浅埋黄土隧道施工方法及支护受力研究

以神（木）延（安）铁路十五标段和Ｗ６标段４座黄土隧道及应力监测为实例,对浅埋黄土隧道施工方案及施工出现的技术问题,支护与土体间接触应力分布规律及引起结构变形原因进行了分析和探讨。     

浅埋大断面黄土隧道初期支护安全性分析

以大西客运专线忻州隧道三七微台阶法开挖为工程背景,采用FLAC^3D模拟分析施工过程中初期支护结构的受力特性,并与锚杆轴力和喷射混凝土应力的现场测试结果进行对比分析,最后结合型钢混凝土截面受力计算方法,评价型钢混凝土初期支护结构的安全性。研究结果表明:①型钢混凝土主要承受压应力,且沿隧道中线呈轴对称分布,最大压应力出现在拱腰位置,而拱脚处局部承受拉应力,为施工中的薄弱部位,喷射混凝土应力实测值相对计算值偏小,但分布规律与计算值吻合性较好;②隧道系统锚杆主要承受拉力作用,最大拉力在锚杆1 m位置,沿隧道轮廓从拱顶到拱脚递减,且计算值略大于实测值,两者分布规律一致;③型钢混凝土结构安全系数从隧道拱顶到拱脚依次递增,且同一部位轴力安全系数小于弯矩安全系数,轴力安全系数最小值为3.86,满足规范要求,可适当增大钢拱架支护间距或减小喷射混凝土强度。     

大断面黄土隧道初期支护变形控制技术

结合某隧道工程实例,提出三台阶大拱脚临时仰拱法和设置围岩应力释放装置两种方法,根据现场试验结果对比分析两种方法的初期支护变形控制效果。结果表明,两种方法均能够控制初期支护变形,但从综合应用效果来看,设置围岩应力释放装置更为可行,其优势在于充分发挥出隧址区围岩的自承能力,与初期支护结构共同作用,提升支护效果,且机械化程度高,施工成本低,施工速度快,取得了良好的应用效果。     

深埋老黄土隧道变形规律及初支受力机理

为了解决深埋老黄土隧道初期支护因围岩弱化挤压而破坏的现象,为隧道支护破坏整治提供依据,以阳山隧道出口深埋老黄土段为工程依托,对不同含水率下隧道变形规律进行了统计分析,然后综合采用变形反演、强度折减数值计算和实测支护内力规律对比的方法对初期支护的整体受力状态和受力规律进行了研究,最后通过数值计算对初期支护受力关键部位的破坏过程和破坏机理进行了分析。得到如下结论:(1)深埋老黄土隧道变形规律与围岩含水率相关,在围岩含水率低于老黄土塑限前,隧道的变形量小、稳定速度快、拱顶沉降大于水平收敛,含水率大于塑限后,隧道变形量显著增加、持续时间长、水平收敛大于拱顶沉降;(2)初期支护全环整体处于小偏心受压模式,受力关键部位为拱部,随着围岩的不断弱化,支护小偏心受压模式不变、内力逐渐增加,最大内力由拱腰转移至拱脚处;(3)在小偏心压力作用下支护结构为“压-剪”控制破坏,表现为混凝土表面压碎剥落、内部斜向剪切破坏,锁脚锚管的存在对结构破坏发展方向有引导作用,使得结构由“X”型对称剪切破坏转化为固定方向的斜截面剪切破坏。建议支护破坏整治方案采用可提高结构斜截面抗剪强度的加强措施,或采用限阻耗能型支护来释放围岩压力并减小结构内力。     

长河坝隧道立交段初步设计初期支护参数研究

采用隧道和岩土工程专用有限元软件MIDAS/GTS对省道S211复建公路长河坝隧道立交段加强支护段进行了施工过程三维数值模拟。得到了隧道立交段加强支护段初期支护在开挖过程中拱顶沉降、水平收敛位移和底部隆起位移,围岩和支护结构的应力等变化规律,验证了加强段初期支护参数的可靠性,为初步设计提供了有效的计算依据。     

公路隧道初期支护可靠度分析

在分析公路隧道初期支护可靠性方面,蒙特卡罗法具有较高的精度。由于工程结构破坏概率通常较小,这就要求采用蒙特卡罗方法时必须要有足够大的抽样模拟总数才能给出正确的估计,利用方差减缩技术中的对偶抽样技巧可以迅速的降低抽样模拟次数。基于有限元模拟中隧道初期支护极限状态的功能函数的分析,依据公路隧道设计规范,确定了初期支护可靠度分析的极限位移的功能函数。并且利用APDL语言,编制了调用ANSYS建模求解模块分析隧道可靠度的程序,基于对偶抽样蒙特卡罗有限元模拟分析了深埋隧道初期支护的可靠性。     

深埋硬岩隧道初期支护劣化过程衬砌力学特性试验研究

 通过室内相似模型试验对深埋硬岩隧道的开挖、支护及初期支护的劣化过程进行模拟,就初期支护劣化过程中的二次衬砌的荷载、位移及内力的变化规律进行深入研究。研究结果表明,二衬的内力随喷射混凝土的劣化呈现出相对稳定的增加,而随着锚杆的劣化呈现出明显的阶段性增加,而且锚杆的劣化相比较于喷射混凝土的劣化对二次衬砌的影响更为明显;总体上二次衬砌的荷载、位移及内力的增加都呈现出先缓慢增加,后快速增加,而后又趋于稳定的变化规律,拱顶及边墙是受力变化最为明显的区域,通过检算,衬砌的安全性是远远满足规范要求的,结构有较大的安全冗余度,可见当前的设计是偏于保守的。     

深埋黄土隧道受力变形特性分析

本文研究了深埋黄土隧道在施工开挖过程中围岩与初期支护结构的变形特性及稳定性,通过对连霍高速公路古浪隧道围岩的变形进行现场监测与计算分析,采用有限元软件对隧道施工过程进行数值模拟分析。得出以下结论:对于深埋黄土隧道,在施工过程中超前支护尤其应加强拱顶和拱脚处支护结构的强度;应尽可能早的施作仰拱,减轻隧道底部的隆起;为了减轻拱铰处的应力集中现象,拱铰和仰拱之间应圆弧连接。     

膨胀性黄土隧道钢拱架–格栅联合支护力学特性研究

为了研究膨胀性黄土隧道围岩与支护结构作用机制,解决膨胀力作用下的隧道支护难题,利用弹性薄壳理论建立了联合支护的力学分析模型,引入等效截面法和膨胀力参数得到了改进的围岩–支护特征曲线。基于上述模型和方法,对该黄土隧道初期支护的力学特性进行分析,提出适用于膨胀性黄土隧道的"格栅拱架+钢拱架+喷射混凝土"联合支护方式。结果表明:所建立的模型和方法对膨胀围岩条件下初期支护的力学特性分析具有较好的适用性,从理论角度解释该隧道原始初期支护发生破坏的原因;与"钢拱架+喷射混凝土"和"格栅+喷射混凝土"支护方式相比,提出的联合支护方式在膨胀性黄土隧道中更具优势,充分发挥了不同材料的承载特性,保证了隧道的稳定性。     

浅埋黄土隧道衬砌结构受力分析

 通过对三十里铺隧道的现场测试,研究浅埋黄土隧道一衬和围岩接触应力、锚杆轴力、喷射混凝土表面应变、二衬中钢筋应力和浇注混凝土应变随时间变化规律及分布特征。结果表明,围岩释放应力最大值在7～10 d,位置在拱腰处;锚杆轴力稳定时间为30 d左右,且在空间上出现压应力区;喷射混凝土表面应变较大且常出现跳跃性变化;二衬钢筋应力初期为拉应力;边墙处的稳定时间为6～8 d后,拱顶处30 d后仍然递减;二衬混凝土应变由初期的拉应变向压应变变化。隧道衬砌的受力分析结果为支护系统的优化提供依据,对同类工程的设计提供借鉴。     

浅析黄土隧道初期支护侵限处理

以某市政隧道为实例,阐述了对市政隧道在黄土地质修建过程中出现较大变形、开裂等现象,结合开挖支护方法、围岩地质情况及监测等方面,浅谈隧道变形、裂缝导致侵限的处理施工,通过注浆加固、加强超前支护、逐榀拆除侵限段初期支护等处理措施,对施工时诸多因素尽可能充分的考虑,突出科学性、适用性。     

隧道初期支护施工技术

介绍了锚杆的支护效应 ,详细阐述了格栅钢架挂网喷锚支护施工过程。从锚喷支护施工、喷射混凝土施工等方面进行了论述 ,指出多线隧道采用新的施工方法势在必行     

黄土隧道支护稳定技术与应用研究

文章针对黄土隧道的开挖与支护问题,以山西某黄土隧道为工程背景,对黄土隧道施工中的开挖与初期支护进行了研究。对隧道的特征进行总结分析,提出了黄土隧道初期基础支护以及超前支护关键技术,通过优化黄土隧道支护技术,取得了较佳的工程实践效果。     

雷公山隧道左线初期支护变形处理

介绍了深圳市坪西公路雷公山隧道左线初期支护变形的发生过程和处理方案,提出在我国目前勘测手段和技术水平的条件下,必须进行动态设计;按新奥法理论设计的Ⅱ、Ⅲ类软弱围岩段隧道,必须加强监控量测工作,注意二次衬砌的施做时间问题;当发现围岩和初期支护变形无收敛趋势,难以达到基本稳定时,应快速研究处理方案;决策时适当进行经济比较论证,应把安全稳妥放在首位,当机立断、快速实施。     

偏压连拱隧道初期支护结构优化研究

依托江西景婺黄（常）高速公路白洋冲一号隧道工程，采用数值模拟方法对偏压连拱隧道在V级围岩浅埋段初期支护结构进行了优化分析，从理论上证实了偏压连拱隧道初期支护结构不对称设计的可行性。     

黄土隧道施工方法及支护技术研究

由于黄土围岩自稳能力差，施工中极易造成塌方，施工难度较大。因此，为提高黄土隧道围岩稳定性，减少对周边土体的扰动，进一步探讨支护与土体间接触应力分布规律、分析引起结构变形原因具有重要意义，相关研究可为类似工程的支护结构设计和施工提供借鉴。     

隧道初期支护施工技术研究

介绍了隧道初期支护的作用,通过分析隧道初期支护中常见的问题,从锚杆、钢拱架、钢筋网片、喷射混凝土等方面,阐述了隧道初期支护施工技术要点,旨在保证隧道运营的安全性。     

波纹板超前支护在地铁隧道初期支护中的应用

以某实际工程为例,对波纹板超前支护在地铁隧道初期支护中的应用进行了论述,指出该支护方式解决了传统钢格栅混凝土施工过程中,使用电焊机、喷锚材料所产生的粉尘烟雾问题,有效减少施工工序衔接时间,提高工效,为以后类似项目提供可以借鉴的施工经验.     

凉风垭隧道初期支护大变形的整治

通过凉风垭隧道初期支护大变形的原因分析,阐述了隧道初期支护大变形的整治措施。