拱肋间距对喷混凝土拱肋加固效应的影响研究

喷混凝土拱肋是加固软弱围岩的一种有效支护形式,其间距主要根据经验确定,可能偏大或偏小。为了揭示拱肋间距对加筋拱肋加固效应的影响,采用基于有限差分法的FLAC3D软件对施工期某地下厂房交通洞软弱围岩在拱肋间距分别在1.0―5.0m之间变化情况下变形、应力和屈服区等分布规律进行了对比仿真模拟。仿真结果表明:拱肋间距越大,围岩变形、顶拱最大主压应力和塑性屈服区越大,拱肋承受荷载越大;且拱肋间距介于2.0―3.0m时,能充分发挥围岩自承作用和拱肋支护潜力,围岩变形稳定满足要求,支护成本最低。本文的研究成果为确定喷混凝土拱肋合理间距提供了重要参考。     

不同厚度拱肋支护下软弱围岩力学响应研究

喷混凝土拱肋是软弱围岩加固中一种经济有效的支护手段,但其厚度还主要根据经验确定.为了揭示不同厚度拱肋作用下围岩力学响应规律,基于有限差分法对施工期某地下厂房软弱围岩在厚度分别为0.4-0.8m喷混凝土拱肋支护下的变形、 应力和屈服区等分布规律进行了对比仿真模拟.仿真结果表明:拱肋愈厚,围岩变形和塑性屈服区愈小;且拱肋厚度介于0.6-0.7m时,围岩塑性屈服区体积减小最明显,拱顶围岩部位主压应力值最大,此时能充分发挥围岩自承作用.本文的研究成果为合理确定喷混凝土拱肋厚度奠定了良好基础.     

软岩地区隧洞一次支护及变形特性研究

新疆自治区引额济乌隧洞处在软弱岩体中。文章介绍了隧洞开挖方法、支护参数、观测仪器布置及观测成果,观测成果表明,本工程的格栅拱架、铝杆、挂网喷混凝土和锚杆加混凝土封闭底板,对围岩稳定起到很大作用。     

钢纤维喷混凝土加肋拱技术在地下厂房顶拱支护中的应用

大朝山水电站地下厂房顶拱开挖施工中，通过钢纤维喷射混凝土现场试验研究，对t4凝灰岩夹层出露的Ⅳ类围岩地段，采用树脂锚杆及湿喷钢纤维加钢筋肋拱混凝土支护方案，取代了钢筋混凝土衬砌方案，解决了地下厂房关键性技术问题。施工中严格控制钢纤维混凝土配合比及其施工工艺。观测结果表明。该支护技术安全可靠，保证了地下厂房顶层开挖支护的施工安全和工程永久安全。     

钢筋肋拱结构在地下厂房破碎岩体中的应用

随着小湾、锦屏一级、黄登水电站等大型地下厂房施工实践,在顶拱支护设计上,对大跨度破碎围岩采用钢筋拱肋轻型结构取代混凝土拱梁结构已成为一种加固顶拱结构的新趋势。该结构采用预应力锚杆、钢筋肋拱结合钢纤维锚喷支护作为表层受力体系,与锚杆、锚索支护结合形成表、浅、深层综合立体支护体系,在大跨度围岩破碎带支护中效果显著,已得到广泛应用。     

挪威施工法在宁波地下储气库工程中的应用

宁波地下储气库(LPG)工程，采用挪威施工方法(NMT)，依照Q系统进行工程地质工作，该施工法提倡利用喷钢纤维混凝土作为洞室永久支护手段，使得支护工作比网喷法更为有效和节省时间。挪威施工法所推荐的支护方法基于巴顿等创立的用于洞室支护类型设计的围岩工程分类方法，即Q系统。     

地铁浅埋隧道初期支护变形侵限换拱施工技术

成都地铁18号线太平隧道为单线隧道,全隧岩体为V级围岩,隧道为进口向出口单向施工,采用矿山法施工,出口端为缓坡出洞,埋深5～10 m,洞段岩体为软弱土质围岩。在隧道施工到出口浅埋段时,左右线均出现沉降变形且变形较大,造成部分初期支护侵限二衬,现场对变形侵限部位的拱架进行了更换与加固处理。浅埋隧道软弱围岩初期支护侵限换拱加固后取得了良好的效果,最终监控量测结果证明:在进行初期支护支护换拱后,结构稳定,达到了结构安全要求,保证了隧道净空和二衬混凝土厚度。针对太平隧道软弱围岩段初期支护变形侵限换拱技术进行了阐述,可为类似工程提供借鉴。     

临时安全支护与永久支护的结合使用浅谈——大金坪、洪一水电站隧洞支护施工经验

1概述 在隧洞开挖施工中,临时支护与永久支护形式的采用,主要根据围岩的类别来确定。不同的围岩类别需要采用不同的临时支护形式和永久支护形式。临时支护是在隧洞开挖时为确保工程安全而采取的阶段性安全措施,主要包括挂网喷混凝土、随机锚杆、超前锚杆、注浆管棚、格栅拱架、钢支撑等。永久支护是为确保工程永久安全运行而采取的最终安全措施,主要包括挂网喷混凝土（由设计成果和要求定）、系统锚杆、钢筋制安、混凝土衬砌等。     

柔性支护结构对软弱围岩隧道的支护效果研究

将格栅拱架和系统锚杆连接成整体可形成一种柔性支护结构,而这种柔性支护方式在软弱围岩隧道中应用较少。为研究该支护结构在软弱围岩隧道中的支护效果,通过FLAC 3D数值分析软件研究了该支护方式下隧道软弱围岩的应力和位移发展情况。得到如下结论:①得到了隧道各部位主应力发展规律,在新型支护结构下围岩主应力下降幅度较大,后期应力回升最大值约为其下降幅度的1/5,围岩稳定后,拱腰位置围岩应力最大;②新型结构支护围岩塑性区稍大于传统支护方式,但该支护结构更有利于围岩成拱,更大地发挥围岩自承载力;③得到了各施工阶段围岩位移发展趋势,并通过围岩特征曲线展示了该新型支护结构对围岩的作用方式,结果表明该支护结构对软弱围岩支护效果稳定。     

江苏宜兴抽水蓄能电站地下厂房的支护设计

宜兴工程地下厂房地质条件复杂,华东勘测设计研究院通过大量的研究,采取了以锚杆+喷钢纤维混凝土+拱肋的柔性支护结构形式.充分利用监测手段,采用"设计、施工、监测、修正设计"的原则进行支护设计.实践证明,宜兴工程地下厂房的支护设计是成功的,为今后不良地质条件下支护设计提供了有益经验.     

不良地质引水隧洞开挖支护应力变形数值模拟研究

选取围岩强度低、变形量大的不良地质段为代表断面进行计算分析,建立了FLAC3D模型,研究隧洞开挖支护围岩的变应力变形情况。结果表明:隧洞的开挖破坏了围岩的原始应力场,隧洞径向轴力释放,切向应力集中,隧洞顶拱位置形成了比较明显的开挖松动圈。隧洞支护后,支护措施承受部分围岩压力,围岩应力得到改善,隧洞围岩变形明显减小,开挖断面变形整体趋于均匀,隧洞周边塑性区有所改善,因此支护措施对围岩变形起明显的限制作用。     

向家坝水电站地下厂房洞室群围岩稳定分析

 采用三维弹塑性损伤有限元数值分析法对向家坝地下厂房洞群围岩稳定性进行了分析论证。探讨了围岩力学参数以及围岩力学模型对洞周塑性区、应力与位移的影响,通过多种方案计算和比较,论证了向家坝地下厂房大型洞室参数、支护形式、支护参数的合理性。综合分析后认为：向家坝水电站右岸地下厂房洞室群的成洞条件较好,围岩基本是稳定的,经过锚喷支护后整体稳定是有保证的。     

高地应力洞室围岩变形破坏规律研究

锦屏一级水电站右岸地下厂房地质条件复杂,地应力高,对围岩稳定造成较大不利影响。统计分析了厂区地下洞室群施工期的围岩变形破坏现象,归纳出高地应力条件下地应力方向、洞室轴线方向对围岩变形破坏的影响规律。研究表明,高应力条件下洞室群围岩破坏程度除了受最大主应力控制,还与洞室规模密切相关;而且高地应力引起的围岩破坏在时间上有滞后性,需研究实施支护的合适时机。上述结论为地下洞室后续合理施工及支护提供了理论依据,也可为高地应力区洞室轴线布置和围岩变形破坏预防提供参考。     

考虑压力溶腔影响的岩溶隧道围岩稳定性分析

岩溶地区的富水压力溶腔常常对隧道施工安全造成不利影响。为研究岩溶溶腔对隧道施工过程围岩及支护受力的影响,依托某岩溶隧道,采用Flac3D有限元方法系统开展了不同工况的数值试验研究,主要考虑溶腔大小、溶腔位置及溶腔压力3因素影响,分析了不同工况下围岩受力变形、围岩应力及支护受力情况。结果表明:岩溶隧道溶腔会引起隧道施工过程围岩收敛变形和应力增大,溶腔大小、溶腔位置及溶腔压力均会对收敛变形和应力产生影响,溶腔越大、溶腔存在压力会造成靠近溶腔测点的收敛变形和应力值明显增加,溶腔位于拱顶时对隧道整体受力影响最大,溶腔位于边墙时对隧道影响次之,溶腔位于仰拱时对隧道影响最小;溶腔的存在会对初支受力造成不利影响,引起溶腔近侧初支应力重分布,建议加强溶腔施工段初支整体强度。     

管棚支护技术在潼湖隧道软弱围岩中的应用

针对潼湖隧道围岩等级较低,开挖易失稳的问题,采用管棚支护技术进行围岩注浆加固处理,分析了管棚支护技术的设计与施工方法,并对隧道开挖进行监控量测,监测结果显示该处治方法保障了隧道开挖过程中围岩的稳定性,满足隧道安全运营的要求。     

高地应力环境下引水隧洞软弱围岩稳定性分析

以实际深埋软岩引水隧洞施工为背景,在对导致大变形的围岩压力性质认识和力学行为分析的基础上,结合室内实验、数值模拟手段、施工变形监测数据和围岩—衬砌接触压力现场试验,研究了隧洞开挖后洞周位移分布特征、围岩变形和支护受力随时间发展规律。研究结论表明:(1)大主应力方向为垂直方向的高地应力环境中,隧洞软岩大变形以挤压型变形为主;(2)开挖面和二衬对约束隧洞空间位移分布具有重要作用;(3)软弱围岩变形发展和支护受力具有明显的流变特性和时间效应,及时施加二衬能有效限制流变变形的发展。在研究基础上提出了一些施工中有益于控制围岩稳定性的建议。     

引汉济渭工程秦岭隧洞围岩稳定性有限元分析

对引汉济渭工程秦岭引水隧洞开挖的初期支护施工过程围岩结构的塑性变形分布规律进行分析研究,结合计算结果,为初期支护过程围岩的稳定性提供分析依据,以便对现场施工提供合理化建议。采用非线性弹塑性有限元法,依据地下结构设计理论及岩石的Drucker-Prager屈服准则,考虑围岩和初期支护衬砌结构的整体性,对秦岭引水隧洞的Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖和初期支护结构的施工过程进行了模拟,计算了开挖施工过程三种不同工况下围岩顶拱及侧向的塑性变形。结果表明:秦岭隧洞初期支护施工过程的三种工况下围岩结构的塑性变形主要集中在顶拱120°范围内及两侧边墙,隧洞围岩结构整体处于安全状态。     

地下厂房施工过程的三维非线性数值模拟分析

根据冗各电站地下厂房开挖支护的施工顺序,以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用三维非线性有限元技术,对洞室群的开挖支护动态过程进行了模拟计算。通过三维非线性有限元计算分析得到:洞室群动态开挖过程中围岩应力变形的分布规律,围岩塑性区的发展规律,锚杆受力变化情况。计算结果表明:整个开挖过程中,洞周围岩位移变化规律正常,量值较小,塑性区主要分布在洞室周边,围岩稳定性较好;但在洞室交叉口处围岩的变形较大,出现较大范围的塑性区,在此基础上提出了支护措施优化方案,并对优化方案的效果进行了评价。     

二滩水电站地下厂房系统洞室围岩变形及支护处理措施

二滩水电站地下厂房系统洞室群规模巨大，其跨度、高度均位居世界前列。由于场区地应力比较高，在开挖期间出现了局部围岩的大变形及岩爆、喷混凝土层剥落等不良现象。对围岩采用系统喷锚支护，局部作加强处理，稳定性良好。工程利用岩体质量Ｑ值确定围岩支护压力，为在设计支护强度方面提供了实例。     

基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解

为进行流变围岩圆形隧洞工程应力、应变分析,将Hoek-Brown强度准则引入到西原流变本构模型,同时在力学模型中考虑掌子面推进效应和支护阻力对围岩应力释放率的影响,得到了支护条件下基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解。通过锦屏二级水电站引水隧洞案例验证解析方法的可靠性,并进行了塑性区半径和围岩变形的影响因素定量分析。研究结果表明:(1)基于Hoek-Brown准则的西原模型更能反映实际隧洞工程岩体流变特性,建立的解析方法能够考虑围岩应力释放效应和塑性体积扩容特征对围岩变形的影响,其计算结果与实际监测数据吻合良好;(2)围岩应力释放系数、Hoek-Brown准则参数s、原岩应力和隧洞半径对塑性区半径的影响较大,是判断流变围岩隧洞稳定性的主要考虑指标,相对而言,岩石单轴抗压强度和Hoek-Brown准则参数m对塑性区半径的影响较小;(3)引入围岩扩容系数后,围岩位移量显著增加,但基本不影响围岩流变变形曲线形态和塑性区半径,从洞壁向围岩内部延伸,围岩扩容系数对围岩变形的影响越来越小。