隧道突水涌泥AHP-Fuzzy风险评价

隧道施工过程中常会发生突水涌泥灾害,严重影响隧道施工安全,因此对灾害风险进行评估具有重要意义。本文以2022年北京冬奥会重大交通保障工程延崇高速公路玉渡山隧道为工程背景,采用调查问卷咨询现场技术指导和专家组成员,建立各层次影响因素判别矩阵,采用AHP-Fuzzy法对隧道发生突水涌泥的风险进行分级评估。研究结果表明:(1)综合23种因素建立了隧道突水涌泥风险评估层次结构模型;(2)影响隧道突水涌泥的主要因素为围岩特征和水文地质条件;(3)得出玉渡山隧道ZK18+510~ 670段突水涌泥风险等级为IV级,为高风险突水涌泥地段。本文研究结果与工程实际情况基本相符,可为相关隧道工程的突水涌泥风险分级工作提供一些参考。     

隧道施工涌突泥致灾构造综合预报与涌泥灾害处治

隧道涌突泥是西南地区隧道施工常遇到的地质灾害之一。通过隧道勘察资料及高密度电法成果,采用四色预警机制,确定了DK2+915～DK3+090段灾害风险内容及级别;采用长、短距离预报相结合的预报方式,有效预报了涌突泥致灾构造特征及范围,提出了灾害处治设计,为涌泥灾害的成功处治提供了依据,对类似工程具有一定的参考意义。     

浅埋偏压连拱隧道洞口段施工技术研究

黄山地区某连拱隧道的洞口施工段存在浅埋偏压的不利地质条件。为保障该项目的顺利开展,本文利用岩土工程有限元分析软件Midas建立三维实体模型,对有、无超前管棚支护两种条件下浅埋偏压连拱隧道洞口段施工过程进行模拟分析。计算得到了隧道在采用不同支护措施时各阶段围岩及支护结构的变形和应力变化情况。数值模拟结果表明在穿越破碎断层带浅埋偏压连拱隧道洞口段的施工中,采用超前管棚预支护技术可以较好地控制住围岩变形,保证开挖中和开挖后隧道的稳定性。最后,将现场3个监测断面的量测数据与模拟分析的结果进行了对比研究。现场监测数据证明超前管棚支护在浅埋偏压连拱隧道洞口段的施工中可以有效控制围岩的位移变形,避免不利工程地质灾害的发生。所得结论可为具有类似地质地形情况的隧道设计和施工提供技术参考。     

浅埋偏压双线公路隧道变形特性和施工优化研究

以大风垭口隧道洞口段浅埋偏压双线隧道为研究对象,对采用双侧壁导坑法+中隔壁法施工后的围岩变形规律进行研究,并将不同施工顺序下的双线隧道围岩变形和支护内力大小进行对比分析。研究发现,两侧隧道的拱顶下沉量和浅埋侧隧道的水平收敛量较大,在施工过程中应当重点监测。同时,采用先浅埋侧后深埋侧的双洞隧道施工顺序更有利于控制浅埋侧隧道的水平收敛,保证双洞隧道的整体稳定。     

八字岭隧道帷幕注浆施工技术

隧道施工中,对于突水突泥地段,一般采用帷幕注浆施工技术对前方围岩加固处理,然后按正常施工方法进行隧道施工。文章结合宜 (昌)万(县)铁路八字岭隧道DK108+560-DK108+630段帷幕注浆施工技术,探讨帷幕注浆施工的资源配备与施工工艺。     

马湾隧道初期支护开裂变形施工处理技术研究

马湾隧道穿越下元古界周进沟组石英片岩区域,浅埋、偏压、围岩破碎。设计开挖方法为三台阶临时横撑法,自DK846+241开始至DK846+295段施工过程中多次出现拱顶掉块、初支纵向裂缝和表层起鼓、剥落现象;施工方法改为三台阶法之后,裂缝仍然进一步扩展,最大宽度约10cm。本文通过理论分析及数值模拟,提出了三台阶同步施工方法,采用仰拱初支紧跟下台阶、初期支护尽早封闭成环的方法控制隧道支护变形。监测结果显示,仰拱施工完成15d后变形逐渐趋于稳定,有效地控制了裂缝发展,该方法为类似工程地质条件的隧道施工解决了难题。     

双连拱隧道偏压段管棚效应分析

 在海床复杂的地质条件下，海底双连拱隧道与陆地连接的浅埋软岩段容易形成偏压，从而影响围岩的稳定性。采用三维弹塑性有限差分法对双连拱隧道进口偏压段管棚的预支护作用进行分析，并分析了不同管棚参数下的计算结果。研究的主要内容包括：(1) 计算了隧道在有管棚支护和无管棚支护条件下的拱顶下沉和塑性区分布；(2) 给出了管棚设计参数和优化参数下不同的变形和弯矩变化；(3) 分析了拱顶下沉和水平收敛的FEM计算结果和实际测量结果。 计算结果表明，管棚支护和注浆加固围岩能有效减小隧道周围由偏压引起的塑性区，软岩中双连拱隧道偏压段采用管棚支护是很必要的；偏压通常会使连拱隧道侧洞的应力状态不同从而造成围岩变形的不同，为了更有效地控制围岩变形在管棚支护的设计中应该采用不均衡设计；数值计算结果与实测结果的一致性进一步说明了管棚优化设计的合理性。     

富溪偏压连拱隧道围岩与支护结构变形和受力特征分析

铜黄高速公路汤屯段富溪偏压连拱隧道,长623m,洞口段围岩为全风化变质砂岩,呈散体结构,不能自稳。洞口段左侧埋深较右侧大,存在明显的偏压。隧道施工采用三导洞法进行,施工期间对洞口段三导洞、正洞的多个断面进行现场监控量测。通过分析监测数据,可得围岩变形与支护结构受力特点。监测结果表明:中导洞形成后,浅埋侧导洞先行施工,其围岩变形较深埋侧导洞要大;正洞施工期间,深埋侧拱顶下沉较浅埋侧大,深埋侧水平收敛呈扩张趋势,浅埋侧水平收敛呈收缩趋势,中隔墙呈向浅埋侧偏移趋势;无论初期支护还是二次衬砌,其围岩压力、混凝土内应力均是深埋侧大,由于整体衬砌有向浅埋侧运动趋势,钢支撑所受应力在浅埋侧较大。分析结果对富溪偏压隧道施工具有指导意义,对类似隧道的设计、施工和研究具有借鉴和参考价值。     

特大涌水隧道初支换拱技术探讨

随着现代高速公路隧道施工工艺的发展,新奥法主张以围岩的自承能力为主,复合式衬砌修建隧道的方法成为主流,其中初期支护(喷锚支护)是在隧道开挖后迅速控制隧道围岩变形,承担围岩压力荷载,保证围岩在二次应力状态下达到稳定的重要支护结构。但当隧道穿越特殊地层,容易发生突泥、涌水、岩爆等地质灾害,往往围岩初期支护有严重损伤,严重影响工程进度,威胁施工人员安全。本文主要根据雅康高速C7合同段飞仙关特长隧道出现特大涌水并持续数月的地质灾害,研究修复严重受损段初期支护的施工难题。     

偏压富水软岩大断面隧道下穿建筑物地层变形及影响分析

 偏压富水软岩大断面隧道施工引起的地层变形是多方面影响因素叠加的结果。结合武广高铁尖峰顶隧道下穿地表高压输电线塔的工程实践,首先对隧道施工前后地层变形监测和分析提出控制大变形的工程措施,然后采用综合统计和理论分析,研究地形条件、地层产状、隧道和通道施工、地面荷载、地表坍塌造成的地层变形与建筑物位移的关系,最后以流固耦合数值分析为手段对影响地层变形的关键因素进行量化分析。结果表明：(1) 偏压富水软岩大断面隧道下穿工程,地表地形引起的地层变形是影响地表建筑物水平位移和倾斜的主要因素;(2) 地层变形叠加效应对建筑物倾斜的影响存在明显的方向性,当多重因素引起的地层变形产生互逆方向位移叠加时对控制建筑物倾斜有利;(3) 软岩顺层斜坡地面下的大断面偏压隧道施工,地层变形在垂直于隧道轴线两侧呈非对称分布,变形最大区域位于向山坡侧;(4) 从影响地层变形长期效应上看,因施工引起的地层变形增量波动大但收敛快,地表地形引起的地层变形在施工后仍持续发展,成为影响建筑物安全性的长期潜在因素。     

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术

以铁路隧道为背景,采用数值分析手段,并结合部分现场监测资料,对软弱围岩隧道台阶法施工过程中隧道拱脚变形特征、上台阶基底围岩失稳形态及拱脚稳定性控制技术进行分析。结果表明:(1)软弱围岩隧道施工过程拱脚沉降和水平收敛均表现突出,在实际工程中,拱脚变形控制是软弱围岩大变形控制的关键之一。(2)拱脚部位围岩屈服程度相对较高是该处施工变形显著的根本原因。在台阶法施工过程中,基底围岩的破坏形式随台阶高度的增加由拱脚局部失稳逐渐向基底整体剪切失稳过渡。(3)从对隧道拱脚及洞周变形控制效果出发,IV级围岩可采用长台阶法施工,V级围岩宜采用短台阶法施工,而VI级围岩应采用微台阶法施工。(4)从不同台阶高度条件下极限位移的计算结果可以看出,对于软弱围岩隧道,施工中在确保掌子面稳定的前提条件下,适当增加台阶高度有利于围岩的稳定。(5)扩大拱脚和临时仰拱2种工法对控制拱脚及洞周变形均有明显的效果。扩大拱脚技术适用于拱部沉降显著的工程,而临时仰拱技术则更适用于水平收敛显著的区段。     

兰渝铁路杨家坝隧道穿越泥石流沟施工技术

兰渝铁路杨家坝隧道在DK376+438—DK376+572段浅埋通过燕儿沟,于DK376+495处穿越燕儿沟沟底,埋深仅为8.91m,开挖断面大,围岩松散破碎,分布于泥石流沟内的砂质黄土厚21～22m,且地表水下渗严重,施工难度大。针对该隧道施工的难点,提出了地表注浆、帷幕注浆,洞内超前支护结合树根桩加固仰拱地基的穿越泥石流沟施工技术,通过该技术的应用使得隧道安全顺利地穿越泥石流沟地段,有效地保证了工程的施工进度、质量和安全。     

高地应力深埋隧道断裂破碎带段大变形控制现场试验研究

丽香铁路中义隧道出口平导玉龙雪山西麓断裂破碎带段围岩软弱、破碎,受高地应力及断裂破碎带影响严重,边墙大变形灾害突出,以此为研究背景,开展了4种围岩大变形控制措施的现场试验研究。试验结果表明:采用普通加强支护措施(工况1),无法控制该段围岩变形;采用"抗放结合"控制措施,下部围岩应力释放需缓释,采用工况3(双层支护+下台阶、仰拱分开施作)方案,试验段围岩应力得到较好控制,但其工序繁琐,施工进度缓慢;采用"强支"理念的工况4(单层支护+加强拱架+预留应急加固措施)方案,最大日变形速率、累计最大变形量均最小,分别为3.2 cm/d和62.2 cm,试验段全长围岩累计变形量在可控范围内,施工工序较为简单,施工月进尺可达90 m以上;考虑到平导需发挥超前作用,建议中义隧道出口平导玉龙雪山西麓断裂破碎带段采用工况4方案进行施工。研究结果可为类似工程提供参考。     

大风垭口岩石公路隧道围岩及初期支护变形与内力研究

按“新奥法”施工的云南大风垭口隧道全长约3300m，为上、下行分离的双洞单向行车双车道，属于长、大岩石公路隧道。通过现场施工量测，在分析了收敛位移、拱顶位移、围岩内部位移及钢支撑内力等大量实测数据的基础上，研究了围岩及初期支护的变形包括岩石蠕变变形、内力随开挖进度及时间变化的规律，讨论了上、下台阶开挖对围岩的影响。研究结论可望为岩石公路隧道施工提供一定的指导。     

东深供水工程隧洞洞口段围岩变形规律及进洞条件分析

选取东深供水工程凤岗隧洞洞口段,采用三维弹塑性有限元法,模拟施工开挖过程,分析施工期围岩的变形、应力应变状态,探讨不同岩性条件下的围岩稳定情况及进洞条件,为设计和施工提供参考。     

到溪洞口浅埋软弱围岩段隧道设计

针对到溪隧道出口段埋深较浅并存在一定偏压、围岩破碎、节理裂隙发育、自稳能力差等,对隧道洞口浅埋段采取地表预注浆设计进行加固,并阐述了注浆施工工艺,较好的改善了软弱围岩的成拱稳定条件。     

特大断面大跨度隧道围岩变形的现场试验研究

 结合广州龙头山双洞八车道高速公路隧道工程实践,对特大断面大跨度隧道施工中围岩变形进行相关监测,分析变形随时间变化规律、不同开挖工序引起的纵向和径向空间围岩变形规律。研究结果表明：特大断面大跨度隧道采用双侧壁导洞法施工,能较好地控制围岩变形;在特大断面大跨度隧道施工过程中,右导洞上台阶、左导洞下台阶以及核心土开挖对围岩变形影响较大,是施工主要控制点;特大断面大跨度隧道开挖的纵向影响距离大致为一倍洞径左右,与导洞跨度基本相同,为6～8 m;洞顶垂直向径向影响距离约为25 m,左导洞顶30°方向的径向影响距离约为15 m。该研究结论可为类似条件下特大断面大跨度隧道设计施工和现场监测提供借鉴与参考。     

大跨软岩公路隧道围岩稳定性分析

本文针对大跨度软岩隧道的围岩变形特点,以集呼高速公路旗下营隧道右线出口段YK197+040断面在CD法施工下围岩变形的现场监测数据为背景,整理了拱顶沉降的位移-时间曲线,探讨了拱顶沉降随开挖时间的变化情况。运用ABAQUS软件,结合实际隧道工艺建立了三维有限元模型,数值分析了隧道开挖后拱顶及周边位移的变化趋势,研究了围岩力学性能参数对隧道变形以及围岩稳定性的影响。在综合考虑监测数据与数值结果的基础上,为后续隧道安全施工提供了有益的理论建议。     

高地应力断层带软岩隧道变形特征与控制措施研究

隧道在穿越断层地带时由高地应力引起的软岩大变形问题是隧道建设施工中难点,给隧道建设的施工与进度带来很大影响。本文结合区域地应力,围岩强度实验等分析柿子园隧道穿越断层地区产生支护结构破坏现象的原因,并对围岩压力,钢架应力,围岩变形进行了现场监测,得到了高地应力软岩大变形引起的支护应力特征与变形特征,提出了控制大变形的技术措施。研究表明,高地应力区软岩隧道穿越断层地带时,由于复杂的构造应力造成隧道结构受力不均,隧道左右两侧围岩压力,支护内力与围岩变形呈现出很大的不对称性。采用优化断面形式、加强初支刚度、非对称预留变形量和锚杆布置等措施可以有效减小隧道结构受力,控制隧道变形。