小净距隧道爆破振动规律研究——以石尾隧道为例

小净距隧道具有造价相对较低、有利于整体线性优化等优点,在公路短隧道设计中被广泛采用.小净距隧道施工工艺相对连拱隧道较为简单,但鉴于隧道的中岩墙厚度相对较小,在采用钻爆法施工过程中,爆破不仅会影响掘进隧洞围岩稳定性,亦会对相邻隧洞结构稳定性产生一定影响,进而影响隧道施工安全.本文以在建小净距石尾隧道为例,在先行洞右洞掌子...     

紫坪埔隧道小净距段现场监测试验研究

 为节约工程造价,紫坪铺隧道汶川端设计为渐变小净距隧道与整幅修建的泯江大桥相接。该端隧道洞口段左、右线间距较小,围岩较差。为保证隧道的安全施工和积累经验,对紫坪埔隧道小净距段进行衬砌内力、围岩压力、位移及地表沉降等项目的监测工作。现场监测结果表明：(1) 后行洞开挖对中岩墙及先行洞的围岩及结构均产生一定的影响,影响程度视围岩级别不同而不同;(2) 采用上下台阶法施工时,上下台阶交界部位是应力集中和初期支护薄弱之处,施工中应加强对上下台阶交界处的监控量测;(3) 中岩墙是小净距隧道的薄弱环节,为保证施工过程中的安全,应加强对中岩墙应力、位移的监控量测。     

小净距隧道围岩的爆破振动影响规律研究

小净距隧道后行隧道爆破施工会引发相邻先行隧道围岩振动,振动强弱与隧道净距和单次炸药量相关,通过工程现场监测和数值模拟相结合的方式,对隧道净距的影响规律展开研究。结果表明,小净距隧道后行隧道掌子面起爆时,相邻先行隧道迎爆面拱腰处围岩爆破振动速度最大,最大振速随隧道净距的增大而不断减小,随单次炸药量的增大而增大。当Q/R³＜1×10^-3时,后行隧道掌子面爆破对先行隧道围岩的爆破振动影响可忽略不计。对先行隧道围岩最大振速进行萨道夫斯基公式拟合,得到小净距隧道相邻先行隧道Ⅲ级围岩最大振速预测方程中的场地系数K=8.73,衰减系数α=0.83。     

小净距隧道施工中减振技术研究

双洞小净距隧道中夹岩柱一般都比较小,因此后行洞爆破施工对先行洞有较明显的影响。本文介绍云(阳)-万(州)高速公路张家山隧道小净距段施工中,采用小循环进尺、分区开挖的台阶分部法和短台阶断面法开挖,并控制最大段装药量、段间隔时间、确定合理的爆破参数和对先行洞最不利部位振速监测等一系列爆破减振控制技术,保证了小净距段先行洞的安全和后行洞施工的顺利进行。     

小净距隧道与横通道空间交叉结构施工力学分析

在小净距隧道修建和运营过程中,根据需求会在隧道中设置横通道。针对小净距隧道横通道施工过程,运用三维有限元数值模拟的方法,对横通道段和正常段施工过程中的洞室围岩位移、围岩应力集中度、塑性区分布、地表沉降进行对比分析。结果表明:小净距隧道横通道的开挖对隧道洞室围岩位移、围岩应力集中度有着更不利影响;小净距隧道横通道段处中夹岩柱的塑性区相较于正常段易贯通;小净距隧道横通道的开挖会加大地表沉降。     

三洞并行小净距隧道的结构受力特点分析

通过数值模拟计算,重点研究了三孔小净距隧道施工工程中,后行隧道爆破开挖对先行隧道的影响,根据分析结果,验证了设计方案中后行隧道待先行隧道初支封闭后开挖,且两隧道掌子面距离不大于30 m的小净距隧道施工控制措施具有较大可行性,以供同类条件下小净距隧道的设计与施工借鉴。     

小净距隧道围岩松动范围的测试与分析

结合冯家梁子小净距隧道的工程概况及开挖参数,对隧道围岩松动范围进行了检测,并对实测数据进行了整理分析,指出小净距隧道先行洞爆破开挖会加大小净距隧道的中夹岩柱的松动范围。     

超前开挖距离对大跨度小净距隧道稳定性影响的有限元分析

小净距双孔隧道开挖过程中两孔之间的相互耦合作用是施工过程十分关心的问题,其相互影响与围岩类别、隧道跨度、隧道间距、开挖和支护方式有关.利用ANSYS有限元软件对重庆花土岗隧道开挖过程进行了数值模拟,计算了在两孔开挖方向上相距分别为10 m,30 m,50 m时,开挖对地表沉降、围岩变形和围岩应力的影响.研究表明,先行洞超前开挖距离的增大有利于隧道围岩的稳定,对本隧道采用超前开挖30 m的施工方案是可行的;基于ANSYS有限元对开挖过程的数值分析结果,指出小净距双孔隧道施工过程中重点监控与关注的位置.本文的分析方法和计算结果对小净距隧道设计、施工具有一定的参考价值.     

紫坪铺隧道小净距段爆破振动现场测试及分析

结合都(江堰)至汶(川)高速公路路段紫坪铺隧道小净距段,当后行隧道爆破开挖时,在先行隧道洞壁安设测试元件,进行了爆破振动速度测试,研究了后行隧道爆破开挖对先行隧道的影响,得出了影响较大的部位为先行隧道迎爆侧以及开挖掌子面前后1B范围等重要结论,为小净距隧道的爆破开挖设计、施工和监控量测提供指导.     

小净距双洞隧道穿越断层影响带的空间效应研究

隧道及地下工程在近接施工过程中会产生空间效应的影响,主要表现为先行洞室对后行洞室开挖前的卸荷和后行洞室通过后对先行洞室的二次扰动,如不能有效控制空间效应对洞室开挖稳定性的影响,极有可能导致洞室支护结构的失稳破坏,引发工程事故。以在建成兰铁路柿子园隧道小净距双洞段为研究对象,通过对现场地应力、围岩强度和隧道变形的实测,并用FLAC3D对隧道施工过程进行模拟,计算隧道变形及锚杆、衬砌的受力,分析仰拱开裂及小净距隧道施工的空间效应影响,并形成相应的处理措施。     

小间距浅埋隧道的支护设计探讨

利用奥地利大型岩土工程有限元数值计算软件FINAL计算结果比较研究认为，在新奥法施工的小间距平行土质浅埋隧道中，对于中间岩柱的支护与设计，只要衬砌受力在合理范围内，不需要特别考虑中间岩柱的稳定性，而对其加设锚杆或者其他支护辅助手段，隧道之问的间距可以达到1．0m，甚至更少。列举了慕尼黑地铁隧道对这一结果的成功应用。对于近距离双孔平行隧道，两隧道相互之间的影响，不仅与围岩类别、隧道间距、开挖和支护方式有关，而且不同的开挖顺序，会有不同的结果。分析结果表明，如果先修建好一孔隧道，再修建另一孔隧道，第---~L隧道的修建会对第一孔隧道，特别是相近一侧有较大的影响，仰拱处容易出现拉应力；如果两孔隧道同时交替掘进，则隧道相互影响较大，第一孔隧道的底部和第二孔隧道的拱部，容易出现拉应力，总体衬砌受力比第一种开挖支护方式要小。两种开挖支护方式中，中间岩柱两侧土体和衬砌均处于受压状态。慕尼黑地铁U6段相距0．8m，两隧道的成功修建和运营，是对本文结论的成功验证。     

高速公路隧道开挖围岩变形测试分析

随着高速公路网的不断完善,山区修建高速公路时有发生。考虑山区复杂地质条件,探索山区公路隧道围岩的变形特性,达到评估其围岩整体稳定性目的,一直是工程界面临的主要课题之一。基于此考虑,依托某高速公路隧道工程为背景,采用现场测试方法,对隧道开挖面洞口围岩收敛和拱顶位移测试数据进行分析,并在此基础上对累积20年围岩变形规律进行预测。结果表明,公路隧道拱顶位移和围岩收敛随时间变化均呈快速、缓慢和稳定增长状态,其中拱顶位移控制在5mm以内,围岩收敛控制在2.5mm以内;围岩变形在建设期基本完成,建设期测试累积变形约占20年预测累积变形的90%以上。隧道围岩变形相对较小,验证其整体稳定性较高,研究成果能够为类似工程实践提供参考。     

公路隧道穿越特大溶洞的施工监测研究

当隧道穿越特大溶洞,现场的监控量测工作是必不可少的重要组成部分。监控量测不仅能准确反映隧道围岩和溶洞处治结构的稳定性,而且通过对监测数据的分析,可以较好地优化隧道的支护参数。结合清连高速公路白须公隧道溶洞段施工过程,研究岩溶隧道施工阶段的监测内容、监测方法。通过对该隧道的围岩变形和溶洞处治结构物进行现场监测与分析,以指导岩溶隧道的现场施工,从而保证岩溶隧道的施工安全,为今后岩溶隧道处治设计提供依据。     

公路隧道前置式洞口工法的三维数值分析

以宁(南京)淮(安)高速公路老山公路隧道为依托,对洞口前置式洞口施工过程的力学行为进行了三维数值模拟,分析了洞口段围岩和前置式支护结构体的位移场、应力。计算结果表明:前置支护结构及两洞间土体对洞口山体的支撑作用明显,既可大大减少洞口的边、仰坡开挖量保护洞口环境,又能有利于洞口段稳定和洞口施工安全。     

复杂围岩小净距隧道施工技术探索

结合某高速公路隧道施工项目,介绍了复杂围岩小净距隧道洞口开挖及加固、洞身开挖及施工、初期支护、二衬施作及监控量测等技术要点,以期为类似条件下隧道施工积累经验。     

Stability analysis and optimization of excavation method of double-arch tunnel with an extra-large span based on numerical investigation

The Xiamen Haicang double-arch tunnel has a maximum span of 45.73 m and a minimum burial depth of 5.8 m. A larger deformation or collapse of the tunnel is readily encountered during tunnel excavation. It is therefore necessary to select a construction approach that is suitable for double-arch tunnel projects with an extra-large span. In this study, three construction methods for double-arch tunnels with extra-large spans were numerically simulated. Subsequently, the deformation behavior and stress characteristics of the surrounding rock were obtained and compared. The results showed that the double-side-drift method with temporary vertical support achieves better adaptability in the construction of such tunnels, which can be observed from both the numerical results and in situ monitoring data. In addition, the improved temporary support plays a critical role in controlling the surrounding rock deformation. In addition, the disturbance resulting from the excavation of adjacent drifts was obvious, particularly the disturbance of the surrounding rock caused by the excavation of the middle drift. The present findings can serve as the initial guidelines for the construction of ultra-shallowly buried double-arch tunnels with extra-large spans.     

地铁近距离平行隧道有限元数值模拟

对近距离双孔平行隧道，不同的开挖顺序会有不同的结果，第二孔隙道是在第一孔隧道扰动之后的地层中修建的，地层刚度条件不再对称，第二孔隧道的修建又对已建的第一孔隧道有影响，这一影响又与围岩类别，隧道间的间距，开挖和支护方式等因素有关，应用ANSYS程序对这些因素进行了分析，揭示了这类隧道在开挖之后地表和拱顶下沉的规律。分析表明，第二孔隧道的掘进对已修建的第一孔隧道有较大的影响，这时的分析即不同于单孔隧道，也不同于交错重叠隧道。     

公路隧道软弱围岩开挖方法研究

以漳龙高速公路龙岩段乌石山隧道软弱围岩施工为对象,基于公路隧道开挖常用的全断面法、上下台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁小导坑法进行数值计算和理论分析,研究开挖方式对围岩的变形量、应力场、塑性区以及洞周整体稳定性的影响,从力学的角度选择最适合在公路隧道软弱围岩地层的开挖方法,为隧道的合理支护和施工安全提供依据。     

双向八车道连拱隧道施工方案优化分析

 利用有限元计算法对双向八车道连拱隧道IV,V级围岩的2种施工方法(双侧壁导坑和CRD法)进行模拟。计算和比较这2种施工方法下围岩应力和位移控制效果,结果表明,双侧壁导坑法可以更好地发挥围岩自身承载能力和初期衬砌支护作用,有利于提高二次衬砌的安全储备;CRD法对隧道两侧边墙水平位移控制比较有利,但对隧道顶部围岩沉降控制不如双侧壁导坑法有效。从总体上分析结果可知,双侧壁导坑法更适合于双向八车道连拱隧道施工。     

软岩隧道施工特性及其动态力学行为研究

采用三维快速有限差分软件，以软岩小净距隧道在不同施工方式下达到稳定后围岩和复合衬砌的力学效应为对象，重点分析不同施工方式下锚杆、喷射混凝土层的受力特点，以及洞周围岩特征点的变形和府力。对推荐的施工方式，分析了锚杆轴力、喷射混凝土层弯矩随开挖顺序的变化过程。计算结果表明：施工小净距隧道应慎重选择后继施工隧道的开挖方式，后继施工隧道的开挖方式直接对先行既有隧道锚杆、喷射混凝土层的应力状态产生很大影响。提出了复合衬砌应重点关注的薄弱部位和可能采取的工程措施。