大断面小净距隧道施工监控量测研究

对大断面小净距浅埋隧道围岩净空收敛、拱顶下沉、地表沉降、衬砌内力、接触压力(围岩与初衬,初衬与二衬间)、围岩内部位移监控量测数据进行分析,为工程设计和施工提供参考和指导。     

高速公路泥岩隧道围岩压力试验研究

以宝天高速公路天水过境段梁家山泥岩隧道为工程背景,通过现场测试,研究了围岩拱顶下沉、围岩与初期支护接触压力、钢拱架应力和初衬与二衬接触压力随时间变化规律及分布特征,并应用现有的理论和方法对实际工程安全状态进行评估。研究结果表明:以隧道开挖空间效应和Chern经验公式两种理论方法对拱顶沉降数据进行分析处理,所得到的隧道极限位移相差较小;围岩与初期支护压力的分布具有不均匀性特点;钢拱架外缘应力平均值大于内缘,拱顶处应力大于其他部位,按其推算得到的拱顶沉降极限位移更接近于实际情况;初衬与二衬间接触压力先迅速增加后逐渐较小最后趋于稳定,其稳定值整体偏小。     

雅康高速公路二郎山隧道花岗岩区二衬支护时机分析

如何确定二次衬砌的合理施作时机一直是新奥法隧道施工中的热点、难点问题。为了研究二郎山隧道花岗岩区二衬支护时机,首先,结合现场实测数据分析了隧道变形的特征规律,总结归纳出两类变形时程曲线并分析了曲线形态差异的原因和产生条件;然后,根据现场实测数据的回归分析和数值拟合得到了Ⅲ级和Ⅳ级围岩净空变形的预测公式;最后,基于现场监控量测反分析法、收敛限制半解析法,以变形量、时间、空间参数的形式给出了Ⅲ级和Ⅳ级围岩下的二衬支护时机。结果表明:(1)实测变形时程曲线有两类;(2)Ⅲ级围岩二衬支护时机:周边收敛量为8.2~9.2 mm、拱顶下沉量为6.9~7.8 mm,开挖后的第11天,距离掌子面24~35 m;(3)Ⅳ级围岩二衬支护时机:周边收敛量为16.8~18.9 mm、拱顶下沉量为10.0~11.2 mm,开挖后的第16天,距离掌子面46~65 m。研究成果可对二郎山隧道后续花岗岩区施工和同类工程提供参考。     

大断面软弱地层隧道施工围岩变形试验及预测

针对大断面碳化泥质板岩隧道在施工过程中极易发生塌方、拱架扭曲变形以及频繁换拱的特点,在小盘岭隧道进出口段选择多个监测断面作为试验段进行现场试验研究。分别对净空收敛变形、拱顶下沉、围岩压力、锚杆轴力、喷射混凝土应变、钢拱架支撑应力、二次衬砌混凝土应变、二次衬砌背部围岩压力进行测试。研究结果表明,隧道持续变形一般到48 d才能稳定,并且累计变形量很大,拱顶沉降最大能达到334 mm,累计收敛值最大能到318 mm。在控制围岩变形方面,对支护参数的监测发现:采取0.5 m的开挖步距,采取I20钢支撑,以及采取隧道衬砌背后的径向注浆,能有效的降低围岩变形及衬砌结构的受力。同时利用BP神经网络方法,能够比较准确的预测隧道围岩在施工过程中的拱顶沉降及围岩收敛,对隧道的开挖具有较大的指导作用。     

北京地铁暗挖隧道变形监测与稳定性数值分析

地铁浅埋暗挖隧道施工中,初衬净空收敛量测是初衬结构及周边土体变形最明显的体现.针对北京地铁某浅埋暗挖隧道4种不同工况条件,对4个断面进行不间断收敛量测,结合围岩压力和初衬钢筋内力等多种监测手段,分析二重管无收缩(WSS)全断面注浆和提高初衬强度等施工方法对监测数据的影响.同时采用FLAC3D对暗挖隧道开挖施工进行全过程...     

监控量测在谷竹高速宴家隧道的应用

为了解隧道施工中各横断面在纵向上的变形相关性,以湖北谷竹高速宴家隧道为工程背景,对各断面拱顶下沉值和水平收敛值进行全过程监控量测,并利用数值模拟软件ABAQUS进行数值分析.通过对实际施工过程中监控量测和数值模拟结果的分析,总结出在纵向上各断面拱顶下沉和水平收敛与围岩性质的关系,指出拱顶下沉为控制施工的关键因素,是反映围岩稳定性和力学状态最直观的数据.     

高速公路隧道穿越溶洞段处治技术及监控量测分析

结合梁忠高速公路礼让隧道岩溶段空腔与隧道的位置关系,将岩溶段划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三段分别进行相应处治,并针对这三段增设监控量测断面进行周边收敛、拱顶下沉监测,结果表明:溶洞处治段围岩拱顶下沉量及周边收敛量都在隧道允许变形范围内,把倾斜状溶洞划分成三段分别进行处治的方法是可行的。     

锁脚锚管和仰拱注浆对控制大断面海底隧道位移的有效性分析

 厦门海底隧道两端陆域软弱地段大断面浅埋暗挖施工中，部分断面拱顶下沉偏大。对量测数据进行分析后发现，隧道发生的整体下沉(包括开挖中的各部整体下沉和初期支护全环封闭后的整体下沉)是构成隧道拱顶下沉量偏大的一个重要因素。为控制隧道结构变形过大这一问题，施工中根据经验采用锁脚锚管和仰拱注浆。为探知两种处理措施的实际效果，首先利用设计文件提供及现场试验获取的支护结构及围岩的物理力学参数，对其进行数值模拟。然后通过对数值模拟结果与现场实测数据进行综合分析，得出以下结论：锁脚锚管在控制开挖中隧道发生的整体下沉方面比较有效，可减小拱顶下沉约17%，减小水平收敛约12%；仰拱注浆比较适于控制初期支护封闭后隧道发生的整体下沉，可减小拱顶下沉约18%；另外这两种措施都能在一定程度上减小洞周围岩塑性区范围，并提高支护结构安全性。     

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。     

玉皇庙隧道施工监控量测与稳定分析

以玉皇庙隧道为例,主要对监控量测的必测项目拱顶下沉与周边收敛的量测方法与量测中遇到的问题进行了阐述,对隧道围岩的稳定进行了分析,并提出合理的二衬施作时机,以确保隧道施工安全。     

超大断面浅埋隧道开挖施工监测分析

以广东省某沿海公路隧道为依托,通过现场监测地表沉降、拱顶下沉和净空相对位移(收敛),分析超大断面浅埋隧道在开挖过程中地表变形及对围岩稳定性的影响。结果表明:隧道开挖导致地表出现了明显的下沉和隆起不均匀变形,但竖向位移并不大,地表竖向位移呈先下沉后抬升的趋势;拱顶下沉与抬升变化转折点取决于一台阶开挖支护速度,速度越快,抬升越早;下部台阶的开挖对上部的支护结构的收敛变形存在影响。     

有衬砌隧道设计计算探讨——隧道稳定性分析讲座之三

利用有限元强度折减法结合基于有限差分原理的FLAC软件,探讨了隧道设计计算过程中初衬和二衬的计算问题以及隧道开挖的应力释放问题,并以黄土隧道为例探讨研究不同应力释放率以及不同初衬和二衬厚度情况下隧道的受力特征,计算围岩安全系数以及二衬安全系数,得出了以下结果:一是利用FLAC软件计算中的不平衡力来控制隧道开挖过程的应力释放是合适的与可行的;二是初衬作为隧道围岩的加固圈将承受较大荷载和产生较大的变形,初衬必将进入弹塑性状态;二衬作为隧道的强度储备或者承受不大的荷载,二衬视作弹性杆件可按结构力学的方法确定安全系数;三是如果初衬后围岩安全系数大于1.30,可以认为围岩和初衬都是稳定的,二衬作为安全储备;如果围岩安全系数在1.30~1.15之间或围岩为粘弹塑性材料时,表明二衬将承受一定荷载;如果初衬后围岩的安全系数小于1.15~1.20,则认为初衬不足,不能保证施工安全。最后建议对二衬后的围岩安全系数取1.3,二衬结构安全系数对无抗裂要求的混凝土衬砌取1.4,钢筋混凝土衬砌取1.35。两者综合的安全系数大约在1.8左右以供参考。     

隧道初支与二衬间接触压力统计分析

复合式衬砌一般由初期支护和二次衬砌共同组成,二者相互作用关系是隧道工程中的研究热点,本文通过对43座隧道79个监测断面初支与二衬接触压力的统计分析,探讨了接触压力的总体分布特征及其与围岩等级、隧道埋深、跨度等因素的关系,研究了二衬荷载分担比在洞周的分布规律,讨论了接触压力随时间的变化规律及其空间分布特征。结果表明:初支与二衬接触压力值分布在10~200 kPa之间;接触压力及其离散程度随隧道埋深增大而增大,Ⅴ级围岩增大趋势比Ⅳ级围岩更明显;二衬荷载分担比集中在0~20%范围内;接触压力有明显的时间效应,随时间的变化表现为快速增长至峰值之后减小,进而缓慢增大趋于稳定,稳定所需时间在二衬浇筑后30 d左右;接触压力空间分布规律为拱顶→拱肩→拱腰→拱墙增大,拱墙→拱脚→拱底减小。研究结论可为隧道结构受力分析与优化提供参考。     

公路隧道施工监控量测技术研究

由于公路隧道施工技术和围岩受力变形机理复杂,监控量测技术成为指导隧道施工、评价围岩应力状态和支护结构稳定性的关键技术之一。论文介绍了公路隧道监控量测的目的、内容,分析了拱顶下沉、周边收敛、地表下沉等项目的量测方法,依托某山区公路隧道,阐述了监控量测数据处理的内容和位移预警机制,并给出了ZK4+055断面开始二次衬砌的施工时间。     

松潘高地应力软岩隧道变形预测

以成兰高速铁路松潘隧道高地应力软岩大变形施工段为工程背景,对隧道典型断面D3K246+265的围岩拱顶下沉和水平收敛位移的实际监控量测数据进行回归分析并作曲线拟合,并据此预测围岩的最终变形量,并和断面D3K246+285的最终变形量进行对比验证。结果表明,该种变形预测方法对于赋存在复杂地质环境的高地应力软岩隧道具有较好的可行性,对调整与修正隧道支护设计参数、预留量的大小和保证隧道安全方面具有一定的指导意义。     

复杂结构形式隧道的围岩位移监测分析

 厦门市梧村隧道为双向六车道隧道,隧道结构形式设计复杂,分别由双连拱、小净距、初期支护连拱和分离式隧道组成。现场监测工作以隧道拱顶沉降和围岩收敛为主,结合施工措施和开挖工序进行全面分析。研究成果表明：三导洞法施工主洞沉降所占比例不到侧导洞沉降的一半,双连拱隧道结构型式适用于对沉降控制要求较高的隧道工程;CRD1部开挖产生的拱顶沉降可以超过累计沉降值的50%;核心土开挖后布设测点造成的总损失量约占累计沉降值的37.5%;采用全断面帷幕注浆措施加固围岩对控制隧道拱顶沉降取得较好的效果;管棚区域出现较大下沉与管棚工作室的断面稍大以及管棚两端受其自重影响较大有关;临时支护的拆除对拱顶沉降和围岩收敛的影响较小;开挖和注浆是引起围岩出现较大收敛变形的主要施工因素,其中注浆对围岩的收敛位移影响更大;初期支护连拱隧道右洞开挖对左洞二次衬砌的收敛稳定有一定的影响。     

大断面铁路隧道现场监测分析

针对大断面铁路隧道的特点,对达成铁路扩建工程家乡沟隧道进行周边收敛、拱顶下沉等项目的监测工作,基于监测结果,分析该隧道围岩和支护系统的变形特点,指出大断面隧道开挖影响的时空范围,为支护体系的优化提供依据.     

连拱隧道施工监控量测技术研究

结合铜黄高速汤屯段下杨干隧道的具体情况,详细介绍了连拱隧道的现场监控量测情况,并根据监测结果,在围岩大变形地段以及附近区域选择较为典型的拱顶下沉、水平收敛断面,以及在发生围岩大变形地段增设的8个选测断面,对下杨干隧道由小塌方所引起的围岩大变形情况加以分析,揭示了此种条件下围岩变形与支护结构受力的特点以及大变形对附近地段围岩的影响情况,并提出相应的治理措施,有效地指导了隧道施工的进行,保证隧道施工的安全.     

亚婆髻隧道施工监控量测与稳定分析

新奥法施工的核心思想是把隧道围岩和支护结构作为一个完整的支护体系,监控量测是新奥法施工的重要组成要素。作者以亚婆髻隧道为例,主要论述拱顶下沉、周边收敛及锚杆轴力等监控量测项目。通过对采集到的数据进行分析可以得到:围岩变形量的大小与围岩质量及开挖方式密切有关;对于分台阶开挖方式,在下台阶开挖时,围岩变形较大;软岩中,锚杆轴力沿杆长的最大值出现在靠中间点的位置。根据围岩稳定状态来确定二衬施作时机,保障了施工安全,同时也可为分析研究同类工程提供参考。     

大断面小净距公路隧道现场监测分析研究

针对大断面小净距隧道的特点,对福建省鹤上隧道进行地表下沉、围岩内部位移、洞周收敛、拱顶下沉、围岩压力、衬砌内力等项目的监测工作。基于监测结果,分析该隧道围岩和支护系统的变形及受力特点,指出小净距隧道开挖影响的时空范围和隧道衬砌支护的最佳时机,并为支护体系的优化提供依据。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴。