大跨度不对称双联拱隧道的设计与施工

介绍了复杂地质务件下广州地铁三号线番禺折返线工程大跨度不对称双联拱的设计与施工，针时该结构的特点，对隧道结构进行了受力分析，通过采取一系列施工技术措施，顺利完成了施工。为今后复杂地质条件下大跨度不对称双联拱隧道的施工积累了宝贵的经验。     

非对称连拱隧道不同开挖方案的比较分析

根据某高速公路非对称连拱隧道衬砌结构形式, 针对地表平、地表顺倾斜和地表逆倾斜等地表倾斜情况建立了相应的有限元分析模型, 选取围岩稳定性、衬砌安全性和偏压情况等反映隧道稳定性的性能指标, 采用数值模拟方法综合分析了不同地表倾斜情况下不同开挖方案对隧道稳定性的影响。结果表明, 地表倾斜状况显著影响非对称连拱隧道围岩和衬砌的受力和变形情况, 非对称连拱隧道地表平时应采用先大洞后小洞的开挖方案, 地表倾斜时必须综合考虑地表倾斜情况和大小洞的跨度差异, 才能合理确定开挖方案。非对称连拱隧道隧洞开挖时, 先开挖一侧的围岩应力释放会引起另一侧未开挖岩体的竖向应力增大, 导致另一侧岩体开挖时释放的荷载也相应增大, 使后开挖一侧隧洞的围岩位移和应力增大;开挖过程中应使左右洞的应力释放量尽量接近, 降低最终拱顶沉降和拱顶围压拉应力, 确保隧道围岩稳定及衬砌结构安全。     

基于模型试验与FEM的TBM圆形隧道压力拱成拱规律

不同于软土盾构隧道,TBM隧道多用于岩体条件下隧道的挖掘,传统土力学方法不适用于TBM隧道的荷载计算。在岩石隧道中,荷载的产生与压力拱的形成息息相关,通过对TBM圆形岩石隧道的压力拱分析来确定荷载大小及围岩开挖影响区。通过对围岩开挖后应力变化的理论分析与简化,得到便于使用、结果直观的岩石隧道压力拱范围的判别方法。随后采用大型模型试验,对隧道开挖的塌方情况以及洞周应力变化情况分析,以验证该方法的合理性。最后,将该方法用于TBM圆形岩石隧道中,与各规范计算结果进行对比分析,并对不同埋深下TBM圆形隧道的压力拱区域进行分析,得到盾构隧道压力拱成拱情况以及其对衬砌受力情况的分析结果,以指导工程。     

不同围岩条件下U型钢支架关键加固位置的研究

基于普氏压力拱理论和力法原理,提出巷道支护中U型钢支架的力学模型,研究了U型钢支架的承载特性和加固技术,分析了U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角之间的关系。研究结果表明:U型钢支架横截面的弯矩主要与巷道围岩的垂直压力、水平压力、巷道断面尺寸、弹性模量、岩体重力密度、冒落拱底宽、岩石抗压强度和坚固性系数等因素有关;U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角、冒落拱底宽有关;U型钢支架拱梁关键加固位置介于65°~71°之间,随着岩石内摩擦角的增大,拱梁关键加固位置距拱顶变远;U型钢支架腿柱关键加固位置在0~1.01 m内,腿柱关键加固位置随着岩石内摩擦角的增大而逐渐下移。     

连拱隧道底部岩溶处理方法及其计算分析

目前隧道跨越溶洞的处理多以经验为主,处理后也无相应的评价方法,针对这一现状,采用理论计算方法对该问题进行了研究。结合一典型双跨连拱隧道工程实例,在综合比较多种底部溶洞处理方案的基础上,在隧道底部采用拱梁结构跨越溶洞,探讨了计算模型的建立方法和计算荷载的确定方法,提出了隧底拱梁结构的安全判定标准并对该工程实例的安全性进行了判断,所提出的计算方法对保证隧道安全具有重要意义。     

公路隧道衬砌裂缝成因分析及数值模拟研究

对隧道衬砌开裂的原因进行了综合分析,并利用ansys软件对衬砌在结构完整和出现裂缝的受力情况进行了对比。结果表明,裂缝给衬砌带来的应力变化比较显著,拱墙径向裂缝对衬砌力学性能影响很大,沿隧道纵深方向影响较小。     

隧道施工方法探讨（下）

针对地矿部门的经济状况和工程需要，分析了几种拱架型式的优缺点，并介绍了组装式拱架在八盘岭、安楚等双线公路隧道工程中的应用情况。最后还指出了在进行拱架设计时应注意的几个问题。     

公路隧道衬砌裂缝成因分析及数值模拟研究

对隧道衬砌开裂的原因进行了综合分析，并利用absys软件对衬砌在结构完整和出现裂缝的受力情况进行了对比。结果表明，裂缝给衬砌带来的应力变化比较显著，拱墙径向裂缝对衬砌力学性能影响很大，沿隧道纵深方向影响较小。     

羊栈岭隧道维修加固方案的力学计算分析

羊栈岭隧道围岩软弱破碎，采用钢支撑进行补强加固。根据隧道的断面建立了相应的计算模型，采用荷载结构法对衬砌内的应力进行计算，并基于该计算结果对加固后隧道的稳定性进行了校核。     

象山大跨四联拱隧道施工监测及分析

采用钻爆法结合新奥法修建的福州市二环路象山隧道,是目前国内最大跨度的城市道路隧道,总跨度３５．４ ｍ ,覆土深度２～２３ｍ ,结构形式为四联拱,通过对整个施工过程量测数据的分析,提出有关大跨度浅埋隧道设计与施工的建议。     

岩巷掘进支护技术优化与应用

传统的岩巷支护方式以直墙半圆拱形锚网喷为主,掘进方式为"两掘一喷"。"两掘一喷"锚网喷支护掘进速度慢,爆破后直接打锚杆无法保证安装质量致使巷道支护强度低。分析了超化煤矿锚网喷支护掘进速度慢、支护强度低的原因,在岩巷掘进中采用喷浆后打锚杆挂网的支护方式,提高了岩巷掘进速度,保证了锚杆支护质量。     

厚软岩层巷道全断面锚固量化分析模型

考虑围岩应力释放,采用叠加原理将厚软岩层巷道全断面锚固模型分解为锚固前的初始状态模型和锚固后的增量模型2种子模型。基于无锚杆时模型的拉梅解和锚杆影响区模型对2种子模型下围岩的力学量进行了解析,叠加后得到了原模型下锚固围岩的力学解。解析结果表明,锚固区围岩的径向应力大幅度提高,有利于形成承载拱,但切向应力变化不大,在非锚固区,围岩的应力解与无锚杆时的拉梅解相同,锚固后巷道位移明显的减少,尤以锚固区位移变化最显著。基于以上特点,利用锚固前后锚固区内围岩应力、位移的相对变化量定义了锚固效应的3个量化指标,并进一步讨论了围岩弹性模量和锚杆预应力的影响,结果表明锚固对软弱围岩的力学量改变比对硬岩更加显著。最后针对锚固对围岩塑性区的控制作用,建立了支护参数和围岩弹塑性状态的函数关系,并分析了不同强度围岩处于弹性状态的临界支护参数。     

拜什塔木铜矿破碎软岩巷道的锚喷支护技术

为解决拜什塔木铜矿破碎软岩巷道钢拱架支护效果差及成本高等难题,设计采用锚喷支护方式对其进行支护。首先,从锚喷支护作用机理方面对设计的支护方式进行了分析;然后,基于国家规范对锚杆支护参数进行了设计,提出了锚杆安装与技术要求;接着,基于正交设计对混凝土材料配合比进行了室内力学实验,根据3种理论对该矿混凝土合理喷射厚度进行了计算;最后,在该矿井下选定场地开展了锚喷支护试验,通过采用地压与位移等监测设备以及现场实际观测等方式,对支护方式优化前、后的巷道变化情况进行了对比分析。结果表明:采用锚喷支护方式后,软岩巷道的变形较小;从设备监测来看采用新的支护方式后,巷道的应力变化、收敛变形与位移波动均较矿山原有支护方案要小。锚喷支护有效改善了该矿软岩巷道的受力情况,提高了围岩支护效果。     

自稳隐形拱理论在软岩巷道围岩控制中的应用

 针对软岩巷道围岩的变形破坏特点及岩体的自稳现象,提出了“极限自稳隐形拱”的概念,并给出了自稳隐形拱的椭圆曲线方程,阐明了巷道顶板稳定性控制的重要性,揭示了巷道围岩的控制对象为自稳隐形拱内的危害岩体,明确支护控制的目的是缩小自稳隐形拱,并控制危害岩体的稳定性。通过在裴沟-300轨道大巷的支护实践,为软岩巷道支护控制提供了新的依据。     

大变形巷道支护技术研究

 为了解决大变形巷道的支护技术难题,根据煤巷锚杆支护理论,对大变形巷道采用锚网索补强支护技术。在总结大变形巷道变形特征的基础上,提出了大变形巷道的防治原则。以南桥煤矿16504巷道实验工程为实例,利用FLAC软件对支护设计方案进行了模拟验证。监测数据表明支护方案解决该巷道大变形的支护难题。     

基于自稳隐形拱原理的锚杆支护设计

基于自稳隐形拱原理的锚杆支护设计，是在总结锚杆加固围岩机理的基础上，第一次将岩体承载能力的界限划进了屈服范围内，认为锚杆支护的主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、张开裂隙等扩容变形与破坏，最大限度地保持围岩完整性，避免有害变形出现，并提出了极限自稳隐形拱是地下巷道围岩可能失稳的最大区间边界。本文运用有限差分法程序FLAC2D对其进行了分析研究，推导出了自稳隐形拱与极限自稳隐形拱的曲线方程，为巷道的锚杆支护技术提供了参考和借鉴，对工程实际具有重要的指导作用。     

深部巷道锚注支护技术应用

锚注支护既加固了围岩,又给锚杆提供了可靠的着力基础,使围岩强度和承载能力得到显著提高,巷道变形量明显降低,锚注支护可以较好地解决深部软岩巷道的支护问题。锚注支护技术的应用解决了高应力软岩巷道的支护问题。根据四水平中央石门返修巷道锚注支护的支护效果可以看出,锚注支护技术适合矿井深部软岩巷道的支护和治理。     

煤矿巷道冒落拱高度的测量方法

煤矿巷道的围岩条件复杂多变,且围岩力学性质参数难以及时取得准确值,因而用普氏理论计算冒落拱高度并确定围岩压力时往往造成偏差,这影响巷道支护参数确定的准确性。利用现场监测直接测定冒落拱高度可解决这一问题。以陕西某煤矿巷道为例,介绍利用顶板离层仪进行巷道顶板下沉观测,以获得巷道顶板冒落拱高度的方法。实践表明,这一方法能够准确、快速地得到巷道顶板冒落范围,进而可计算出正确的围岩压力值,对巷道围岩支护参数的合理设计具有一定实际意义和工程价值。     

异面近距离斜交巷道锚杆支护技术的应用

分析了异面近距离斜交巷道下位巷道顶板的破坏形式及造成破坏的原因,论证了采用锚杆(索)支护技术对此类巷道支护的可靠性,并介绍了义安煤矿应用的成功实例,对同类巷道的施工具有较好的借鉴作用.