丽香铁路中义隧道高地应力软岩大变形控制技术

在丽香铁路中义隧道围岩及初期支护变形、破坏特点归纳总结的基础上，结合隧道的区域地质条件，分析了围岩大变形的形成机制。研究表明:丽香铁路中义隧道围岩及初期支护变形、破坏特点是由隧址区地应力最大主应力为水平方向且与隧道轴线接近垂直的特点决定的；围岩大变形主要是由于隧址区强烈的地质构造使围岩完整性遭受严重破坏，围岩破碎，地层赋存较高的构造残余应力引起的。现场实验及施工实践表明:按围岩的工程地质条件、强度应力比及相对位移将大变形分级管理，根据大变形级别选用不同的衬砌断面、支护参数和预留变形量；采用上下台阶、下台阶带仰拱一次开挖方法施工，适当加长边墙系统锚杆和锁脚锚杆，适时进行初期支护补强。     

大跨度地下厂房顶拱层支护时机数值模拟研究

为研究初期支护不同施作时间对围岩稳定性的影响,以某抽水蓄能电站地下厂房为例,建立三维有限元分析模型,基于岩石材料非线性本构关系,以掌子面与分析断面的距离为控制变量,对比分析不同支护方案下厂房顶拱层的围岩位移、应力及塑性区情况。结果表明,支护时间越滞后,围岩变形及塑性应变越大,衬砌和锚杆承受的荷载越小;支护过迟,则不利于控制围岩变形和充分发挥初期支护的作用。     

某引水隧洞格栅支护体力学特性及应用效果研究

为测试“格栅拱架+锚杆+喷混凝土”的初支形式在某软岩隧道的力学特性及应用效果,针对格栅拱架与锚杆应力分布情况及随着隧洞开挖的变化特征进行了研究。结果表明,格栅拱架顶拱中部受约100 MPa的压应力,拱脚压应力不超过50 MPa,两侧边墙2/3高度以下受低于30 MPa的拉应力,2/3高度以上部位受较小压应力。格栅钢筋受力初期快速增加,开挖2～3倍洞径后增加速率相对较缓。锚杆所受的拉/压应力绝大多数在±10 MPa以内,开挖3倍洞径时压应力达到最大,随后压应力逐渐减小,最后转变为拉应力。收敛监测表明,断面两侧边墙变形值最大为65 mm。格栅支护既充分发挥了支护能力,又实现了控制围岩变形的目的。本试验研究结果可为同类型隧道支护设计提供参考。     

大跨度开切眼安全监控与稳定性数值模拟分析

为解决大断面煤巷锚杆(索)支护存在的困难,以白羊岭煤矿101开切眼围岩控制工程为研究对象,进行超大断面破碎围岩顶板开切眼支护优化设计与安全监控研究,对锚杆(索)支护理论及巷道的失稳机理进行分析研究。针对101开切眼大跨度、大断面矩形巷道的特点,采用动态信息设计方法,分析巷道围岩稳定性的影响因素,制定101开切眼支护方案。应用大型有限元软件ANSYS对开切眼顶帮部在不同锚杆(索)间距、长度、单体支柱个数等支护参数条件下的变形及稳定性进行模拟分析,并对比支护前后巷道稳定性。研究结果表明101开切眼的合理支护方式为顶板采用锚杆(索)联合支护,锚杆间排距800 mm×800 mm,锚杆长度为2.0 m,单体液压支柱3根/排。在同类条件下,采用高强度锚杆(索)支护的煤巷,在回采期间的围岩变形量比采用普通锚杆支护少21.3%~42.5%;巷道围岩移近总量比锚喷网支护减少25.6%~43.0%,巷道支护效果收益明显。上述研究成果对大跨度、大断面破碎围岩顶板开切眼支护优化设计及施工提供了可靠依据,具有重要的工程应用价值。     

各向异性片岩隧道支护结构承载力学特性研究

为了更好地了解各向异性片岩隧道支护结构受力的分布特征规律,对武当群片岩隧道区不同片理面倾角的隧道围岩初期支护及二次衬砌承载特性展开了监控量测。通过对实测数据分析表明围岩稳定后二次衬砌分担的围岩荷载远大于初期支护分担的围岩荷载,大部分二次衬砌分担的围岩荷载比高达80%~90%,这导致部分断面已超过了相关规范中关于软岩支护结构承载比例的规定,对二次衬砌后续运营稳定性会产生较大影响;片岩隧道支护结构受力表现出明显的各向异性特征,当片理面倾角<45°时,随着片岩片理面倾角的增大,支护结构稳定时水平侧受力呈增加趋势;当片理面倾角>55°时,水平受力呈较陡减小趋势;隧道支护结构不同部位受力相差较大且具有明显的非对称性,片岩隧道围岩及支护受力均存在顺层偏压特性。     

土岩结合地区地铁工程施工竖井断面形式及支护参数优化研究

针对目前国内暗挖地铁工程施工竖井断面形式及支护参数设计多以工程类比法为主，设计安全系数偏大，没有充分利用支护与围岩自身性能的现状这一问题，以某土岩结合地区地铁工程为背景，选取多个竖井进行理论分析，通过数值方法对不同侧压荷载作用下，不同断面在不同深度位置受力情况进行分析研究。研究结果表明:竖井的断面形式及支护参数应根据其地质条件不同，结合地质条件下结构受力、使用功能进行综合比选进行确定。     

不同支护方式下大坡度斜井钢拱架与喷锚支护联合受力分析

目前，对于纵向坡度较大的大坡度斜井，两种不同支护方式(钢拱架铅直向下和垂直洞轴线)对钢拱架与喷锚支护联合受力特性影响的研究较少。结合云南省滇中引水工程香炉山隧洞某斜井工程实际，针对钢拱架铅直向下和垂直洞轴线两种布置型式分别与喷锚支护结构的联合受力，采用三维有限元法对斜井开挖过程中围岩位移、应力和喷层、锚杆及钢拱架的应力进行了计算分析。结果表明：两种钢拱架布置型式下，围岩变形和应力分布规律基本相同，垂直洞轴线布置钢拱架更有利于抑制围岩纵向位移和竖向位移，并使支护结构应力显著减小，对斜井围岩稳定和支护结构受力状态更加有利。围岩条件越差，支护效果越明显。建议大坡度斜井中采用垂直洞轴线的型式布置钢拱架。     

输水隧洞软岩段TBM掘进挤压大变形与支护受力分析

隧洞软岩大变形严重威胁到TBM安全运行,软弱围岩的变形具有明显的蠕变特性。针对某深埋输水隧洞软岩TBM掘进洞段的围岩变形和支护结构安全展开分析和评价,研究高应力条件下软岩的蠕变特性,比较不同支护方式管片结构的受力状态。研究表明：软岩洞段TBM掘进采取大断面扩挖和管片+豆砾石层+聚乙烯泡沫板缓冲层支护,缓冲层的施加明显改善管片的受力状态,有效地提高了管片结构的安全裕度。建议在类似的深埋软岩隧洞工程中,开展有针对性的岩体流变试验和变形监测,选取合适扩挖断面尺寸和支护方式,给围岩变形预留足够空间,为TBM的顺利掘进提供可靠的作业条件。研究成果为保障隧洞顺利掘进提供了技术支持,也可为其他同类超长深埋隧洞的修建提供参考。     

超前支护下苏家岩隧道掌子面稳定性分析

考虑到超前支护作用下初期支护未支护段的影响,以苏家岩隧道为对象,通过建立掌子面稳定分析模型,推导隧道安全系数目标函数,并进行优化求解;与模型试验结果进行对比分析,探究不同因素影响隧道安全系数的具体情况。结论如下：改变围岩黏聚力和内摩擦角、初期支护未支护段长度以及洞径尺度有利于提升隧道稳定性;掌子面锚杆加固强度与隧道安全系数呈线性关系,围岩内摩擦角较大时,掌子面锚杆加固强度对隧道稳定性作用较大,反之则较小;可通过布置掌子面锚杆密度来增强隧道稳定性,并将围岩力学参数代入稳定临界参数曲线,从而选定超前支护计算参数,确定施作方法。结果可为实际工况中超前加固后的隧道稳定性情况、超前支护参数和施工方法提供参考。     

高地应力条件下德罗电站软岩引水隧洞洞型与支护设计

德罗电站引水隧洞具有距离长、埋深大、洞室围岩为软岩和地应力水平高的特征,确定隧洞断面形式及支护方式,是隧洞工程设计的重点及难点。针对过流能力、结构受力、施工条件、工程投资和工期控制等,对不同断面形式隧洞进行比较分析,推荐采用平底马蹄形断面。根据隧洞沿程围岩类型,确定隧洞各洞段支护方式。三维数值计算表明,德罗电站引水隧洞平底马蹄形断面选择和支护设计方式是合适的,可为同类隧洞工程设计提供参考。     

万安水电站地下厂房围岩稳定监测分析

为研究复杂地质条件下水电站地下厂房洞室围岩在各种因素作用后的综合稳定性,以江西万安水电站为例,基于洞室开挖过程制定出包括地下厂房围岩稳定性、围岩变形、锚固受力等在内的监测设计方案,并对原型断面位移监测、围岩变形、预应力锚固受力及锚杆受力等监测成果进行了分析探讨。分析结果可为同类型水利水电工程地下厂房洞室开挖围岩变形力学特征、变形破坏规律、松动范围等的研究及支护提供借鉴参考。     

大型长廊阻抗式调压室三维非线性数值分析

采用三维非线性有限元分析方法，结合泸定水电站调压室的开挖，模拟了大型长廊阻抗式调压室开挖和支护的施工过程。利用改进的锚杆单元模拟支护结构中锚杆的作用。分别从围岩稳定和衬砌结构的受力特性两个方面对调压室进行了分析，给出了围岩支护和结构设计的基本分析方法．可为类似工程提供借鉴。     

某水电站地下厂房洞室支护设计

通过对某水电站地下厂房洞室群在不同支护型式下的围岩变形、应力场分布、塑性区分布以及支护体系受力特征进行分析,确定了地下厂房的支护型式,采用系统锚杆+预应力锚索支护方案能有效控制塑性区发展深度,提高支护系统的安全性,保证地下厂房洞室群围岩的稳定性,可为同类型地下厂房支护设计提供参考.     

地铁区间隧道变形及其控制技术措施

正近年来,随着国家对地铁建设的高度重视,地铁的施工建设得到了快速发展。在区间隧道施工过程中由于地质环境的影响,尤其在不同断面形式和不同级别围岩下的施工环境下,给区间隧道施工技术提出了更高的要求。为了避免围岩在不同断面形式及围岩类别下施工过程中的较大变形情况的发生,施工人员必须针对不同地质情况,不同断面形式及围岩类别分析变形产生的原因,有效采取加固措施,防止大变形发生,从而确保区间隧道安全快速的通过。本文以青岛地铁青岛火车站—人民会堂站区间为例,阐述了区间隧道在不同断面形式、不同地质情况下采取相应控制变形技术措施,有效防止大变形发生,为提高区间隧道施工技术水平提供一些借鉴。青岛地铁青岛火车站—人民会堂站区间工程,左线全长1258.313m,右线全长1252.291m,设施工竖井一处,横通道转入正洞后大小、里程分别为三线单洞大断面及双     

TBM隧洞开挖施工过程中围岩稳定及初期支护三维仿真模拟

以新疆某长距离输水隧洞在建工程为研究对象,针对TBM施工中现有的初期支护措施,以结构安全分析提供数据依据为目的。采用三维数值模拟技术,仿真模拟TBM开挖及初期支护的过程,对不同洞段的围岩稳定和初期支护结构受力特性进行有限元分析。结果表明：该工程现阶段初期支护结构能够满足围岩稳定的要求,初期支护结构安全;TBM掘进过程中对已支护岩体扰动范围为2～3倍洞径。     

隧道软弱围岩施工初期支护变形处理

初期支护,是隧道稳定的主要承载结构,也是密贴于围岩的柔性结构与控制围岩变形松弛的主要支护手段。在实际隧道施工期间,由于地质、设计和天气等因素的影响,会导致初期支护变形,甚至开裂和脱落,使得初期支护断面进入二衬,影响施工效率。文中主要分析隧道软弱围岩施工初期支护变形的原因,并提出几点解决对策,以此为相关从业者提供参考借鉴。     

锚喷支护在隧洞口开挖中的运用

锚喷支护是利用锚杆和挂网并喷射混凝土加固围岩，阻止围岩变形，防止岩块松动，使支护结构与围岩形成共同工作的整体，以增强围岩的自身稳定能力。将围岩转化为承重结构的一部分，这是地下洞室开挖支护技术的一项重大改革，对节约工程材料、降低工程造价、加快建设进度具有十分显著的作用。锚喷支护是锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷支护是锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷联合支护及锚喷挂网联合支护四种形式的总称。这四种支护形式虽已在实际工程中广泛应用，但阐述其作用和效果的理论还处于探索研究阶段，因此还没有成熟完善的设计理论。现根据现场施工经验，将上述四种支护形式的工作原理、布置形式简要介绍如下。     

夏特水电站隧洞围岩初期支护稳定性分析

为探讨在同等地质参数下隧洞开挖初期采用不同的支护类型对隧洞稳定性的影响,结合夏特水电站工程实例,通过现场原位试验取得围岩参数,利用有限元强度折减法,通过有限元模拟软件定量分析了Ⅲ类、Ⅳ类、V类围岩在开挖初期裸洞、混凝土喷护、系统锚杆等支护方式时隧洞稳定性的变化规律.结果表明,施加锚杆支护相较于无支护的开挖方式,隧洞的安...     

临时安全支护与永久支护的结合使用浅谈——大金坪、洪一水电站隧洞支护施工经验

1概述 在隧洞开挖施工中,临时支护与永久支护形式的采用,主要根据围岩的类别来确定。不同的围岩类别需要采用不同的临时支护形式和永久支护形式。临时支护是在隧洞开挖时为确保工程安全而采取的阶段性安全措施,主要包括挂网喷混凝土、随机锚杆、超前锚杆、注浆管棚、格栅拱架、钢支撑等。永久支护是为确保工程永久安全运行而采取的最终安全措施,主要包括挂网喷混凝土（由设计成果和要求定）、系统锚杆、钢筋制安、混凝土衬砌等。     

基于多因素可拓物元法的围岩稳定性评价

为了能准确评价隧洞围岩的稳定性,降低隧洞开挖过程中发生事故的风险。以云南西山营隧道为例进行分析,采用改进的层次分析法确定指标权重,以岩石完整性系数、岩石抗压强度、结构面影响系数、地下水修正系数为隧道围岩分级指标体系,建立多因素可拓物元模型,对隧道围岩的稳定性进行评价;并采用修正BQ法对围岩分级进行验证。结果表明:利用两种方法得出来的围岩级别基本相同,说明基于可拓物元法在围岩的稳定性评价是可靠性的。该方法简单可靠,可为实际工程隧道围岩分级及稳定性确定提供参考。