基于粘土岩层的大断面隧洞工程地质及开挖支护探讨

本文主要论述了粘土岩层的大断面隧洞工程的相关概念、大断面隧洞的地质条件、大断面隧洞工程的开挖方法以及问题，还有大断面隧洞的支护问题。     

导流隧洞体型系统规划数学模型

本文采用系统工程分析方法研究导流隧洞的体型优化设计,发展了一套隧洞最优设计的非线性规划数学模型,该模型以隧洞造价最小做为设计的目标函数,考虑了几何约束、流动约束、强度约束、受力约束和限裂约束的影响,将隧洞设计归纳为求解复合约束条件下的非线性规划问题.在求解非线性规划问题的过程中,采用了变量变换法和广义拉格朗日乘子法等新方法将复合约束条件下的非线性规划问题转化为无约束非线性规划问题.为了克服受力约束中存在非线性常微分方程组不能解析列出目标函数的梯度方程的限制,采用了一阶差分方法计算目标函数的梯度.为了提高计算效率,采用了DFP变度量算法求解无约束隧洞体型非线性规划问题.采用这一模型,可以同时求出隧洞断面几何参数、衬砌厚度、钢筋配量的最优值.工程实例计算表明采用这一方法可以获得显著的经济效益.这一模型不仅适用于导流隧洞,也适用于其它用途的水工隧洞.     

大直径供水钢管安装施工技术

本文针对大直径供水钢管的铆接、焊接难度大的问题,提出可供设计与施工应用的钢管安装的施工方法. 一、概述 该工程为辽宁省某水利工程,合同主体工程为水工隧洞工程和管线工程,桩号D120+550～D127+108,全长6558m.其中隧洞共分两段,全长5060m,4-1隧洞为无压隧洞,马蹄形断面;4-2隧洞为有压隧洞,圆形断面.管道建安工程共分3段,包括2段管道建安工程和1段进出口连接段,总长度为1458m.     

小断面水工隧洞工程掘进施工通风技术浅析——以湖南椒花水库工程供水隧洞为例

施工通风在小断面水工隧洞工程掘进施工中极为关键,它既涉及隧洞掘进施工的安全问题,也会影响工程的施工进度。为了确保水工隧洞施工的顺利进行,本文结合湖南椒花水库工程隧洞施工的具体实践,对小断面水工隧洞工程掘进通风的特点、难点、关键技术以及相关施工标准进行探讨和研究的基础上,对小断面水工隧洞工程掘进施工中的通风技术应用进行归纳总结。     

小断面引水隧洞初期支护开裂变形影响因素及施工技术优化研究

由于小断面引水隧洞开挖和初期支护施工过程易出现开裂变形,可能会引发隧洞结构的破坏,导致隧洞失稳甚至崩塌,给工人和设备带来危险,对周围环境和人员造成严重影响。为确保隧洞施工和使用安全,减少初期支护的开裂变形,降低后期维护和修复的成本,提高工程的经济效益,研究小断面引水隧洞初期支护开裂变形影响因素及施工技术优化方法。采用三台阶开挖法对某地引黄工程交汾灵支线小断面引水隧洞进行初期支护施工,初支的衬砌材料为C25混凝土与H230格栅钢架。按照隧洞初期支护情况,构建初期支护载荷-结构模型,依次输入不同侧压力系数,分析不同侧压力对初期支护造成的开裂变形影响。经试验验证：当侧压力系数为1.0时,水平、竖向位移值最小;当初期支护每次喷射混凝土厚度更均匀时,隧洞的安全系数更高;仰拱在闭合状态下会减少隧洞不同初支位置的位移。针对初支存在的问题,通过加固支撑、围岩径向注浆等方式进行优化,可使初期支护更加稳定,研究结果能够减少初期支护的开裂变形,降低后期维护和修复的成本,提高工程的经济效益。     

层间孔隙岩溶影响隧洞稳定性的数值模拟研究

以重庆巴南区某引水工程为研究背景,采用基于流固耦合理论的二维有限元数值模拟方法,通过有限元软件ABAQUS对隧洞工程选取13个主要断面建立相应的数值模拟模型,分析不同位置水工隧洞断面的围岩在开挖过程中的应力、位移和涌水量变化情况,得出层间孔隙岩溶对隧洞开挖稳定性的影响并提出建议。研究结果表明:隧洞跨层时应力及位移均会产生复杂变化;透水层的存在一定程度上加快了应力消散,并减弱隧洞变形速度;隧洞涌水量与其在透水层中的面积大小有关。     

巴山水电站大坝施工导流设计及优化

根据巴山水电站坝址处地形及地质条件、水文条件、枢纽建筑布置特点,大坝采用隧洞导流、枯水期围堰断流、汛期坝体临时断面挡水度汛的导流方式。施工图阶段,由于导流隧洞前期施工进度拖后,根据导流隧洞实际揭露的地质条件较好,及时对导流隧洞的衬砌设计进行了优化,并适当加高了上游围堰,保证工程顺利实施。     

TBM与钻爆法在并行长大引水隧洞施工中的适用性研究

在某水电站并行长大引水隧洞中,通过对隧洞规模、沿线工程地质条件、施工工期及开挖渣料再利用等进行综合对比分析,研究钻爆法与TBM施工方法的适用性.TBM施工方法在难以增加施工支洞的长隧洞工程中具有较明显优势,而钻爆法在大断面、复杂地质条件隧洞开挖施工中的适用性更强.通过布置合适的施工支洞,可有效增加该引水隧洞施工断面,从...     

二道弯软岩隧洞施工

结合某软岩隧洞工程概况,确定了隧洞的施工方案,并就隧洞开挖、支护、混凝土衬砌的施工方法作了介绍,得出断面分区开挖的施工方法在软弱围岩中极为实用,可提高工效,加快施工进度。     

沙湾水电站引水隧洞穿越赋水砂砾石地层设计和工程实践

以沙湾水电站引水隧洞穿越八棱沟工程为例,设计阶段采用了工程类、理论计算等方法,在赋水砂砾石地层下,分析了确保引水隧洞穿越八棱沟施工安全和运行期安全,调整隧洞开挖断面、初期支护和施工工艺,加强现场安全监测与信息反馈,对设计和施工进行动态调整。     

地下洞室的间距和断面优化计算方法

洞室的间距和断面是工程设计中的两个重要问题 ,两者是相互关联的 ,用统一的设计变量表示洞室间距和断面特征尺寸 ,以围岩破坏区的总面积作为目标函数 ,按使用需求确定约束条件。结合工程实例求解这类有约束非线性优化问题 ,成果合理。     

高水压下隧洞合理断面形状研究

对某隧洞工程在高水压作用下的受力情况进行了分析,为了取得合理的受力断面,对五种断面形状进行了有限元建模计算.并分别以孔边最大的切向应力（绝对值）最小和塑性区面积最小为准则对五种断面进行了优选.两种准则得出相同的最佳断面形式为蛋壳形.此外对隧洞注浆加固圈的性质也进行了分析研究,并以蛋壳形断面形状为例,对不同的注浆加固圈厚度进行了计算,得出隧洞所需的最小注浆加固圈厚度为一倍洞径长度.     

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。     

超浅覆土矩形隧道施工安全监控与超前预警平台研究

矩形断面隧道大大减少了施工面积,使地下空间资源得到有效的应用,更适合浅覆土隧道类型.但是,由于矩形断面的特殊性,使得其施工技术存在很多难点,由此带来较大的施工风险.研究了矩形断面隧道自动化监测系统与预警平台,以期为施工提供可靠的安全控制手段.     

公路引水隧洞关键技术研究

从水文水力、结构的角度出发,对山区公路大断面引水隧洞的断面形式选择、尺寸拟定以及结构分析等关键技术展开研究,为大断面引水隧洞设计奠定基础。     

赵家楞杆隧道病害及处置方案计算分析

黄土复杂的物理力学性质给黄土隧道施工和运营带来了巨大影响,同时也产生了一系列病害。为了提高类似黄土隧道结构的安全性和耐久性,利用SIR-3000和BJSD-2型激光断面仪对巉柳高速公路巉柳段赵家楞杆隧道病害情况进行了检测,结果表明隧道有明显的沉降段,并出现检修道倾斜、破损,衬砌厚度基本满足设计要求,测线位置并未发现明显含水区域和大面积脱空,依据检测结果分析了病害产生的原因。并针对病害形成的特征,提出了3种加固方案,从围岩稳定性和衬砌安全系数分析了3种方案的可行性,结果表明更换仰拱并加固仰拱地层改善了隧道结构的受力性状,衬砌的安全系数也得到提高。     

小断面斜眼掏槽开挖爆破技术

根据工程实际情况,对在本工程应用的小断面遂道斜眼掏槽技术及光爆技术作了详细介绍。通过比较说明:斜眼掏槽开挖技术在此类小断面遂道中有一定的适用性,光爆技术在有衬砌的小断面隧道中应用对控制施工成本作用较显著。     

不同地质条件下盾构隧道受力变形特性研究

针对天津滨海地区盾构隧道衬砌结构,采用大型有限元软件ABAQUS建立三维地层-结构模型,考虑隧道管片材料非线性特征,利用混凝土材料的塑性损伤本构模型,研究地层和隧道结构相互作用后隧道管片结构内力分布与变形特征,以及隧道管片受拉和受压损伤情况。最后,研究不同地质条件和超载作用对隧道管片结构的影响。数值分析结果表明：隧道管环横截面变形表现为水平向外扩张、竖向压缩的特点,呈现“横鸭蛋”形状;隧道管环拱顶轴压力最小,拱腰轴压力最大;管片外侧受拉时最大弯矩位于拱腰,内侧受拉时最大弯矩位于拱顶;受拉和受压损伤分布均集中在拱底附近,其中管环受压损伤面积比受拉损伤面积大;地质条件越好,变形随轴线方向变化越均匀,轴力和弯矩、隧道结构竖向位移、横截面收敛变形,以及管环损伤面积与损伤程度越小。研究结果以期为进一步探讨隧道衬砌结构的变形性能与损伤分布提供参考。     

隧道明暗挖分界面处基坑支护桩施工力学效应

论文以重庆某轻轨车站区间隧道明暗挖工程为例,提出隧道明暗挖分界面处支护桩结构的物理概化模型,采用数值模拟并结合现场监测结果,对隧道明暗挖分界面处基坑支护桩施工力学效应进行研究。分析结果表明:支护桩桩间距、桩截面尺寸、桩截面形状对支护桩力学效应的影响中,桩截面尺寸对支护桩桩身变形及力学效应影响最为显著;隧道洞径、埋深及走向变化对支护桩力学效应的影响中,洞径对支护桩变形影响较大;先开挖隧道后开挖基坑能有效减少坡顶沉降及侧向位移,同时桩身弯矩剪力值也较小;支护桩施工后设置拱形连梁可以有效增强余桩的支护作用。     

武汉地铁虎泉-名都区间隧道开挖引起的地表沉降研究

深入研究、合理控制由隧道开挖引起的地表沉降具有十分重要的实际意义。以武汉地铁虎泉-名都区间隧道开挖工程为背景,运用简化随机介质理论公式,以典型地表沉降和隧道断面收敛监测位移为基础,对区间各典型断面进行位移反分析,得到隧道断面收敛面积 和 ( 为影响角),并总结类似研究区域施工和地层情况的隧道开挖引起地表沉降的计算参数取值,研究结果可为武汉地区后续大规模地铁建设提供参考和依据。