并行超小净距公路隧道施工变形监测分析

结合并行超小净距公路隧道工程实践,介绍了施工过程中围岩变形监测方案,主要对隧道地表沉降、拱顶下沉、洞周收敛和围岩内部位移等监测项目进行了相关探讨;基于监测结果,分析了该隧道施工过程中围岩变形规律和特点,为隧道支护合理时机和衬砌参数的优化提供了重要依据和参考,也确保了隧道施工安全.     

公路隧道初期支护大变形处理

初期支护是新奥法的主要承载结构，它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，而二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定的情况下修筑的，初期支护是二次衬砌的基础，初期支护大变形的预防与整治成为破碎松散地质条件下隧道施工的关键，针对初期支护大变形的危害，分析了龙眼睛隧道初期支护大幅变形的原因，提出了初期支护大变形的整治的措施。     

复合衬砌在北斗坡隧道中的运用

结合某隧道复合二次衬砌工程,介绍了隧道复合衬砌的新奥法设计与施工,对衬砌工程初期支护的要求、大变形围岩和一般软弱围岩的施作时机等问题等进行了讨论。     

爆破荷载作用下新建与既有隧道支护结构

系统研究爆破冲击同时对新建隧道和既有隧道支护结构动力影响具有重要意义。以某隧道接近既有隧道为例,建立爆破施工对既有隧道和新建隧道支护结构的影响三维模型,利用高能炸药材料模型及JWL状态方程来模拟爆破荷载作用下既有隧道的动力响应特性,结合LS-DYNA显式动力分析程序和多物质流固耦合算法较为准确地对新建隧道的爆破机理进行数值模拟,对爆破荷载作用下既有隧道二次衬砌与新建隧道初期支护的动力响应规律展开研究,得到了不同工况下新建隧道二衬和既有隧道初支在不同时刻的振速分布规律、位移变化云图。结果表明：不同围岩等级既有隧道二次衬砌的动力响应规律十分相似,爆破冲击波最先传到既有隧道二次衬砌上迎爆侧边墙上,既有隧道二次衬砌结构上质点沿X方向振速峰值最大,衰减较快。当距离掌子面一定距离后,新建隧道拱脚处振速峰值超过拱顶位置,不同位置振速大小依次是拱脚＞拱顶＞拱腰。初期支护上质点X、Y、Z 3个振动方向中沿Z方向即隧道中心线方向振动较大,衰减较快。炸药起爆后,新建隧道初期支护上不同位置在爆破冲击波的作用下,沿着掌子面往洞口方向依次发生振动,同一断面上,拱顶和拱脚位置振速较大,施工中应加强监测。     

浅埋偏压隧道岩土体参数的位移正演反分析

以某浅埋偏压小净距隧道先行洞施工监测为工程依托,根据正交设计思想,确立实验方案,结合弹塑性非线性有限元计算构造训练样本,借助BP神经网络的超强非线性映射能力对隧道先行洞开挖所揭露的围岩变形模量E、泊松比μ进行了位移反演,及时掌握先行洞开挖后围岩物理力学参数,从而达到优化设计并指导后行洞施工的目的,以实现隧道的信息化施工与设计。     

姜公庙隧道支护结构受力状态监测及其分析

针对隧道支护结构的受力问题,采用现场监测分析等方法,对隧道围岩与一次衬砌,一次衬砌与二次衬砌之间的接触压力,格栅拱架的钢筋轴力等进行监测及分析.结果表明:由于拱顶下沉变形量较大,拱顶的力向下传递,造成接触压力最大之处在拱肩、拱脚,而拱顶处压力值偏小;在混凝土强度尚未完全形成时格栅拱架已经开始承受较大的荷载;在较破碎的围岩体中,一次衬砌承担大部分的压力,作为安全储备的二次衬砌也承担了部分压力.     

小净距双洞隧道施工技术

以石狮小净距双洞隧道为例,介绍小净距双洞隧道的超前支护、洞身开挖、中央岩柱加固、锚喷支护、等关键工序的施工方法和技术要点.     

大跨度隧道的钻爆设计和震动测试

结合大断面小间距隧道的实际施工,介绍其钻爆设计,对后行洞爆破时,先行洞中夹岩部分和与后行洞对应的未开挖部分进行了爆破震动监测,并对比分析得出了大断面、小间距隧道爆破中的一般规律.     

爆破荷载作用下新建与既有隧道支护结构动力响应研究

系统研究爆破冲击同时对新建隧道和既有隧道支护结构动力影响具有重要意义。以某隧道接近既有隧道为例,建立爆破施工对既有隧道和新建隧道支护结构的影响三维模型,利用高能炸药材料模型及JWL状态方程来模拟爆破荷载作用下既有隧道的动力响应特性,结合LS-DYNA显式动力分析程序和多物质流固耦合算法较为准确地对新建隧道的爆破机理进行数值模拟,对爆破荷载作用下既有隧道二次衬砌与新建隧道初期支护的动力响应规律展开研究,得到了不同工况下新建隧道二衬和既有隧道初支在不同时刻的振速分布规律、位移变化云图。结果表明:不同围岩等级既有隧道二次衬砌的动力响应规律十分相似,爆破冲击波最先传到既有隧道二次衬砌上迎爆侧边墙上,既有隧道二次衬砌结构上质点沿X方向振速峰值最大,衰减较快。当距离掌子面一定距离后,新建隧道拱脚处振速峰值超过拱顶位置,不同位置振速大小依次是拱脚拱顶拱腰。初期支护上质点X、Y、Z 3个振动方向中沿Z方向即隧道中心线方向振动较大,衰减较快。炸药起爆后,新建隧道初期支护上不同位置在爆破冲击波的作用下,沿着掌子面往洞口方向依次发生振动,同一断面上,拱顶和拱脚位置振速较大,施工中应加强监测。     

西山坪隧道初期支护条件下围岩变形特征研究

分析了隧道围岩在不同初期支护条件下的变形特征及围岩变形与岩石强度，岩体结构、围岩类别及断面形状和进尺等因素的相关性，为后期初期支护、二次支护和支护结构优化及时提供了信息。     

单拱4车道浅埋偏压隧道锚杆支护参数优化研究

锚杆参数优化能提高隧道围岩稳定性,节省隧道建设成本.运用数值计算方法对锚杆支护形式和参数进行优化分析是一种十分有效的方法.针对单拱4车道公路隧道断面大的情况,考虑了隧道处于浅埋偏压的地质条件,采用双侧壁导坑法开挖,对隧道的初期支护进行了优化分析.在不同锚杆横向间距与纵向间距比值条件下,研究地表沉降、拱顶沉降、墙腰收敛值的变化规律,为单拱4车道公路隧道提供优化的锚杆支护方案.结果显示,当锚杆的横向间距与纵向间距比值接近于1时,能够更有效的控制围岩的变形.     

火成岩复杂地质环境巷道交岔点成套施工技术

马钢集团姑山矿为典型的火成岩复杂地质环境，传统支护不能满足巷道的稳定要求；为采取合理的开拓与支护方案，对后和睦山矿段-300 m水平车场马头门南迎头N14交岔点进行了针对性研究，决定采用导硐施工方法，根据现场地质特点及锚网喷、锚注、锚索支护机理，采用锚网喷进行一次柔性支护，锚注与锚索联合进行二次加强支护的复合支护方案，取得了良好的技术效果与经济效益。研究结果表明，对于扰动较大的交岔点施工应及时进行柔性让压支护；对于破碎、易膨胀性围岩应及时进行封闭处理；对于大断面巷道或大松动圈围岩应进行锚注与锚索联合加强支护。     

深部岩体大变形规律:金川二矿巷道变形与破坏现场综合观测研究

针对深部高应力下硐室和巷道时效大变形问题,重点开展了金川二矿深部巷道大变形破坏调查、多手段原位综合观察、大变形灾害安全管理标准等方面研究工作。首先针对不同围岩支护类型下大变形巷道破坏问题,从破坏表现形式的角度总结提炼了金川二矿巷道10种典型变形破坏模式并阐明其形成机制;进而依托1 150 m水平大巷的大变形试验研究段,采用巷道表面的三维激光扫描测量、岩体内部开裂的钻孔摄像观测、围岩不同深度变形的位移计自动量测相结合的方式,揭示了深部巷道表面变形的空间非对称性、围岩内部浅层与深层变形的非均匀性、时效变形增长的跳跃递进性等不同于浅部岩体变形特点和破坏方式的新特征,表明了金川二矿碎裂围岩时效大变形本质是高应力下巷道开挖诱发表层围岩开裂,并在重分布应力驱动下围岩开裂深度逐步向深部转移进而导致巷道围岩自身承载性能逐步劣化的机制,从而表现出持续的时效大变形;最后提出基于功能失效和结构失稳原则的深部巷道大变形安全管理标准,并在现场反馈分析与应用实践基础上总结出了控制二矿深部巷道变形灾害的"双层喷锚网+锚注"和"喷锚网注+单筋砼"复合支护技术,充分利用喷网混凝土的表面柔性支撑与围压效应、锚杆对围岩内部的抑制开裂效应、水泥浆的充填并粘合开裂缝效应、钢筋混凝土的强刚性抗压和恢复围压效应等组合功能,从而形成一种"由表及里、表里结合"改善围岩受力状态、重构围岩承载圈的支护理念。     

金川矿区深部高应力碎胀蠕变岩体支护对策

金川矿区岩石力学与巷道支护的研究已有几十年的历史，但是随着矿山开采深度的增大和大面积开采的采动影响，深部巷道围岩表现出明显的碎胀蠕变特性，巷道支护问题己成为矿区可持续发展的关键，通过分析巷道围岩的应力规律、特性，以及对目前使用支护形式的分析，提出深部巷道围岩的支护对策。     

深井井底车场高地应力硐室群稳定性分析

针对淮南朱集煤矿井底车场中央水泵房这一深埋大断面大规模高地应力松软围岩硐室群的长期稳定性问题,通过数值模拟研究了水泵房开挖、支护后围岩变形和应力场分布特征,采用振弦式混凝土应变计、钢筋应力计、压力盒监测水泵房二次衬砌,获取了二次衬砌混凝土应变、钢筋应力、二次衬砌所受压力的演化规律,分析评价了水泵房围岩稳定性和钢筋混凝土二次衬砌受力状态及其稳定性。数值模拟结果与现场监测结果吻合较好,研究结果表明：一次支护和二次衬砌支护后,泵房围岩变形收敛稳定,二次衬砌受力状态良好,所受最大围岩压力为62．5MPa,安全可靠,钢筋应力值、混凝土应变均未超过强度值。     

大断面隧道施工过程围岩-支护结构大变形分析

结合某大断面隧道可行性研究,采用ADINA大变性非线性有限元分析软件,分析隧道动态施工过程的围岩大变形行为及支护结构力学特性,为大断面隧道设计、施工方案优化提供科学依据.     

煤矿TBM掘进巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究

针对煤矿TBM掘进巷道围岩长期稳定性问题,以淮南矿区张集矿TBM掘进某瓦斯抽采巷为工程背景,开展了巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究。通过在TBM掘进巷道施工现场钻取砂质泥岩岩样,开展蠕变试验,获得CVISC蠕变参数|在数值模拟软件中引入CVISC蠕变模型,对不同支护工况下TBM掘进巷道围岩进行为期100d的蠕变变形模拟,获得各支护工况下巷道围岩时效变形特征和应力场及塑性分布区的演化规律|基于数值模拟结果,将优化后的锚杆+钢筋网联合支护体系应用于TBM施工巷道,并对TBM施工巷道进行围岩变形监测和锚杆轴力监测,现场实测结果表明采用的优化支护方案可有效控制围岩变形,且巷道稳定性较好。     

大变形软岩巷道锚网支护失效机理研究

锚网对软岩巷道进行主动支护,它通过锚入围岩内部的锚杆杆体改变围岩力学状态,在巷道围岩中形成一个稳定的承载带,达到维护巷道的目的。支护过程中,锚网系统若不能与围岩状态耦合,则会引起支护失效。本文对支护前软岩巷道围岩力学状态进行了分析,引入弹塑性状态圈状模型,计算出各区的应力状态,指出引起锚网支护实效的原因。     

地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC^3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明：锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。