盾构双隧道衬砌结构应力与变形的数值模拟

为分析盾构双隧道施工周围土体及衬砌结构管片应力和变形规律,结合大连地铁2号线202标段盾构施工工程实例,运用ADINA软件对盾构施工过程进行动态模拟,建立了盾构隧道-混凝土衬砌结构-注浆土体-原状土体三维非线性有限元计算模型,综合考虑了上部土体的岩性分层,隧道施工间的相互影响,衬砌、注浆土体和原状土体之间共同作用,盾构施工、土体注浆及衬砌支护的动态过程。通过数值分析,研究盾构双隧道施工周围土体及衬砌管片应力和变形规律,为隧道盾构施工、衬砌管片设计与控制地表沉降提供施工建议。     

盾构施工煤巷管片环间橡胶垫纵向变形性能研究

针对目前国内外关于橡胶垫作用影响管片结构变形性能的研究较少的现状,文章分析了隧道采用盾构法施工过程中管片衬砌的受力相当复杂,既有环向荷载又有纵向荷载,这些荷载包括千斤顶压力、围岩及注浆压力等。利用基本力学分析方法,考虑千斤顶推力、管片环与井壁间的摩擦阻力、管片环与橡胶垫之间挤压力的作用,推导了单片橡胶垫的压缩变形量和总压缩变形量的解析式,明确了千斤顶推力对橡胶垫变形的影响规律。指出:管片环之间的橡胶垫在千斤顶的推力作用下,将产生一定的压缩变形量,该变形量会影响整个井筒的稳定性;管片环间的橡胶垫的压缩变形量和千斤顶的推力有关,也和管片外侧回填层注浆时间有关,当橡胶垫和千斤顶之间的距离达到一定数值以后,则不产生压缩变形;当盾构法施工技术参数变化时,受压缩的橡胶垫的个数也不同。     

衡阳市湘江盾构隧道管片结构受力分析

以衡阳市二环路合江套湘江盾构隧道工程为研究背景,对管片衬砌变形测量的监测方案进行了阐述,应用ANSYS有限元软件对隧道管片进行建模分析,通过不同的注浆压力对隧道管片的力学特性及管片的衬砌变形进行研究,分析结果表明:随着注浆压力的增加,管片的第一主应力、第三主应力、剪切应力也增大,但都没有超过C50混凝土的最大极限值,管片的竖向变形和水平变形都是先减小再增大,但都不是很明显.通过现场实测数据与数值模拟分析所得结果进行对比,模拟值与实测值的最大竖向位移相差0.22 mm,最大水平位移值相差0.47 mm,这说明模拟值与实测值比较接近.     

盾构隧洞计算模型研究现状概述

作为盾构隧洞结构组成的最重要部分,隧洞衬砌管片对于隧洞结构的整体性和安全性具有重要意义,隧洞结构发生劣化会对整个核电厂的运行产生不良影响。衬砌管片直接埋于地下且受力复杂,使得隧洞结构的后期维修和保养异常困难。因此,盾构隧洞,特别是取水盾构隧洞的结构设计尤其是内力设计必须安全可靠,采用合理的隧洞结构内力计算理论和方法很有必要。对盾构隧洞研究概况和常用的横断面计算模型、纵断面计算模型的现状和优缺点进行了研究,希望能为后续隧洞结构横断面计算和纵断面内力计算模型的选取提供经验。     

外锚内注技术在大断面软岩巷道中的应用

大断面软岩巷道采用外锚内注技术,即利用锚杆兼作注浆管,在围岩深处注浆加固形成能承受较大压力的注浆加固圈,为锚杆提供可靠的锚固基础,提高锚杆对松软破碎岩石的锚固作用,形成锚杆加固圈,再铺网喷砼,形成网架喷加固圈,在三重加固的作用下,稳定围岩,防止巷道变形;介绍外锚内注式锚杆结构、锚注孔布置、技术参数与工艺流程;经超声波检测,松散破碎岩体得到充填黏结,巷道未见浆皮开裂、底鼓。     

某铀尾矿库排洪隧洞渗漏修复措施

对某铀尾矿库排洪隧洞进行调查分析,发现排洪隧洞混凝土衬砌损坏严重,渗漏现象较多,析钙比较严重。为此,提出先采用原衬砌壁后回填灌浆,再采用锚杆挂网喷射混凝土整体封闭原衬砌工程的治理方案。对治理方案的数值模拟分析表明,排洪隧洞修复后结构稳定性得到显著提升。排洪隧洞修复施工完毕后,排洪隧洞渗漏点得到有效控制,确保了尾矿库排洪设施的整体安全。     

水泥基药卷式锚固剂试验与应用

锚杆锚固后主要作为抗拉构件发挥作用,过去多采用压气注浆锚杆。注浆法存在生产费用高、施工速度慢、胶结材料流失损耗严重、工人劳动条件差等缺点。国外于20世纪70年代后期开发了药卷式锚固剂,80年代在工程中广泛应用。我局于1988年引进此项新技术,经过试验、试制,形成了自己的配方,并应用于多项隧洞工程,给隧洞掘进创造了良好条件,既保证了施工安全和质量,又取得了很好的经济效益。     

水泥基药卷式锚固剂试验与应用

锚杆锚固后主要作为抗拉构件发挥作用,过去多采用压气注浆锚杆.注浆法存在生产费用高、施工速度慢、胶结材料流失损耗严重、工人劳动条件差等缺点.国外于20世纪70年代后期开发了药卷式锚固剂,80年代在工程中广泛应用.我局于1988年引进此项新技术,经过试验、试制,形成了自己的配方,并应用于多项隧洞工程,给隧洞掘进创造了良好条件,既保证了施工安全和质量,又取得了很好的经济效益.     

水泥基药卷式锚固剂试验与应用

锚杆锚固后主要作为抗拉构件发挥作用，过去多采用压气注浆锚杆。注浆法存在生产费用高、施工速度慢、胶结材料流失损耗严重、工人劳动条件差等缺点。国外于20世纪70年代后期开发了药卷式锚固剂，80年代在工程中广泛应用。我局于1988年引进此项新技术，经过试验、试制，形成了自己的配方，并应用于多项隧洞工程，给隧洞掘进创造了良好条件，既保证了施工安全和质量，又取得了很好的经济效益。     

“引大济湟”总干渠引水隧洞TBM施工地质工作方法

"引大济湟"调水总干渠引水隧洞主要采用双护盾式TBM施工,TBM施工地质现场需要记录掘进岩渣情况、地下水出露情况、掘进参数及不良地质情况等,进行超前地质预报,及时判断围岩类别、安装衬砌管片、确定隧洞里程.     

矿井巷道锚网梁联合支护的研究

锚杆支护已在国内外广泛采用，近年来，在松散、破碎和受动压影响的巷道中的试验也取得了很大的进展。锚杆支护的作用原理是通过锚杆加固一定范围的巷道围岩，使围岩体内形成一均匀的压力带，其不但能自承，而且还能承受外部压力，阻止上部岩体的移动。单根锚杆支护时，锚杆的预紧力在围岩体内形成锥形体压缩区，由于该压缩区的存在，使压缩区内的岩体受到挤压，得到加固。多根锚杆群形成的锥形体压缩区彼此重迭，形成     

花岗岩地层双护盾TBM卡机原因分析及处理措施

兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM在花岗岩地层中掘进时,由于软弱破碎围岩的挤压变形作用,造成了TBM前盾被卡的卡机事件。在工程地质条件分析的基础上,结合开挖洞径、管片衬砌、围岩变形及TBM设备特征,采用了在前盾上方开挖导洞,解除围岩对护盾上的压力,使TBM脱困的处理方法,该方法可为类似工程的卡机脱困提供参考。     

厄瓜多尔CCS水电站TBM引水隧洞左右通用型管片的设计与实践

输水隧洞工程利用TBM掘进管片衬砌,可大大提高施工进度,提前产生效益,从而节约投资,管片的选型与设计对于工程成败至关重要,有必要对其进行深入分析研究。结合厄瓜多尔Coca-Codo Sinclair水电站TBM输水隧洞设计工程实例,对管片的型式选择及细部设计进行深入分析与探讨,实践证明:左右通用型管片方便转弯与纠偏,可提高管片的安装质量与TBM的掘进速度。     

注浆锚杆结构优化数值模拟

注浆锚杆杆体上布置有注浆孔,由于孔的影响,杆体被削弱,引起应力增加和强度减弱,从而降低了杆体的承载能力。运用有限元软件Abaqus建立了注浆锚杆数值计算模型,对注浆锚杆力学性能进行分析,系统研究了杆体壁厚、注浆孔数目、注浆孔间距等锚杆结构参数对注浆锚杆力学性能的影响。结果表明:锚杆壁厚直接影响杆体的承载能力,壁厚越大锚杆能承受更大的载荷;在相同壁厚情况下,注浆孔数目起主导因素,孔间距次之。     

注浆岩石锚杆锚固机理影响因素分析

为了进一步研究隧洞等地下工程中锚杆支护锚固机理,根据微段锚杆的受力平衡以及载荷传递机理建立了锚杆的载荷传递微分方程,同时根据隧道围岩安装锚杆前后的应变变形建立了锚杆的轴向载荷传递方程,结合圆形隧洞围岩的径向变形方程,推导了理想弹塑性围岩中注浆岩石锚杆的轴向应力的计算模型,以及锚固段与围岩体界面之间摩阻力的计算模型。通过分析锚杆应力的分布特征以及影响应力分布趋势和大小的因素,得到了影响其锚固效应的因素是锚杆的安装施工时机、围岩的力学特性以及锚杆的长度等。     

预紧力锚杆作用下锚固体内应力及锥形体特征分析

在煤矿巷道预应力锚杆支护中,锚固体内锥形体的形成是预应力锚杆能发挥作用的重要原因。为了研究预应力锚杆作用下锚固体内的应力分布和锥形体的形成规律,采用ANSYS有限元分析软件,建立了含有单根锚杆的锚固体模型,并施加锚杆预紧力和围岩压力,研究了含预应力锚杆的锚固体内应力状态和锥形体的形成规律。结果显示:锚固体内的水平应力呈现出两头大中间小的"凹"形;锚固体内锥形体呈中空的"拳头"状;在靠近锚杆端部位置,锚固体内会产生一定的拉应力;锥形体轮廓与锚杆的夹角随着围压的增大而减小,随锚杆预紧力的增大而增大;锥形体端部高度随围压的增大而增大,随锚杆预紧力的增大而减小。     

预紧力锚杆作用下锚固体的形成与失稳模式

高强锚固系统在深部及复杂软弱巷道围岩控制中得到越来越广泛的应用,但对该条件下的锚固体形成和失稳的认识仍不充分。笔者采用数值模拟方法研究了预紧力锚杆作用下锚固体的形成因素及原岩应力作用下锚固体的失稳规律。结果表明：预紧力一定时,锚杆间距越小,附加应力就越大;锚杆间排距一定时,预紧力越大,附加应力就越大,附加应力在锚固体范围岩体中呈纺锤形,压力从巷道表面处逐渐衰减,在锚固起始端呈锥形分布;锚固段越短或预紧力越大,压缩区域就越大,锚固体的范围就越大,但锚固段长度对锚固体的影响较为明显。原岩应力环境中,巷道围岩锚固体失稳类型有锚杆断裂型、锚固脱黏型、岩体主导破坏型和锚固体复合型破坏型;岩体强度、锚杆预紧力、原岩应力侧压系数、埋深、锚杆间排距等对锚固体失稳的作用依次减小。     

盾构隧道掘进过程中同步注浆技术的应用

根据广州地铁二号线(越—三)盾构区间盾构隧道管片衬砌背后注浆施工情况,重点介绍了盾构施工过程中同步注浆技术的设计与施工。     

山西引黄工程采用TBM完成长距离隧洞的施工

山西万家寨引黄南干国际Ⅱ、Ⅲ标工程有4条总长约90km的隧洞，要求采用4台TBM在48个月工期内完成修建任务。为适应TBM高速掘进的需要，合同规定隧洞衬砌采用蜂窝式管片结构和环缝空隙采用豆砾石回填灌浆等先进工艺。并引入橡胶止水条做为接缝的防水构件。     

残留煤开采壁后注浆封闭支护技术探讨

为了解决小窑矿井无序开发遗留的旧采残煤重新开发问题,构建了"U型钢(或工字钢)+注浆+让压锚杆"联合支护系统,U型钢支护的作用是形成巷道形状并支撑注浆浆体,注浆的作用是填补老空区封闭风路,让压锚杆的作用是增强注浆浆体的强度并平衡老空区的不均衡应力,该联合支护系统可以确保巷道围岩稳定和安全生产,实现了旧采残留煤的安全高效复采。