隧道穿越断层破碎带开挖支护的施工技术

在进行隧道交通建设过程中,隧道往往会遇到断层破碎的地质构造。断层破碎带对隧道开挖支护施工来说难度较大且容易出现事故。隧道穿越断层破碎带时,要进行开挖支护的施工,由于其地质结构特殊,因此施工技术显得尤为重要。本文以具体工程案例作为研究对象,对其破碎带的地质条件和设计支护参数进行详细分析,研究其隧道信息化施工技术,为开挖支护反馈信息和提供服务,最终使得杨公坑大隧道成功穿越本段断层破碎带。     

不同岩性接触带超前支护厚度对隧道稳定性影响研究

文章针对不同岩性接触带围岩软硬不均、自稳能力差的特点,采用数值模拟与理论分析相结合的手段,分析和探讨了超前支护厚度对围岩稳定性的影响规律。研究结果表明,在红黏土与砂岩夹泥岩接触带地层和黏质黄土与红黏土接触带地层中,超前支护的厚度对拱顶沉降影响较大,对隧道拱腰收敛和仰拱隆起影响较小;施作超前支护能降低初期支护的应力,但超前支护的厚度对初期支护最大应力和应力分布影响有限。     

地铁隧道施工期冻结法穿越断层破碎带 施工效果现场试验研究

 广州地铁隧道施工期穿越清泉街断裂,采用冻结法穿越断层破碎带施工,对施工期隧道支护结构的受力与变形状态、隧道周边净空收敛、地中位移、围岩压力及孔隙水压力、钢格栅应力、冻融条件下的地表隆沉等进行跟踪监测,通过对监测结果进行分析研究,获得冻结施工条件下的初期支护结构及环境土体应力与变形变化规律,在此基础上提出穿越断裂破碎带的冻结施工建议技术方法,研究成果可供其他工程参考。     

复合地层条件下大断面小净距隧道开挖工法合理性分析

以山东省济南市顺河快速路南延英雄山隧道工程为例,通过有限元软件对穿越不同地质条件下的大断面小净距隧道进行模拟,采用CD法对施工全过程中围岩位移、地表沉降、夹岩应力、初期支护结构应力进行分析,分析结果表明:初期支护结构应力和地表沉降均处在安全范围之内;拱腰处围岩位移较大且拱腰处出现应力集中现象;采用CD法施工较为合理,可为类似工程提供参考。     

高地应力大变形隧道支护系统的试验研究

乌鞘岭隧道穿越由多条断层组成的挤压构造带,存在较高的地应力,而且,岭脊段穿越的板岩夹千枚岩地层,围岩破碎,强度极低,施工初期出现了罕见的初期支护大变形,喷射混凝土严重开裂、破损,型钢钢架扭曲变形,部分出现折断,严重影响了施工安全与工程进度。为解决高地应力、大变形隧道工程的稳定控制技术难题,在工程现场设置了4种不同的支护参数工程试验段,实施了隧道表面位移与结构内力监测,以围岩与支护结构变形为主要评价指标进行了对比分析,研究结果表明:1)隧道拱脚与拱腰处局部大变形和偏压作用是隧道初期支护结构的扭曲与破坏的主要原因;2)柔性预应力锚索可取代临时横向支撑,初期支护H175钢拱架优于常用的I20钢拱架;3)以H175钢拱架+柔性预应力锚索+钢纤维喷射混凝土为结构组成的初期支护系统,能够较好地控制乌鞘岭隧道高地应力软弱围岩大变形。     

全风化断层破碎带公路隧道施工技术

三亚某公路隧道穿越一条石英岩断层破碎带,隧道开挖揭示该断层破碎带呈全风化状态,地层自稳能力极差。在施工中出现了涌泥、拱部大变形及变形严重侵限等问题,采用原来的台阶法施工无法保证施工安全。通过对比分析,采用水泥-水玻璃双浆液注浆加固隧道周边地层,然后进行中管棚超前支护,采用六分部CRD法开挖,及时封闭每一部支护结构,增强隧道支护结构的刚度,控制隧道变形。用三维数值模拟方法对CRD施工过程中隧道变形、支护和二衬受力进行了分析,验证了施工方法的可行性。现场监测结果和施工效果表明,所采用施工方案能有效保证隧道施工安全。     

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。     

隧道施工形成封闭支护结构的原因分析

近年来,隧道的设计、施工在理论和技术上都有了较大的发展,目前广泛采用新奥法进行设计施工。在施工过程中,要控制隧道的封底时间,使其适时的形成封闭支护结构,以提高支护抗力,保证隧道的安全。本文将从理论计算的角度,借助对开口圆环和闭口圆环的最大应力之比的研究,阐明隧道施工过程中封底时间控制的重要性。     

隧道初期支护工程的施工技术探讨

隧道初期支护工程是隧道施工过程中不可或缺的一环,同时也是隧道安全必不可少的一部分。施工过程中根据不同围岩情况选择合适的初期支护方案,确保施工的顺利进行和支护结构的稳定。通过监测施工现场的拱顶位移、钢支撑应力等指标,可以及时发现问题、采取措施,保障工程的质量和安全。     

特长高速公路隧道穿越岩溶区衬砌质量控制技术

隧道穿越发育较大规模溶洞(充填)、暗河及封闭地下水体等不良地质段,通过改善锁脚锚杆、采用型钢串联钢支撑等工艺增加初期支护整体性与稳定性;改善二衬台车支撑加固结构、采用定位激光对中、带模注浆拱顶回填等工艺控制二次衬砌施工质量,保证隧道在穿越岩溶段施工与后期运营的安全。     

两种防排水模式对富水隧道衬砌水压力影响分析

文章基于流固耦合理论建立了三维有限元模型,对穿越高地应力软弱围岩大相岭隧道施工过程进行数值模拟分析,研究初期支护、二次衬砌在全排放与全封堵体系下所承受水压力的变化特征。对初期支护与二次衬砌滞后进行了分析,研究施工过程中二次衬砌的施作对初期支护水压力的影响;探明不同防排水体系下的支护结构断面的关键控制点,并对两种防排水体系进行评价,为富水软岩隧道的施工提供指导意见。     

德格隧道施工过程分析及冒落成因机理

为探明公路隧道过深埋破碎带施工中地层变形与受力特性,揭示围岩碎裂形成冒落破坏的成因机理,依托川藏公路新建德格隧道,对隧道施工过程进行了三维数值模拟和力学分析。研究表明:受构造破碎带和埋深影响,隧道过冲沟深埋段施工中拱顶位移均较大且会有突变,施工在竖向对围岩压应力的影响非常明显,而在水平方向对拉应力的影响更为显著,围岩竖向与水平向较大的压应力差值增加了围岩松弛区范围;深埋自重应力场较大,受施工扰动位于冲沟底部的破碎带围岩碎裂变形加剧出现冒落体,因松动地压超过支护结构承载力最终导致冒落破坏。     

云雾山隧道施工监测技术

遂渝高速公路云雾山隧道穿越煤层、采空区、浅埋段等多种不良地质段,采用新奥法施工.针对不良地质条件,采用水平收敛和拱顶下沉,钢支撑应力、围岩内变位等多种监测手段,对围岩的应力变化、收敛情况,以及支护结构的受力变化情况进行研究分析.量测数据经分析处理,进行预测和反馈,保证了隧道施工过程中围岩稳定和施工安全.     

深埋交叉隧道动态施工力学行为研究

分离式独立双洞之间的横通道开挖,再一次引起主隧道围岩和支护结构的应力释放与重分配,引起交叉段附近岩体与支护结构力学行为发生变化。结合高地应力区深埋隧道工程,通过3D弹塑性有限元数值仿真模拟,分析横通道不同施工方案和动态施工过程对主隧道围岩与初期支护结构力学行为的影响。分析结果显示,横通道的开挖对围岩应力和位移影响较大,对交叉侧主隧道侧壁初期支护应力及交叉对侧主隧道侧初期支护σ3和XY平面的剪应力影响较大。为深埋隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案优化及安全控制提供了依据。     

四车道特大断面大跨度隧道施工中支护体系力学性态研究

 以目前国内规模最大的双洞八车道高速公路隧道为背景,详细介绍四车道特大断面大跨度隧道施工过程中支护体系应力现场监测的项目、方法及手段,对不同施工工序下隧道支护体系力学性态进行监测与分析。研究结果表明：(1) 右导洞上台阶、左导洞下台阶和核心土上台阶开挖引起支护体系应力分布较大变化,是隧道主要监测控制点;(2) 封闭支护结构及对拉锚杆的使用是改善结构受力和抑制隧道变形有效途径,应尽早施作仰拱和形成封闭环。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

红层隧道初期支护结构优化研究

我国西南地区红层分布广泛,穿越红层隧道越来越多,红层隧道施工区域内地质状况复杂,结构面发育,围岩稳定性不仅受其岩性影响,结构面影响更大。目前红层隧道支护所采用的大部分支护参数的选取一般都是基于经验性,文章结合实际工程确定红层典型结构构造特征,采用块体离散元方法,研究红层地质不同倾角结构面结构围岩与支护体系的耦合关系,使支护参数的选取具有更多的科学性与合理性,提出增强和减弱支护参数原则和措施,以期对今后红层隧道的修建提供理论依据与技术支撑。     

基于横向刚度理论城市隧道支护结构特性研究

以实际隧道工程为工程研究背景,从隧道支护结构的横向刚度安全稳定性理论出发,研究隧道穿越复杂地质条件的浅埋偏压段软弱围岩的典型断面的安全稳定性。以有限元数值模拟为研究手段,通过对特定的开挖工法下锚杆的力学特性进行研究,对比施作锚杆和无锚杆支护时拱顶和拱腰部位的位移和锚杆的应力,得到锚杆的力学特性变化规律和在围岩中的受力效果、围岩体在锚杆支护后的应力变化规律和锚杆的轴力变化规律,对隧道的安全稳定性作出分析。理论研究结果对工程的后续施工有一定的指导意义,达到降低成本节约造价的效果。     

降雨对隧道浅埋段施工力学效应影响研究

降雨入渗对隧道浅埋段洞室稳定性有着重要影响。文章依托京沪高速济南连接段老虎山隧道,首先采用数值模拟方法分析了降雨条件下隧道洞口浅埋段渗流场演化规律;在此基础上,通过流固耦合数值模型对不同降雨入渗时间下双侧壁导坑法施工过程中围岩应力、支护结构受力变形特征进行研究,得出以下结论：降雨对洞口40m范围隧道影响较大,入渗形成的地下水位线贯穿隧道洞身,其中土石交界处孔隙水压力值较大;降雨入渗使得围岩应力、支护结构变形增大,支护结构压应力增大、但拉应力减小;其中降雨结束时影响最大,降雨结束20d左右影响基本消除。     

上软下硬地层下穿建筑物隧道数值模拟

以青岛地区地铁某区间隧道穿越密集建筑物群为例,采用矿山法施工,利用有限元软件对该穿越工程施工过程进行数值模拟,重点分析了开挖过程中的地表和拱顶位移、支护结构内力等方面.研究表明,在上软下硬地层中采用矿山法分上下台阶施工安全、经济、快速,可以有效控制地表和拱顶沉降以及衬砌和支撑结构受力,确保施工过程的安全,对隧道在上软下硬地层中下穿既有线或建构筑物的施工具有一定参考价值.     

近距离叠交隧道结构变形规律及控制研究

结合青岛地铁二号线区间隧道下穿上部已完成的三号线区间隧道施工情况,分析了二号线左右隧道以不同方式穿越上部隧道时结构及地表的变形趋势,通过数值模拟研究了结构变形的薄弱位置及沉降槽宽度,选择出了相对稳定的施工方案,并以此提进行了支护方案的改进,并从支护后塑性区变化、围岩应力分布情况和关键位置的位移变化量证实了支护方案的优越性和正确性,为同类工程提供参考意义。