深埋隧道软弱围岩支护体系受力特征的试验研究

 软弱围岩由于强度低、稳定性差、变形持续时间长等特点,在隧道施工中常引起大变形、崩塌等破坏现象,导致初支结构强烈变形甚至破坏,严重影响隧道施工和安全,是隧道建设中遇到的主要难题之一。通过对贵阳-广州铁路天平山隧道试验段锚杆轴力、围岩压力及钢架应力的监测,分析各支护构件的受力特征。研究结果表明：对于初期变形速率较大的软弱围岩,锚杆轴力多呈中间大、两端小的分布型式,且轴力变化历时长,不易稳定;在同等地质软弱围岩条件下,型钢钢架的围岩压力比格栅钢架增大70%～90%,型钢钢架的应力分布较均匀,支护效果要优于格栅钢架。     

深埋隧道软弱围岩支护体系受力特征试验研究

结合深埋隧道软弱围岩变形特征和影响因素,具体阐述了深埋隧道软弱围岩变形力学机制,在此基础上分析了软弱围岩与初期支护的相互作用,指出施工过程中,应在围岩允许的塑性变形后进行适当的支护,从而在较小的支护刚度和强度下保证围岩稳定性。     

软弱破碎围岩隧道中管棚超前预支护力学特征研究

我国西部地区以高原山地地貌为主、构造应力强烈且断层发育,在这种自然条件下的隧道围岩势必是软弱破碎的.为保证施工与运营安全,超前预支护措施的合理采用就显得尤为重要,而管棚作为一种工程中广泛采用的超前预支护措施,对保证围岩和掌子面的稳定具有显著的作用.基于此,文章采用大型通用有限元软件ANSYS对软弱破碎围岩隧道下管棚的力...     

软弱围岩隧道二次支护施作时机的数值模拟

结合软弱围岩铁路隧道工程,运用三维有限元数值分析方法,对软弱围岩中隧道采用双侧壁导坑开挖法的施工全过程进行了数值模拟与分析,重点研究了大断面隧道施工中二次支护与掌子面的距离对隧道稳定性的影响,以期寻找隧道二次支护的最佳施作时机.     

闭合支护体系在兰渝铁路软弱围岩隧道中的应用

以兰渝铁路LYS-2标段胡家湾隧道、马家坡隧道为背景,揭示了断层破碎岩体、上第三系粉细砂岩等软弱围岩地质特征和变形特征;分析了隧道软弱围岩大变形的产生原因,并提出了通过形成断面闭合支护体系控制软岩大变形的施工方法.结合现场上台阶临时仰拱法、CRD法施工,介绍软弱围岩隧道闭合支护体系的形成过程.实践证明,闭合支护体系应用...     

高地应力软弱围岩隧道初期支护受力特性的现场监测研究

由于作用在初期支护上的围岩压力大,高地应力软弱围岩隧道开挖后经常出现围岩大变形、喷混凝土开裂、钢架扭曲等破坏现象,影响隧道的施工和长期运营安全。依托宜万铁路堡镇隧道,通过对围岩压力、初期支护喷混凝土应力、钢架应力、锚杆轴力和围岩深部位移等的现场监测,得到围岩压力与初期支护体系各子构件的力学特性,讨论其随时间的演化特性和沿隧道横断面的空间分布规律,指出围岩压力、钢架应力、喷混凝土应力随开挖进程存在急剧变化阶段,受施工扰动的影响显著,敏感性依次降低,沿洞周分布总体表现出“上部大,下部小”等特征。研究方法和结论为建立科学合理的高地应力软弱围岩隧道支护结构设计方法具有一定的指导和借鉴意义。     

深埋隧道软弱破碎围岩支护技术研究

以赣龙铁路隧道埋深300 m～320 m的Ⅴ级围岩段为背景,采用解析计算、数值计算和现场实测相结合的研究方法对大埋深条件下软弱、破碎围岩隧道的支护技术进行了研究。研究表明:在大埋深条件下,软弱、破碎围岩隧道的支护宜选择以提高围岩强度为主,适当提高支护力为辅的支护方法;利用管式锚杆兼作注浆管,通过注浆提高围岩强度和锚杆锚固力的锚注联合支护技术对大埋深条件下软弱、破碎围岩隧道有较好的支护效果。     

软弱围岩隧道超前支护加固形式研究

以某软弱围岩隧道为背景,通过数值模拟分析不同超前支护加固形式对隧道结构和掌子面稳定性的影响,并对不同的加固形式进行对比分析。分析结果表明：地表注浆加固距离隧道拱顶接近1.2 m时,对隧道拱顶沉降的控制效果显著提升;管棚支护加固区厚度越大,对隧道拱顶沉降的控制效果越好;采用地表注浆加固、管棚支护加固和联合支护时,掌子面的挤出变形趋势基本一致,中部的挤出变形值最大;采用联合支护时,掌子面中部的竖向挤出变形值最小,相比未支护、地表注浆加固和管棚支护加固竖向挤出变形值分别减小了约38.5%、27.3%和9.1%;在同一水平线上,掌子面的横向挤出变形值基本相同,隧道开挖断面距掌子面3 m处,掌子面中部的横向挤出稳定变形值长度较长,而隧道开挖断面距掌子面6 m处,掌子面中部的横向挤出稳定变形值长度较短。相关研究成果可对软弱围岩隧道支护提供借鉴。     

谈软弱围岩隧道施工技术

介绍了软弱围岩的种类及地质特点,针对软弱围岩的变形原因提出了相应的控制措施,并探讨了全断面开挖法、台阶法、CD法等软弱围岩隧道的施工技术及特点,有助于施工人员根据软弱围岩隧道的具体情况选择施工方法。     

山区软弱围岩地质下的公路隧道施工技术

此次研究以塔吉克斯坦OBIGARM--NUROBOD公路新建项目作为研究案例,结合浅埋软弱隧道施工的特征,对隧道施工方法进行研究分析,总结出隧道开挖的支护措施、洞内监测、隧道开挖控制措施等内容,期望为类似项目施工提供一定的参考价值。     

软弱围岩公路隧道施工技术

结合工程实例,对软弱围岩公路隧道洞口加固、洞身掘进和初期支护施工技术进行了详细地介绍和分析,指出了超前长管棚和锚喷支护技术是处理软弱围岩行之有效的方法。     

浅谈软弱围岩管棚施工技术

结合具体工程实例,分析了跟管钻进管棚施工与常规钻机管棚施工的区别,详细介绍了跟管钻机管棚施工工艺,成功解决了常规钻机卡钻、塌孔的难题,提高了施工效率及施工质量,对于软弱围岩条件下管棚施工,具有积极的推广意义。     

大断面隧道软弱围岩单侧变形控制施工技术

以兰渝铁路马家山隧道施工为例,介绍了大断面软弱围岩隧道变形控制的方法,具体阐述了通过将注浆纳入工序化管理,加强对围岩的径向预注浆、二次注浆等,进而控制围岩变形的施工技术措施,对同类隧道工程具有一定指导意义。     

隧道围岩压力的应力分析方法

围岩压力值是进行隧道设计和稳定性研究的重要依据,一般求解围岩压力常采取经验简化方法,如普氏计算法、太沙基计算方法等。这些经验方法简单实用,但求得的围岩压力值没有考虑隧道断面的形状影响和局部的压力变化,更无法考虑隧道围岩复杂的地质条件和地形地表条件,在隧道结构设计中有一定的局限性。有限元法在求解非线性问题和复杂边界问题方面有很好的效用,目前是岩土工程采用最为广泛的数值分析方法。从应力分析的角度,通过应用有限元软件对湖南湘西某隧道进行应力分析,得到隧道围岩压力的规律,给出应力分布图和包括顶压和侧压的围岩压力图,进而分析该隧道的稳定性。     

到溪洞口浅埋软弱围岩段隧道设计

针对到溪隧道出口段埋深较浅并存在一定偏压、围岩破碎、节理裂隙发育、自稳能力差等,对隧道洞口浅埋段采取地表预注浆设计进行加固,并阐述了注浆施工工艺,较好的改善了软弱围岩的成拱稳定条件。     

浅埋红层软弱隧道围岩破坏特性模型试验研究

软弱隧道围岩浅埋段在施工时极易出现较大变形和塌方破坏事故,已成为隧道工程施工中的难点。依托广(通)—大(理)铁路南华1号隧道工程项目,通过模型试验对滇中典型红层软弱隧道围岩的变性破坏模式及应力扰动特征进行了研究。研究结果表明:隧道开挖容易引起两侧拱腰处岩体与水平方向夹角成45°+?/2的区域内开始出现初始裂缝,并向上延伸至拱顶最终形成高度约为0.5倍洞径的塌落拱;隧道开挖将引起围岩应力重分布,在隧道周边形成一圈应力降低区,在其外侧是应力升高区,而岩体塌落区则位于应力降低区内;为减少围岩塌落破坏风险,一方面应尽早支护成环,另一方面宜对应力降低区岩体进行适当加固,并充分利用岩体的自承载能力。上述研究成果不仅可用于指导本工程的设计与施工,而且也可为今后类似工程提供借鉴和参考。     

软弱围岩隧道钢纤维混凝土衬砌承载特性模型试验研究

为满足软弱围岩隧道开挖后尽快封闭岩面、适应一定变形及提供足够支护力的要求,通过素混凝土、钢筋混凝土及钢纤维混凝土衬砌力学行为室内模型试验,对钢纤维混凝土衬砌的承载特性进行研究。研究结果表明:钢纤维混凝土衬砌初裂荷载提高了20%,极限荷载得到较大提高;掺入钢纤维后衬砌结构韧性增强,初裂后仍能抵抗一定变形并较大降低变形速率,与素混凝土、钢筋混凝土相比可承受更大的变形;钢纤维混凝土衬砌初裂后承载特性曲线缓慢上升,至2倍初裂荷载时仍无收敛迹象,素混凝土快速收敛,钢筋混凝土在一定缓慢上升后快速趋于收敛,软弱围岩条件下,钢纤维混凝土初支在一定变形后可与围岩特征曲线相交,达到围岩–结构稳定状态,是一种力学性能良好的快速支护材料。研究成果对软弱围岩隧道的设计与施工都具有重要的意义。     

高速公路长大隧道软破围岩施工支护优化研究

采用三维数值模拟方法,对张石高速黑石岭分离式隧道施工过程中的软破围岩支护方案进行了优化分析研究,通过研究认为,采用优化支护方案后,隧道净空收敛值减少了60％,锚杆的数量减少且更加充分地发挥了锚杆的作用,围岩塑性区范围明显减小,增强了掌子面围岩的稳定性。     

隧道围岩与支护结构相互作用的弹塑性分析

应用弹塑性理论分析了深部地下隧道围岩与支护结构的相互作用,结合工程实例,通过对比不同混凝土的支护效果,选用合理的支护结构,从而使支护体系具有更高的强度和耐久性,可为工程设计提供科学依据.     

围岩变形内表比及一种新的巷道围岩分类法

根据现场实测资料和数值模拟计算结果,研究了几种不同类型巷道围岩变形规律,提出更能反映围岩变形规律和变形状态的"内表比"概念,进而考虑依据巷道围岩表面变形量和内表比值两个参数,提出一种新的巷道围岩分类法,并根据各种支护所容许的极限变形量,给出相应的合理支护形式。