开挖方式对山岭隧道稳定性影响研究

以某小净距山岭隧道建设为例，采用有限元数值模拟手段分别建立了三台阶七步法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法三种施工方法的数值模型，并从位移、应力和塑性区方面进行了分析介绍，得到以下结论:采用三台阶七步法时拱底隆起量和拱顶沉降量最大，其次是单侧壁导坑法，最小的是双侧壁导坑法；采用双侧壁导坑法时拱顶位置处主应力最大，其次是单侧壁导坑法，最小的是三台阶七步法；采用三台阶七步法时隧道开挖以后围岩应力释放较大，围岩变得较为松散，且拱底围岩易出现应力集中，容易发生岩爆等危险；采用双侧壁导坑法施工时围岩塑性区最小，其次是单侧壁导坑法，最大的是采用三台阶七步法。最后，通过对比可知该工况下采用双侧壁导坑法时隧道的稳定性效果最好，采用三台阶七步法时效果最差。     

浅埋偏压富水膨胀性泥岩地段隧道施工工法研究

以印尼雅万高铁2号隧道(泥岩隧道)工程为依托,基于“快挖、快支、快成环”的理念,提出了大断面泥岩隧道三台阶微台阶加临时仰拱紧跟快速施工的方法。该方法对传统三台阶施工法进行了改进,多台阶同步推进开挖,初支及临时仰拱及时封闭。现场工程实践表明:与传统中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法、传统三台阶七步法相比,该工法可以避免对围岩的多次扰动,施工工序简单,配合隧道施工机械能够大幅度提高隧道封闭的速度,对V～Ⅵ级泥岩段隧道施工变形控制具有很大成效[1]。介绍了对其进行的研究。     

南龙铁路NLQZ-Ⅱ标隧道开挖工法

南龙铁路NLQZ-II标段暗挖隧道均按喷锚构筑法原理组织施工。隧道施工方法应根据工程地质和水文地质条件、开挖断面大小、衬砌类型、隧道埋深、隧道长度、工法转换的难易、机械设备配置、工期要求及环境制约等因素确定。当需要变更施工方法时,以工序转换简单和较少影响施工进度为原则,一般不宜选用多种施工方法。该标段施工工法按喷锚构筑原理组织施工,主要有双侧壁导坑法、四步CD法、三台阶临时仰拱法、三台阶法、台阶法及全断面法。     

双侧壁导坑法在西渴马2号隧道开挖中的应用

西渴马2号隧道全长978 m,隧道区地层为寒武纪灰岩、页岩,属强风化～弱风化,主要为Ⅳ级及Ⅴ级围岩.通常Ⅳ级围岩采用三台阶法施工,Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法施工.通过西渴马2号隧道施工,阐述了双侧壁导坑法的工艺原理、施工工艺及技术控制要点.     

大断面小净距三孔隧道群施工顺序研究

近年来以地铁建设为主的地下交通和地下空间的综合利用得到了大力发展,地铁隧道之间的净距越来越小、断面越来越大。大连地铁河口站站后折返线隧道与高河区间地铁正线隧道三线并行段,因受线路及地形地貌的限制,设计为大断面小净距隧道。为确保大连一期地铁工程按期完工并考虑到隧道群开挖对围岩稳定及周围环境的影响,最后选取CRD法施工。对这种大断面小净距隧道群的开挖提出了四种施工顺序,并采用Soil-works有限元数值分析软件分别对四种施工顺序进行施工过程模拟,以围岩变形、洞周应力、影响范围分布为主要优化指标。模拟结果表明:以第三种施工顺序为最优,其中地表最大沉降量为4.5 mm,地表影响范围为15.461 m,拱顶下沉值为24.96 mm等。该结果为高河区间地铁隧道施工顺序的选择提供了科学依据,并为类似的工程提供了一定的借鉴和参考。更多还原     

营尔岭隧道浅埋段连续坍塌原因分析及预防

双侧壁导坑法是现有大断面隧道施工方法中最为理想的一种方法。以某隧道浅埋段连续坍塌为例,通过MIDAS/GTS NX有限元软件对较大断面侧壁导坑上台阶开挖时出现连续坍塌事故进行了分析,并对添加临时仰拱这一措施对改善支护结构稳定性及预防坍塌发生的效果进行验证。浅埋条件下,初期支护结构未得到有效封闭连接是引起侧壁导坑上台阶开挖时出现连续坍塌的主要原因,施做临时仰拱能够有效防止坍塌的发生,这一结论对具有相似条件的工程具有借鉴意义。     

贵广铁路软弱地层浅埋隧道施工方法对比与探索

软弱地层浅埋隧道是施工中经常遇到的难题,3台阶7步法、双侧壁导坑法等作为工法已大面积推广使用,贵广铁路标第十标段共32个隧道,大部分为浅埋隧道,通过施工总结,对3台阶7步法进行改进与创新,取得了较好的效果。     

软岩大断面浅埋暗挖隧道施工工法比选数值分析

城市地铁隧道开挖必然会对隧道围岩产生扰动,由此引起的围岩变形会对隧道本身及地表建筑物造成损害。浅埋暗挖隧道因受地质条件、断面大小、岩性情况等影响,在施工过程中易发生开挖面失稳、坍塌等工程事故。为了保证施工安全,合理控制隧道围岩变形,运用FLAC3D有限差分软件,对浅埋暗挖隧道施工工法比选进行数值分析。研究表明:全断面法、台阶法、台阶留核心土法、CD工法、CRD工法开挖引起的拱顶下沉、地表沉降、水平收敛值均逐渐减小,但底部回弹量却以全断面工法最小,现场施工应根据实际工程需求,合理选择施工工法。     

高地应力软岩隧道施工工法数值分析与研究

以宜巴高速公路峡口隧道为工程实例,针对高地应力软岩隧道施工大变形控制问题,运用数值分析分别采用环形开挖留核心土法、三台阶法、双侧壁导洞法和CRD法对峡口隧道大变形段典型断面进行开挖模拟,获得了4种不同施工工法下洞身变形、塑性区分布情况;并以此判断围岩的稳定情况,对4种施工工法的优劣进行分析与研究。研究结果表明CRD法对控制围岩稳定效果最好。最后结合工程实际,通过支护结构受力监测,洞周累计变形量与变形速率量测,验证了选用的施工工法及工艺的合理性,对我国高地应力软岩隧道的建设进行了有益的探索。     

含水率对高地应力炭质板岩隧道围岩稳定性的影响研究

当隧道穿越高地应力富水软弱围岩区段时,易发生坍塌、初期支护结构侵限、钢架扭曲脱离等不良现象。针对这一问题,以渭武高速公路木寨岭隧道为实际工程背景,运用有限差分法软件FLAC3D分别建立了不同含水率下双侧壁导坑法和三台阶七步开挖法施工隧道的数值模型,分析讨论了两种施工方法下围岩压力、竖向和水平位移、塑性区随着含水率增大的分布规律和发展情况。结果表明：随着含水率的增大,炭质板岩强度降低,围岩自稳能力降低,进而降低了隧道的稳定性。隧道上部台阶开挖后,炭质板岩段各监测断面沉降和收敛变形较快,变形量较大;完成初期支护之后,沉降和收敛变形速度逐渐降低,待距离掌子面50 m以后趋于稳定。     

基于无导洞方法的连拱隧道结构设计与施工研究

以黄延高速公路羊泉沟连拱隧道为依托,提出在IV级围岩中采用无导洞施工方法,采用工程类比对该隧道结构支护参数进行了多方案比选,介绍了该隧道的工程地质水文地质概况、支护结构设计、施工工序安排与要点。基于有限元方法对其施工全过程进行了三维数值分析,获得了隧道结构体系力学性状随施工过程的变化规律,为设计与施工方案提供了理论依据。     

紫坪铺工程引水隧洞群现场监测与仿真反演分析

以紫坪铺工程引水隧洞群为研究对象，完成了跟踪隧洞施工过程的围岩变形监控量测。获取了围岩动态稳定性态。并利用监测结果进行了仿真反演分析。得到了相应洞段的宏观力学参数与初始地应力场。为指导下半洞施工、支护结构的优化设计等提供了可靠的科学依据。     

香炉山隧洞5#支洞应急抢险段围岩参数反演及稳定性分析

在建的滇中引水工程香炉山隧洞5#支洞穿越活动断裂带,地质条件极为复杂,施工过程中发生过严重的涌水突泥灾害,围岩稳定问题极为突出,严重制约施工进度和工程安全。为深入系统地研究5#支洞应急抢险洞段合理的围岩力学参数及隧洞稳定性情况,充分利用现场监测及物探资料,采用基于神经网络和遗传算法的位移反演方法确定了应急抢险洞段围岩的力学参数;并在此基础上,模拟施工开挖支护全过程,进行了围岩稳定性分析。结果表明:在当前开挖支护条件下,5#支洞应急抢险洞段整体处于稳定状态,除桩号K0+501—513洞段右边墙围岩变形量较大外,其余部位围岩变形量整体<15 cm;塑性区深度在2~5 m范围内;支护结构受力整体处于正常水平。相关研究结果对于5#支洞后续洞段或相近条件隧洞安全快速施工具有指导意义。     

TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类研究

目前常用的水工隧洞围岩分类方法主要是在浅埋隧洞和钻爆法施工的基础上建立的,在隧道掘进机(TBM)施工的深埋水工长隧洞应用中存在不足。在对国内外常用的围岩分级和分类方法进行统计的基础上,结合深埋水工长隧洞的特点以及TBM施工中可能遇到的主要地质问题进行分析,选取了围岩稳定性、高地应力风险、地下水风险和TBM施工围岩可掘性等作为评价隧洞围岩性质的主要因素,提出了一种既能描述隧洞围岩稳定性,又能描述地质风险类型及等级的TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类方案。该方法已在新疆某输水工程中进行实践应用,取得了良好的应用效果。研究成果可为深埋水工隧洞开挖和支护设计提供技术支撑,为TBM选型及施工中可能遭遇的地质风险采取处理针对性措施提供依据。     

水工隧洞TBM施工适宜性围岩分类研究

隧洞掘进机TBM已逐渐成为水工深埋长隧洞的常规施工方法,而现行规范的围岩分类主要以隧洞围岩稳定性和支护措施为判别因素,仅适用于钻爆法隧洞。为此,梳理国内外不同工程的围岩分类指标体系和TBM施工特点,在隧洞围岩基本分类的基础上,重点分析了TBM掘进效率和不良地质条件,构建了TBM施工适宜性围岩分类方法。总结大量工程案例,综合权衡超硬岩、岩爆、断层破碎带、大变形、突涌水(涌泥)和高外水压力六个关键因素对TBM施工的定量影响,提出了可量化围岩分类指标。工程应用表明,TBM施工适宜性围岩分类方法可依据工程地质资料快捷完成围岩分类,能有效指导TBM隧洞施工,且具有较好的通用性和易用性。     

浅埋隧道围岩受力计算分析及隧道衬砌支护研究

浅埋段软弱围岩自稳能力较差,隧道开挖时受到扰动较显著,当支护没有充分保障时,浅埋段发生延伸至地表塌陷灾害事故的可能性远高于深埋段。文章基于Hoek-Brown破坏准则对围岩压力的浅埋段有效影响范围进行了推导,得到了浅埋段围岩压力随位置变化的变化规律,本次研究的评价方法在隧道施工中具有较强的可靠性与适应性,能够为其他砂泥岩隧道工程施工设计提供相应指导,能确保隧道建设与公路运营安全。     

偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律

为研究偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律。在CD法施工下,通过建立偏压小间距隧道有限元模型,利用ABAQUS有限元软件在不同开挖顺序及不同隧道间距下对偏压小间距隧道施工过程进行了动态模拟与分析,基于强度折减法基本原理,探讨了不同隧道间距下围岩塑性破坏规律,确定了合理隧道间距。研究结果表明:①在不同开挖顺序下,先行左洞开挖方式要优于先行右洞:②随着隧道间距的增加,左洞围岩位移不断减小,右洞围岩位移先减小后增加;③随着隧道间距的增加,沿中间岩柱竖向中心线的水平位移逐渐减小;竖向应力则表现为先减小后增大的规律;④右洞开挖完成后,两洞初期支护中右拱腰处的弯矩明显大于拱顶处,而轴力则反之;⑤随着隧道间距的增加,中间岩柱塑性贯通程度逐渐弱化,安全系数不断提高,等效塑性应变逐渐减小。研究结果可为偏压小间距隧道的设计与施工提供依据。     

长潭河水利枢纽导流隧洞进口段开挖及支护设计

长潭河水利水电枢纽工程导流隧洞进口段岩石风化,层间错动及节理裂隙发育,岩体结构松散,开挖时存在围岩稳定问题。为保证隧洞及早进洞和施工期安全,对该段采取先开挖导洞再进行扩挖并采用管棚法施工。介绍了隧洞进口段开挖与支护的设计。