钢拱架应力反分析隧道初期支护力学性能的研究

适时分析软弱破碎围岩段衬砌结构的内力状态是隧道动态施工中的关键性问题之一,对判断隧道施工安全状态和评价支护结构稳定性具有重要意义。考虑钢拱架已作为软弱围岩段公路隧道初期支护的重要形式,现通过分析隧道施工现场钢拱架支护的自身特点和受力特性,建立含有钢拱架和喷射混凝土的隧道复合初期支护的地基曲梁力学模型。然后运用地基曲梁相关理论,通过现场监测的钢拱架应力推求出隧道复合初期支护内力解析式,从而迅速得到隧道支护结构的应力集中部位。最后,经由台阶法施工的隧道工程实例运用表明,基于实测钢拱架应力求解隧道初期支护内力的解析研究是分析软弱破碎围岩段隧道支护力学性能的一种新方式,并能及时有效地为隧道现场施工安全提供直观、可靠的力学依据和技术支持。     

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。     

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。     

隧道过浅埋段Ⅴ级围岩超前支护、初期支护施工过程控制

从以往的施工情况来隧道浅埋段软弱围岩超前支护、初期支护的施工将是影响整个隧道施工进度及质量的重点难点所在。我们在该段围岩施工过程中,坚持预防为主,并根据围岩性质的不同,及时调整施工工艺,群策群力、不断积累经验,从而在保证工程质量的前提下,平安的渡过了软弱围岩段。     

大田连拱隧道围岩与支护结构变形和受力分析

对大田连拱隧道洞口浅埋段的围岩变形和支护结构受力进行了现场监控量测,对围岩变形与地表沉降的特点及对应关系、初期支护、二次衬砌以及中隔墙的受力进行了分析,总结出浅埋段连拱隧道围岩变形和结构受力特点。     

黄土隧道浅埋段支护效果监测分析

高速公路大跨度湿陷性黄土隧道浅埋段,施工难度大,处治不当极易导致塌方,发生严重的安全事故。依托大跨度黄土隧道洞口浅埋段施工实践,通过监控量测分析支护效果,修正隧道初期支护结构设计。结合施工现场实际情况,在洞口浅埋段施工前制定科学合理的施工方案,并布置测点进行监控量测。通过收集监测数据,分析拱顶下沉、周边位移和围岩压力监测数据,得出隧道支护效果满足设计要求。     

超大断面隧道软弱围岩初期支护与围岩变形分析

软弱围岩隧道的设计与施工技术问题一直是我国隧道工程亟需解决和研究的课题。本文以京沈客专辽宁段TJ-1标三棱山隧道为工程背景,为了确定三棱山隧道进行开挖后围岩和初期支护结构的稳定性,通过对隧道的现场监控量测与运用有限元软件FLAC3D数值模拟,对隧道围岩沉降收敛值、初喷混凝土和钢拱架受力进行了研究对比分析。通过对检测结果与数值模拟结果的分析,对隧道围岩应力动态及发展趋势、围岩稳定性、最终位移量以及初期支护的合理性,评价围岩结构的稳定性和安全性,对隧道的安全施工提供了重要的理论支持,确保隧道围岩和初期支护的长期稳定。     

膨胀软岩隧道联合支护法技术总结

本文介绍了由于围岩膨胀性、青峰断裂带、地形偏压、构造偏压、地下水、围岩二次损伤等不良因素引起的初期支护开裂、围岩荷载超过型钢的承载能力,从而出现初支大变形、塌方等地质灾害的综合施工技术方案,该方案以采用"一榀型钢+一榀格栅"的支护方式,有效控制了青峰隧道围岩大变形及塌方等地质灾害,并详细介绍了安全、高效的技术处理措施。     

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。     

平天高速软弱围岩隧道双层初期支护施工技术

防止高地应力隧道围岩变形一直是隧道施工的难点。华亭隧道进出口段位于Ⅴ级围岩段,针对地质特点,采用双层初期支护的施工方法,以确保隧道施工和运营的稳定与安全。     

隧道仰坡滑塌后初期支护加固与整治技术研究

受地质、水文和地表排水不畅的影响,隧道洞门段大多处于风化严重、围岩软弱或超浅埋等不利地段,施工过程中极易发生局部滑塌等事故,造成安全风险,是隧道施工中比较多见且容易忽视的问题。通过介绍某高速公路隧道施工过程中仰坡滑塌后造成的隧道初期支护破坏情况,讨论洞门段既有初期支护加固与整治技术以及施工监控量测在指导工程整治的应用情况,相关结论可为同类工程提供参考。     

数值极限分析方法在土体隧道设计应用中的研究

首先介绍了传统设计方法的优缺点,并分析了数值极限分析方法在隧道设计中的可行性。给出了隧道围岩、初期支护和二衬安全系数计算方法,对隧道结构安全性评价提出了量化指标。指出了该方法不仅可计算每个施工步的安全系数还可通过安全系数优化设计方案,同时考虑隧道的安全性和经济性。其次强调了隧道初期支护的重要性,认为初期支护在保证隧道施工安全中起到了关键作用,传统计算方法将初期支护视为弹性材料是不合理的。将初期支护视为弹塑性材料,认为初期支护作为围岩加固材料并承担主要围岩压力,二衬视为安全储备承担较少荷载,且初期支护和围岩最先进入塑性阶段。最后通过工程案例说明了数值极限分析方法在土体隧道设计中的应用。     

钟公穿煤隧道围岩稳定性分析与施工

瑞金至赣州高速公路52%路段经过不良地质地区,施工难度大.钟公隧道左线全长4 180m,右线全长4 185m,穿越一段煤系地层.施工过程中出现了围岩变形,拱顶沉降严重现象.分析了引起穿越煤系地层隧道围岩变形的主要原因有地形地貌、地质构造、地层岩性、水的作用和初期支护强度不够等.针对煤系地层隧道围岩变形,指出了尽快封闭工作面、加强临时支护的刚度、对开挖段进行预先加固、及时强行支护、搞好排水措施等应对方法.左洞施工经验证明所述措施有效控制了围岩变形,保证了施工顺利进行.     

张家山隧道浅埋偏压段施工和量测技术研究

浅埋偏压段隧道不良地质条件给施工造成安全隐患,也是决定整条隧道施工成败的关键.重庆云阳至万州高速公路张家山隧道出口部分处于严重浅埋偏压段,讨论了该段施工设计和施工工艺,包括地表注浆预加固、超前注浆锚杆支护、单侧预切槽镶嵌拱架式进洞的分部开挖法、喷锚挂网支护和围岩监控量测信息反馈与预测预报等,成功解决了施工中的难题.围岩变形和地表沉降监测分析结果表明,地表预注浆加固、分部开挖和及时施做初期支护等措施能有效控制围岩松弛,确保施工顺利进行.     

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。     

高铁隧道渗漏与初期支护裂损研究

高铁隧道渗漏与初期支护裂损是在役高铁隧道最为严重的病害,为隧道初期支护参数的安全性、围岩稳定、洞内设施设备以及行车安全带来巨大的安全隐患,渗漏病害的存在会侵蚀初期支护和围岩之间的空隙,反复的冻胀会引起初期支护参数的开裂,甚至变形破坏,危害隧道的整体结构安全。针对这些问题采用总结法和文献资料法,拟对高铁渗漏与初期支护裂损问题进行相应研究,并针对每个问题采取相应补救处理措施,经查阅总结发现造成隧道渗漏的因素为防水层、接缝防水失效、混凝土结构自防水失效等因素;造成隧道初期支护裂损的因素则主要在勘察设计和施工方面;并提出防水材料及施工工艺选择、混凝土和加强养护等的隧道渗漏措施,以及采用先进的技术设备、加强施工管控制等应对初期支护裂损的防治措施。     

高地应力软岩隧道中型钢与格栅支护适应性现场对比试验研究

结合正在修建的兰新铁路第二双线LXS-7标存在极高地应力的大梁隧道,系统开展型钢钢架与格栅钢架在高地应力软岩隧道支护中适应性的现场对比试验研究。现场设置型钢钢架支护段与格栅钢架支护段各20 m,通过现场试验及三维数值仿真模拟,对施工过程中的围岩位移、初支钢架应力、围岩-初期支护接触压力进行对比分析,结果表明：(1)在高地应力软岩隧道支护中,型钢钢架对沉降及水平位移的约束作用较强,但支护后期变形呈现台阶式增长趋势,支护设立2个月后仍无明显收敛趋势。相应地,支护结构承受了较大的围岩压力,试验断面围岩-初期支护接触压力最大值为336 kPa,钢架应力较大;二衬施作后围岩变形仍在增加,对二衬结构会有一定影响。(2)格栅钢架属于柔性支护,初期支护设立一周后拱顶累计变形达350 mm,可较好地释放高地应力区围岩应力与变形,但支护内力及变形急剧增加无法收敛。(3)为更好地控制围岩变形,在格栅支护设立一周后增设工字钢套拱作为后期刚性支护,围岩变形曲线呈现明显收敛趋势,洞室变形稳定至446 mm。断面围岩-初期支护接触压力实测最大值为190 kPa,有效地控制支护的变形与格栅应力。(4)试验表明,现场采用“先柔后刚”的支护原则,即先架立格栅后加设套拱对高地应力软岩隧道进行支护,可有效控制软岩大变形及支护内力,结构合理。经济性分析也表明,此支护形式具有较好的经济性,是一种可适用于高地应力软岩隧道的支护结构。     

浅析高海拔隧道软弱围岩施工工艺和控制要点

高海拔隧道在软弱围岩中初期支护如不能及时有效的封闭成环,将会出现较大的变形,或塌方。本文结合工程实际情况,认真讨论并分析了高海拔隧道在软弱围岩中的变形机理,对不同阶段的初期支护变形认真分析,在控制初期支护变形的基础上合理安排施工工序,有效推进了隧道施工进度,对后续高海拔、高寒软弱围岩地区的隧道施工具有一定的参考价值。     

深埋地铁车站出入口交叉段施工力学特性的数值分析

文章以重庆轨道交通10号线某深埋地铁车站为研究对象,采用有限差分法FLAC3D对该车站出入口段两种不同开挖施工方案进行数值计算,分析两种不同施工方案对车站出入口段围岩与初期支护结构力学行为的影响。分析结果表明:出入口段开挖对车站交叉口部位围岩和初期支护结构的应力与变形均会产生显著影响。采用方案Ⅱ即在车站双导坑施工完成后再开挖其出入口方案时所引起的围岩变形、最大主应力和初期支护结构的最小主应力均小于方案Ⅰ即在车站隧道施工完成后再开挖出入口的方案。将方案Ⅱ用于重庆轨道交通10号线某深埋地铁车站出入口段的施工可保证车站与出入口交叉段围岩与初期支护的稳定性,对类似工程具有参考价值。     

浅析隧道初期支护变形处换拱施工

偏坡隧道位于贵阳市北二环道路工程,该工程为双线、双向六车道.设计时速60km/h,为全市重点控制性工程.隧道右线K5+913～950段为V级围岩,由于围岩稳定性差在施工过程中初期支护发生变形.换拱是处理公路隧道在施工中以及运营后发生的严重道病害的一种有效防止措施,但其施工难度较大,技术流程也较复杂,本文介绍了初期支护变形处换拱施工的关键技术,以及初支变形处换拱施工的主要质量控制方法.