软弱围岩隧道二次衬砌合理施作时机研究

为确定软弱围岩隧道开挖过程中,不同施工工法对应的二次衬砌合理支护时机,采用FLAC3D软件建立数值分析模型对三台阶预留核心土法和CRD法的开挖过程进行模拟,分析二次衬砌支护时机对围岩和支护结构受力变形的影响,并确定出合理的二次衬砌支护时机。研究结果表明:二次衬砌的支护时机对隧道围岩的变形有显著影响;不同工法的初期支护所受的最大压应力会随着二衬与开挖面距离的增大而增大,但是其增幅会越来越缓慢;三台阶预留核心土法下二衬与开挖面的合理距离可在15.6～25.2m范围选取,CRD法下的合理距离可在31.2～42.0m范围选取。     

唐家山隧道围岩变形规律探讨

唐家山隧道位于构造地震断裂带,地质水文条件复杂,岩性及构造产状变化大,受5.12汶川地震的影响,含水破碎软岩变形比较突出,对施工中围岩变形控制要求较高。现场通过监控量测结合数值分析,探讨了隧道穿越软弱破碎岩层下围岩非线性变形特性,确定了隧道二次衬砌支护合理距离和时机,总结了唐家山软弱围岩变形特点。     

考虑围岩蠕变特性的隧道二衬合理支护时机确定方法

 通过对考虑隧道围岩蠕变特性的初衬变形的理论公式的分析,利用现场实测数据的拟合公式,确定了围岩的流变参数。结合规范对于隧道二衬支护时间的确定准则,确定各级别围岩中隧道二次衬砌支护的合理时机,并利用已知的流变参数进一步求得不同初衬厚度、开挖跨度时的二衬合理支护时机。给出的流变参数和二衬合理支护时机,可为类似工程参考。     

公路隧道二次衬砌支护时机影响因素研究

现阶段对隧道二次衬砌支护时机的合理选择进行了大量的研究工作,但主要都是采用经验方法来确定,相关的理论研究较少,缺乏统一的准则.通过对谷竹高速公路油坊坪、大坪山等隧道的工程实例分析,结合现场监测数据,从围岩条件、隧道开挖方法、隧道埋深、二次衬砌到掌子面距离以及初期支护形式、开挖断面结构等方面来探讨对二次衬砌支护时机的作用和影响,根据这些影响因素提出了对新奥法的修正意见,旨在完善支护优化理论和确定合理的二次衬砌支护时机.     

水下隧道二次衬砌支护时机及力学效应研究

水下公路隧道二次衬砌施作时机的选择对隧道的安全修建至关重要,目前国内对此相关研究相对较少。基于此,文章以某软弱围岩水下公路隧道为工程依托,采用有限元分析软件ANSYS对隧道开挖在不同二次衬砌支护时机的力学效应进行数值模拟及对比分析,得出了依托工程水下公路隧道二次衬砌施作的最佳时机,为类似隧道工程的施工提供借鉴与参考。     

支护时机对软弱围岩公路隧道力学特征影响的试验研究

为了更全面地了解支护时机对软弱围岩公路隧道力学特征的影响,运用研制的地质力学模型试验简便实用的隧道开挖工具与方法,系统开展了基于先加载后开洞思路的公路隧道模型试验,研究了支护时机对软弱围岩公路隧道围岩压力、衬砌切向应力大小与分布规律的影响。试验结果表明:支护时机对软弱围岩公路隧道围岩压力、衬砌切向应力的大小及分布影响显著;在不同应力场的软弱围岩(原岩弹模为210 MPa)中开挖隧道,当开挖洞径为12 m左右时,200 mm左右的变形预留量是较为合适的。该工况下衬砌的切向应力、围岩压力均较小,而且各位置分布也比较均匀,对衬砌的受力最为有利。在实际工程中应加强监控量测,不断总结经验,尽可能地选择最佳时机支护以达到衬砌受力较小的目的。     

隧道二次衬砌施工探讨

结合焦作至晋城高速公路隧道施工情况，就二次衬砌对初期支护的要求作了介绍，探讨了高压大变形围岩和一般软弱围岩的施工时机以及NTM的应用问题，总结了几点施工体会。     

隧道埋深对二衬合理支护时机影响分析

目前针对衬砌构筑时机始终是隧道界讨论的热点问题,提出合理的支护时机对于围岩稳定是相当重要的。然而,其中大部分的有关二次衬砌的合理支护时机的研究都将围岩埋深因素忽略,研究针对茶林顶隧道,通过数值计算给出了不同性质围岩中二次衬砌的合理支护时机,深入研究了埋深对于二次衬砌合理支护时机的影响,从而提出了考虑埋深的修正后的二次衬砌合理支护时机的确定方法。本文得出的研究成果在实际工程的应用中取得了良好的应用效果,提出的支护时机确定方法,可资类似的隧道工程借鉴。     

软弱围岩隧道二次支护施作时机的数值模拟

结合软弱围岩铁路隧道工程,运用三维有限元数值分析方法,对软弱围岩中隧道采用双侧壁导坑开挖法的施工全过程进行了数值模拟与分析,重点研究了大断面隧道施工中二次支护与掌子面的距离对隧道稳定性的影响,以期寻找隧道二次支护的最佳施作时机.     

基于多重判据综合确定的隧道二衬支护时机研究

为合理确定隧道二次衬砌支护时机，论文基于隧道变形监测成果，利用位移判据和速率发展趋势判据综合开展了隧道二衬支护时机研究，其中，位移判据是利用极限位移准则确定出位移条件下的二衬支护时机；速率发展趋势判据是利用变形预测和重标极差分析进行隧道变形速率的趋势判断，以评价前述二衬支护时机的合理性。实例分析表明：位移判据能初步确定隧道二衬支护时机，并经速率发展趋势判据评价，得出隧道变形速率趋于减小，变形向稳定方向发展；综合得出Ⅳ级围岩的二衬支护时机为23～25d,Ⅴ级围岩的二衬支护时机为29～32d。     

新奥法二次衬砌施工中几个问题的探讨

二次衬砌工艺作为新奥法的内容,在永久隧道工程中得到广泛应用,宛坪高速公路隧道全部采用二次衬砌工艺.本文结合该工程二次衬砌的实施,就二次衬砌对初期支护的要求、大变形围岩和一般软弱围岩的施作时机、以及NTM应用的问题等进行了讨论,得出一些有益的结论。     

乌鞘岭隧道F4断层区段监控量测综合分析

乌鞘岭隧道是兰新线重点控制工程，是国内最长的单线铁路隧道。该隧道穿越4条区域性大断层，地质及地应力条件十分复杂，围岩软弱破碎，变形大。针对复杂应力条件下的软岩大变形隧道特点，在F4断层区段施工过程中，严格进行系统、全面、长期的监控量测指导设计施工，以实测的拱顶下沉、水平收敛、锚杆轴力、初期支护围岩压力、初期支护钢架应力、初期支护混凝土应力、二次衬砌接触压力、二次衬砌混凝土应力数据为依托，进行实测数据与施工工序的关系、围岩压力与位移的关系、量测项目稳定值的预测、多量测项目发展趋势相互关系规律、位移的纵向分布规律、荷载侧压力系数、二次衬砌分担围岩压力比例、二次衬砌施作时机等多项综合分析，及时将处理信息反馈给施工，对开挖后的结构稳定性作出分析判断及采取相应措施。实践证明效果可靠，围岩稳定，结构完好，为保证该区段顺利贯通提供可靠的技术保证。     

蠕变围岩隧道二次衬砌支护时间的研究

在软弱围岩中,作为主要承载结构和最后一道防水线的二次衬砌的支护时间至关重要[1]。若支护时间过早,衬砌因围岩蠕变的影响将产生较大的变形和所承受的荷载较大,从而出现破坏现象;若支护时间过晚,围岩因蠕变的影响产生较大的位移而失稳,从而引发跨塌等工程事故。因此,对蠕变围岩隧道的二次衬砌支护时间的研究具有重要的工程意义。文章应用蠕变损伤理论,从应变的角度得出二次衬砌合理的的支护时间,对隧道工程的设计、施工具有一定的指导意义。     

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。     

软弱浅埋隧道围岩大变形控制技术研究

软弱浅埋隧道受地质条件和施工环境影响,施工过程中围岩大变形和初期支护结构侵限等现象常有发生,给二次衬砌的施作带来了不利的影响。文章结合宁安客运专线钟鸣隧道典型区段围岩大变形工程现场,深入分析软弱浅埋类隧道围岩大变形机理,提出一整套适用于该类隧道围岩变形控制措施及优化技术,为今后同类隧道的围岩变形现场控制及判断提供技术参考。     

矩形浅埋软岩隧道开挖非线性过程数值模拟

结合沿海地区软弱围岩浅埋暗挖矩形隧道施工,使用有限差分软件FLAC对分部开挖进行非线性数值模拟,研究矩形隧道初期支护在开挖过程中大变形机制。分析结果表明,围岩和初期支护的应力应变是非线性不可逆过程,其开挖方案应采用软弱围岩非线性大变形力学设计方法,以确保开挖施工安全。     

“红层”软岩隧道进口段CRD法数值模拟及现场实测研究

受岩体赋存条件、隧道设计和施工方案等因素的共同影响,软弱围岩在隧道开挖应力重分布过程中较易发生塌方破坏,尤其是在隧道洞口段部分。本文结合具体工程实践,对软岩隧道进口段CRD法施工过程进行了非线性数值仿真模拟和现场实测分析,在此基础上开展了隧道围岩和支护结构的施工力学行为和变形性状的研究。研究结果表明:(1)由于隧道围岩较为软弱,隧道施工对周边围岩变形影响较大,纵向约2倍洞径、横向一倍洞径为施工的强烈扰动区域,施工时应加强支护;(2)隧道施工后,拱顶处围岩应力由于围岩变形释放使得其值大幅度减小,而拱腰处岩体应力上升,并出现塑性破坏,故在实际施工时应对该部位加强支护;(3)采用CRD法施工后,实测围岩变形在隧道开挖约20天后趋稳,而围岩压力、钢拱架和初期衬砌受力均在隧道开挖后的前10天内受力增幅最为明显,之后才逐渐趋稳。     

大跨软岩隧道二衬合理支护时机的分析与优化

随着我国高速公路大规模的建设,新奥法的基本理念已经被广泛应用于大跨软岩隧道施工中,因此,支护时机的选择尤为重要。以集呼高速公路金盆湾隧道为例,应用大型通用软件ANSYS建立有限元模型,采用弹塑性方法及Drucker-Prager屈服准则,进行二维平面应变模拟。数值模拟CD法施工时不同荷载释放系数下的开挖与支护,通过分析隧道围岩受力状态、围岩变形、初期支护结构力学性能变化及现场监测结果,初步确定二次衬砌的最佳支护时机。     

浅埋隧道施工过程数值模拟分析

结合沿海地区软弱围岩浅埋暗挖矩形隧道施工，使用有限差分软件（FLAC）对分部开挖进行非线性数值模拟，研究矩形隧道软弱围岩在开挖过程中大变形的机理。分析结果表明：围岩和初期支护的应力应变是非线性不可逆过程，其开挖方案应采用软弱围岩非线形大变形力学设计方法，以确保开挖施工安全。     

浅埋软岩隧道开挖围岩变形非线性模拟分析

由于隧道施工过程和开挖顺序的不同都会引起各自不同的应力和应变的非线性历程,最终导致不同的力学效应,特别是软弱围岩隧道,其力学效应表现的更加显著.结合沿海地区软弱围岩浅埋暗挖矩形隧道施工,使用有限差分软件（FLAC）对分部开挖进行非线性数值模拟,研究矩形隧道软弱围岩在开挖过程中大变形的机理.分析结果表明,围岩和初期支护的应力应变是非线性不可逆过程,其开挖方案应采用软弱围岩非线形大变形力学设计方法,以确保开挖施工安全.