中老铁路沙嫩山隧道施工变形特征及控制技术

针对缝合带隧道开挖存在的大变形问题,以中老铁路沙嫩山1号隧道为例,对隧道围岩及初支结构变形破坏特征展开了分析。结果表明：隧址区受琅勃拉邦缝合带水平构造作用影响强烈,隧道变形以水平收敛变形为主,边墙及拱部的支护结构受力较大。为此提出了长短组合锚杆、围岩注浆、拱架纵向增强等大变形控制措施,后期通过对隧址区应力场、围岩-初支接触压力以及初支结构受力进行测试,验证了变形控制措施的现场应用效果,隧道变形得到明显控制,支护结构受力明显改善。研究成果可为大变形隧道的施工及设计提供参考。     

大断面黄土隧道中型钢与格栅适应性的对比试验

正在修建的郑州-西安铁路客运专线大断面黄土隧道,开挖面积达160m2,因此,开展型钢拱架与格栅拱架研究,明确型钢拱架和格栅拱架的适用条件对设计和施工都具有重要的指导意义。研究方法采用现场对比试验,为了使试验结果有可比性,选取试验条件基本相同的贺家庄隧道洞身段作为试验段,分别设置型钢拱架段40m和格栅拱架段40m。测试内容有:拱顶下沉、拱脚下沉、水平收敛、围岩压力、初支钢架应力等。试验结果表明:格栅拱架比型钢拱架的沉降略大,水平收敛基本相等;格栅拱架比型钢拱架应力小,且应力分布相对均匀;土压力普遍很小,但格栅拱架土压力更小些;隧道掘进四榀钢架(3.2m)后,钢架沉降达总沉降的26%左右,最大应力达总应力的33%左右。经综合分析认为型钢拱架及格栅拱架均能适用于IV级黏质老黄土隧道,但格栅拱架更具优越性。     

大跨公路隧道结构耐久性分析

对广州龙头山大跨公路隧道进行衬砌结构耐久性研究,根据隧道的环境特点及地下水质情况得出衬砌结构处于Ⅰ类环境,环境作用等级属Ⅰ-B,其主要的耐久性劣化机理是表层混凝土碳化引起的钢筋锈蚀．由于隧道跨度大,拱部拉应力区大,容易产生裂缝,裂缝的存在加剧了混凝土的劣化速度．在分析影响衬砌耐久性因素的基础上．研究了混凝土优化的配合比．通过大量试验提出了提高混凝土抗渗性与抗裂性作为提高混凝土结构耐久性的主要技术途径,可采用降低水胶比方法提高抗渗性,采用添加纤维方法提高抗裂性,并指出隧道施工过程的质量控制和运营期的维修养护对提高隧道结构耐久性的重要性．根据龙头山隧道现场条件,预测了衬砌结构的寿命,结果表明能满足100年的设计要求．     

水封式LPG地下储库渗流场三维分析

介绍了水封式LPG地下储存的气密条件。对汕头LPG地下储库的丙烷储库做了渗流场三维分析 ,分析水幕作用及其对储洞周围渗流场的影响 ,论证了水封式LPG储库的有效性。对我国水封式地下LPG储库的设计、施工和理论的发展提供了依据     

风火山冻土隧道爆破技术研究

以青藏高原风火山隧道常年冻土（岩）爆破技术为研究对象,运用理论分析、试验研究、数值模拟和现场测试等方法,对冻土爆破技术进行了系统研究.通过对隧道数值模拟发现隧道轮廓顶部震动速度最大,温度变化比较明显.分析了影响冻土热平衡的外部热源因素,并完成了NaCl水溶液降低爆生气体温度试验,在周边炮眼采用盐水炮泥解决了爆生产物热源问题;针对隧道围岩性质,提出了不同围岩条件下开挖方案,最后对隧道爆破振动进行了监测.     

特长铁路隧道横通道间距设置问题研究

铁路隧道的横通道作为灾害发生后的安全疏散通道,其间距的设置在人员安全疏散中是至关重要的。本文以特长铁路隧道为研究对象,从人员安全疏散的角度出发,运用疏散模拟软件STEPS建立人员安全疏散计算数学模型,模拟计算了两种火灾场景在不同横通道间距情况下人员疏散所必需时间,通过与人员安全疏散可利用时间比较,判断人员疏散的安全性,给出了一般特长铁路隧道横通道间距设置方案,为特长铁路隧道安全疏散设施的优化设计提供理论依据。     

关角隧道F2–1断层破碎带支护结构优化设计

 依托关角隧道F2–1断层破碎带段,开展断层破碎带隧道支护结构优化设计研究。对采用原设计方案的支护结构位移、围岩压力、钢架应力、锚杆轴力进行现场监测,结果表明：施工工序对支护结构影响明显;钢架最大应力超过钢架强度,围岩压力分布不均匀,锚杆作用效果不明显,说明现有的施工方案无法满足施工安全要求,需要及时对其调整;经综合分析,提出提高钢架刚度、设置临时横撑、边墙小导管注浆等一系列改进措施,并采用数值计算软件FLAC3D验证其可行性。通过现场实施及监测结果的反馈,证明改进措施效果明显,研究成果可为断层破碎带隧道支护参数的确定提供理论依据和基础数据。     

双连拱隧道中墙监测及受力特性研究

依托北京地区第一座公路双连拱隧道—黑古沿隧道,开展中墙的受力特性研究。通过埋设量测元件对隧道中墙进行现场监控测试,获得了施工过程中,中墙的钢筋应力、底部锚杆内力及接触应力的变化情况,并结合数值模拟手段对施工诱发的中墙不均匀沉降进行研究,结果表明:最不利于中墙受力的施工工序发生在隧道由单侧施工过渡到双侧施工时;中墙底部截面的轴力及弯矩最大,有必要对中墙基底围岩采用小导管注浆方式进行加固;应该尽早施作初期支护以分担中墙承受的压力;中墙不仅存在横向不均匀沉降,而且存在纵向不均匀沉降,有必要设置临时横撑进行支护。研究成果为类似工程中控制施工诱发的裂缝发展,采取相应措施优化支护结构形式与参数提供了依据。     

高地应力陡倾互层千枚岩地层隧道大变形研究

 在高地应力陡倾软岩地层中开挖隧道,易引发围岩发生大变形。为了明确大变形的诱发因素,分析围岩的破坏机制、变形特征及支护结构的受力规律,提出合理的控制技术,依托杨家坪隧道进行相关研究。通过岩石试验,分析绿泥石千枚岩显著的各向异性力学特性,明确岩块的破坏形式与荷载角度的关系。通过现场观测和数值计算可知,围岩变形表现为整体内挤,水平收敛大于拱顶沉降,边墙围岩以水平向的弯折破坏和层面分离为主,其最大主应力呈“＜”,“＞”形分布,拱部和仰拱围岩以剪切滑移破坏为主,其最大主应力沿隧道切向。综合分析该隧道大变形的主要诱因是：高构造应力、不利岩层产状和低岩体强度。通过现场测试,总结了各支护结构的受力分布及发展规律。现场试验成果表明：与岩层大角度相交的长短组合锚杆配合注浆可有效加固围岩,改善围岩压力;减少开挖分部,使初支尽快成环,可充分发挥初支承载力;优化断面轮廓,可改善结构受力。     

成兰铁路千枚岩隧道初期支护形式试验研究

在高地应力软岩地层中开挖隧道,易发生大变形,合理地选用初期支护的钢架形式,对软岩大变形的控制是非常重要的。本文依托成兰铁路-茂县隧道,通过现场试验和数值计算研究挤压性软岩大变形隧道的初支钢架选型,主要得出以下结论：（1）高地应力软岩隧道不宜选用强度较弱的钢架作为第一层支护,第一层支护应能保证支护封闭时的合理洞形|（2）挤压性大变形隧道宜采用多层、多次的支护方法,适当释放围岩应力,保证隧道的长期稳定|（3）大变形隧道多采用分部工法开挖,易导致支护结构受力不均,应提早支护封闭时机,改善结构受力。