卵砾石层浅埋公路隧道支护方案的优化研究

某公路隧道位于特殊残坡积卵砾石层斜坡之中,是一典型的大跨浅埋扁平公路隧道,其支护结构和施工方案的设计直接影响到隧道的安全性和经济性.采用弹塑性非线性有限元模拟分析了该隧道的开挖和支护全过程.引入释放系数模拟开挖围岩应力释放时空效应,以最能直观反映开挖围岩松动变形情况的拱顶下沉量为主要控制目标,对初期支护的施作时机进行优化研究,利用得到的最优施作时机进行初支厚度的优化分析,并对二衬设计的合理性进行评价.提出卵砾石层斜坡中浅埋大跨扁平公路隧道支护设计和施工的优化方案.采用的考虑开挖过程的系统优化方法和研究成果可以为类似地质条件下隧道工程的设计与施工提供参考意见.     

卵砾石层中隧道考虑松动圈的位移反分析应用

研究了考虑围岩松动圈的位移反分析在卵砾石层隧道工程中的应用.由于江苏省常宁高速公路茅山隧道大部分处于卵砾石地层中,围岩稳定性差,隧道埋深浅,必须采用隧道信息化施工.为了确保隧道施工的安全进行,将隧道简化为平面应变问题,实现了位移反分析计算,采用考虑围岩松动圈的双介质模型,反演松动圈的弹性模量.然后利用有限元法,对隧道动态施工过程进行了仿真数值模拟研究,并将计算分析结果反馈设计和施工,进而调整设计,指导施工,确保了工程的安全施工.     

卵砾石层中隧道考虑松动圈的位移反分析应用

研究了考虑围岩松动圈的位移反分析在卵砾石层隧道工程中的应用。由于江苏省常宁高速公路茅山隧道大部分处于卵砾石地层中，围岩稳定性差，隧道埋深浅，必须采用隧道信息化施工。为了确保隧道施工的安全进行，将隧道简化为平面应变问题，实现了位移反分析计算，采用考虑围岩松动圈的双介质模型，反演松动圈的弹性模量。然后利用有限元法，对隧道动态施工过程进行了仿真数值模拟研究，并将计算分析结果反馈设计和施工，进而调整设计，指导施工，确保了工程的安全施工。     

卵砾石土层大跨公路隧道初期支护优化研究

 江苏省宁常高速公路茅山隧道位于卵砾石土层斜坡中,具有浅埋、大跨扁平的特点,结合现场大型剪切试验分析、获取卵砾石层剪切强度参数,采用弹塑性非线性有限元法模拟并分析开挖和支护的全过程。根据新奥法,喷混凝土是公路隧道施工中体现初期支护柔性支护特点的主要因素之一,针对卵砾石土层II类软弱围岩浅埋地段交叉中隔壁法实际施工工艺特点,选择拱顶区右上部、中轴线、左上部3个测点下沉值(S1,S2,S3)建立协方差函数,并结合围岩和二衬塑性区的分析,对初支喷混凝土厚度进行合理性研究,提出该隧道卵砾石土层拱顶埋深在26 m左右断面最合理的初支喷混凝土厚度为22～28 cm,该典型断面最优初支喷混凝土厚度为26 cm,该研究成果对斜坡浅埋软弱II类围岩地段交叉中隔壁法施工设计有一定参考价值     

扁平特大断面公路隧道核心土模拟与分析

破碎围岩段大断面隧道施工时,较多采用双侧壁导坑法,预留核心土对在开挖过程中隧道的围岩变形和支护受力有很大影响,对隧道围岩稳定性起着至关重要的作用.文章依托广州龙头山单向4车道公路隧道,对扁平特大断面公路隧道在破碎围岩段采用双侧壁导坑法开挖时,预留核心土厚度的区别和开挖方式的不同进行了有限元模拟,分析了围岩应力、围岩塑性区、拱顶沉降、二衬和核心土临时支护的内力,得出了核心土的合理厚度及较为合理的开挖方式.结论对扁平大跨隧道的设计和施工具有指导意义.     

大跨扁平连拱隧道施工时空效应试验

大跨扁平连拱隧道设计上具有开挖跨度大和断面扁平的特点,而在施工中,由于其施工工序较多,围岩将受到多次扰动,衬砌结构也将受开挖的多次影响。因此,其受力和变形极为复杂,施工过程中开挖时空效应与四车道连拱隧道或分离式隧道存在较大的差异。利用“公路隧道结构与围岩综合实验系统（CTSSSRH）”,对大跨扁平连拱隧道的施工动态全过程进行了三维物理模拟,分析了围岩位移、应力随开挖步的变化规律,提出了大跨扁平连拱隧道施工时空效应。     

下穿公路大断面隧道施工方案比选分析

为确定施工中的围岩稳定性、地表公路的正常运营状况,并保证施工速度,采用三维有限元软件Midas GTS/NX模拟分析了隧道浅埋段V级围岩区间采用双侧壁导坑法、六步CD法及台阶法对下穿公路隧道变形与支护受力的影响,对比分析各施工法施工对隧道与既有公路引起变形与受力的差异,模拟预测并提出工程方案建议。     

地表旋喷桩在隧道洞口浅埋段围岩加固中的应用

某新建铁路隧道出口浅埋段穿越粉质黏土及砾石土,粘聚力小、抗剪强度低,施工风险及支护变形风险大。为确保施工安全,设计拟采用地表旋喷桩对出口浅埋段进行加固,同时辅以数值分析软件,对采用旋喷桩加固后隧道开挖时围岩的变形进行分析,并与未采用地表加固时的开挖工况进行了比较。分析结果表明,隧道洞口穿越土层段采用旋喷桩加固后,能有效控制围岩变形。     

三车道大断面高速公路隧道稳定性数值模拟

随着我国高等级公路的发展,三车道大断面公路隧道将成为高等级公路隧道的重要组成部分,这同时也对高速公路隧道的设计和施工提出了更高的要求.文章以杭新景高速公路设岭隧道为例,结合该隧道的监控量测,分析了围岩变形过程并针对监测数据进行了动态反馈,同时检验了施工单位根据反馈情况采取措施后的效果.最后通过Plaxis有限元软件模拟了整个隧道围岩的变形过程,取得了良好的效果.由此可见,通过有效的监控动态反馈及有限元模拟,能有效的对隧道开挖过程中的围岩变形进行预测,从而大大降低隧道施工中的风险,保证隧道的施工安全.     

韩家岭大跨度公路隧道应力监测分析

韩家岭隧道是沈阳至大连高速公路改扩建关键工程，为目前我国和亚洲最大跨度的公路隧道。隧道为单洞四车道，采用分层台阶法进行开挖，在大跨度隧道施工中是一种新尝试。为了解大跨度公路隧道开挖过程中的力学行为，提供设计和施工依据，对韩家岭隧道进行了稳定性应力监测研究。主要阐述该隧道应力测试方法、喷层与围岩接触应力、锚杆内力随时间变化的量测数据及分析。研究结果表明：（1）韩家岭隧道开挖宽度、高度和空间大，但量测到的围岩与喷层接触应力、锚杆轴力小，’说明在初期支护结构中，喷射混凝土和锚杆对围岩变形只起到了协同与辅助的支撑作用，钢拱架和围岩自承起主要支撑作用。（2）依据达到峰值后的喷层接触应力和锚杆轴力数据来看，存在一定波动幅度，尽管不会对隧道的稳定性产生影响，但随开挖进行，围岩对初期支护的作用处在变化状态。（3）同一测试断面，在围岩较完整稳固的一侧，喷层接触应力出现拉应力值，而围岩稳固性差的一侧，喷层接触应力出现压应力值，表明该断面围岩水平位移主要来自围岩稳固性差的一侧。（4）短掘短支、释放地压与控制围岩变形，大跨度公路隧道采用台阶法开挖施工方式是可行的。     

滇西红层地质隧道施工技术

结合具体工程实例,介绍了滇西红层隧道施工的工程特点、难点及施工方法,提出了在膨胀岩地段进行隧道施工应注意的问题,以确保隧道工程施工质量,积累隧道施工经验。     

隧道工程施工关键工序管理的初步分析

通过多年隧道施工实践,针对隧道施工关键工序中容易出现问题的重要环节进行了较为详细的分析,对隧道的围岩等级确定、开挖、支护、防排水处理和洞口门的施工等重要工序中的施工控制进行了探讨和研究,并对其可能出现的问题提出了相应的处理方法,同时,还在技术经济管理上作了分析,总结了一些成功的经验,可供类似隧道的施工管理参考。     

复杂地质条件下隧道浅埋段全空间综合超前地质预报技术

 以衡炎高速公路上的官冲隧道为工程背景,采用地表空间微分探测和掌子面TSP203系统探测相结合的技术手段,构建针对复杂地质条件下隧道浅埋段全空间综合超前地质预报方案,并进行实例验证和工程应用。预报结果认为：该地段隧道所穿越地层主要为全风化～强风化板岩,岩体破碎,富含地下水,存在潜在的滑移面,且隧道拱肩至拱顶范围已伸入碎石土层内,极不利于隧道的安全施工,建议采取长为40 m的f 108 mm大管棚进行预支护。经掌子面揭示,预报结果与实际开挖揭示情况吻合较好,达到预期效果,说明提出的全空间综合超前地质预报方案是有效的。     

北京地铁九号线（军事博物馆—白碓子段）卵砾石粒径调查研究

拟建北京地铁九号线（军事博物馆—白碓子段）区间隧道及车站主体结构主要位于第四纪砂卵石地层及第三纪砾岩地层中。卵砾石颗粒级配、最大粒径、大粒径卵砾石含量以及母岩强度对地铁盾构隧道、基坑围护桩施工均有很大影响,而常规勘察手段难以查明这些要素。本文结合工程实践,采用钻探法、探井法、既有基坑调查法及工程类比法等多种手段进行综合分析,以提供更为接近实际的含大粒径卵砾石地层描述,为地铁盾构隧道及基坑围护桩设计和施工提供依据。同时借鉴前人研究成果,阐述了全套管取样法的优缺点和适用性。     

高速公路扩建大断面特小净距隧道爆破稳定控制技术研究

 以国内罕见的大帽山隧道为工程背景,结合国内现有研究成果和规范,研究新建隧道爆破施工时确保既有运营隧道安全稳定的控制技术。以现代信息化施工理论为依据,充分运用现场监控量测,将既有隧道质点振动速度的临界值确定为20 cm/s,对既有隧道爆破质点振动速度进行监测、回归分析和爆破参数的优化;最终现场监测结果表明,优化后的最大装药量等爆破参数设计合理,该爆破设计在现阶段未对既有隧道安全产生较大影响;同时,运用数值模拟的方法,得到中夹岩和既有隧道壁面的质点振动速度随时间的变化规律,所得最大振速符合规范要求,验证该次爆破设计是合理的。通过数据分析得出隧道肩部的振动速度是隧道底部的1.19～3.99倍,隧道腰部的振动速度为隧道底部的1.10～3.11倍,迎爆侧振动速度为背爆侧的5～10倍。该研究成果为今后类似隧道工程的爆破掘进工程在理论上和施工方法上提供参考借鉴。     

软弱围岩隧道施工对比分析

介绍了宝塔山隧道、石狮小净距隧道、京源口隧道三条不同的软弱围岩隧道的施工情况，根据现场施工的过程，提出了不同软弱围岩的施工方案及施工注意事项，为隧道工程的施工提供经验。     

岩爆施工技术研究

分析了岩爆的形成原因，介绍了岩爆的分类、力学机制及产生条件，结合隧道施工经验，总结了岩爆的特点以及岩爆施工措施，从而减小地质灾害。     

蓖麻溪连拱隧道开挖施工方法的探讨

通过对国内一座典型连拱隧道工程事例的调研分析，结合其设计、施工方面的经验教训，主要对连拱隧道的地质构造情况、围岩特点、施工方法等方面作了较为详细地阐述，重点探讨了侧壁导坑开挖法在施工过程中的优劣，以期对今后我国连拱隧道的设计、施工有所裨益。     

某水电工程导流洞施工期安全监测分析

对某水电站左岸1^#、2^#导流洞施工期进行安全监测，通过获取的大量施工期监测数据及成果，分析、总结了施工对于围岩稳定和支护结构的影响规律及特征，分析表明围岩已趋于稳定。安全监测较好地指导了现场施工组织，保证了施工工作的顺利开展，也为后续类似工程的施工总结了宝贵经验。