉｔｙｏｆａｔｕｎｎｅｌｅｌ ｅｍｅｎｔｇｅｔｍｏ…