施工期铁路隧道软岩大变形快速分级方法研究

研究目的:西南复杂艰险山区等典型构造活跃区的构造地质环境复杂,断裂、褶皱发育,构造应力显著,铁路隧道围岩大变形问题突出,随着构造活跃区铁路隧道工程日益增加,将面临更严峻的大变形问题。在隧道施工开挖过程中,快速判别可能发生的大变形等级,有利于施工工法的调整和支护措施的制定。研究结论:(1)深入分析构造软岩大变形工程案例,以施工期掌子面开挖揭示围岩分级数据为基准,结合区域地应力、岩层厚度、岩性等大变形关键控制因素,快速判定大变形等级,提出了施工期铁路隧道围岩大变形快速分级方法,并结合典型工程案例对分级方法的有效性和准确性进行了验证;(2)本研究成果可应用于施工期间铁路隧道开挖围岩大变形的快速分级,适用于工程地质勘察领域。

NPR锚索对跨断层软岩大变形隧道控制技术研究

为探究NPR锚索对东马场跨断层软岩大变形隧道控制效果,首先对NPR锚索进行静力拉伸试验,验证其恒阻大变形的能力和具有良好的抵御外力的效果;随后开展NPR锚索对东马场隧道围岩变形控制的三维物理模型试验。试验现象和数据表明:在开挖过程中,隧道围岩也没有出现较大垮落和坍塌,NPR锚索对软岩隧道围岩有较好的支护效果。在加载完成后,NPR锚索对非断层处的隧道围岩最大位移约为14 mm,断层处的围岩最大位移约为21 mm,隧道区域所受应力分布的不规律性,导致隧道围岩出现挤压变形,位移曲线呈振荡状。在NPR锚索的支护下,围岩应力最大发生在左拱肩,围岩临空面3 cm处切应力最大(0.3 MPa),隧道未出现大规模的不对称破坏现象,隧道总体呈现出“小塌而不垮”,变形总体可控。

隧道软岩大变形处治施工技术应用

研究了隧道软岩大变形处治施工技术应用,在掌握大变形形成机理的基础上,从开挖施工工法、大变形处治原则、锚杆施工技术、超前注浆小导管施工技术等方面出发,分析了隧道软岩大变形处治施工技术应用要点,明确软岩大变形的主要影响因素,采用科学理论开展模拟分析,提高技术细节控制效果。

基于卸荷路径的软岩大变形隧道计算模型

近些年来,软岩大变形隧道施工带来的安全事故日益频繁,其主要原因是目前暂未形成有针对性的、可以准确反映软岩大变形力学行为的隧道计算模型。隧道开挖过程实际是一个卸荷的过程,在这种应力路径条件下,隧道塑性区内围岩的力学性能相对未开挖状态减弱。本文基于隧道典型软岩—泥岩卸荷三轴试验得到考虑峰后损伤的力学本构模型,并建立软岩隧道计算模型。与传统Fenner公式计算结果进行对比发现,本文模型更加符合高地应力下软岩隧道开挖和支护计算结果。利用Euler显式差分求解算法对模型进行理论求解,研究不同支护力、不同黏聚力、不同摩擦角、不同变形模量对隧道塑性圈半径与洞周位移的影响。基于FISH语言平台,将计算模型嵌入FLAC 3D得到了支护时间对支护效果的影响。最后基于龙溪隧道的现场实测数据验证了本文的隧道计算模型。研究成果可以为准确计算大变形段落围岩响应提供理论依据。

软岩大变形隧道施工技术研究

为了提升隧道工程施工水平,总结了软岩隧道的变形机制和分类,分析了CRD法、双侧壁法、留核心土开挖法等在软岩隧道施工中的应用特点。随后,依托扎务隧道,利用MIDAS/GTS软件建立计算模型,计算了不同开挖方法对软岩隧道变形的影响。同时,从技术方案、监控量测和施工管理3方面提出了软岩大变形隧道的施工质量控制措施。

软岩大变形隧道自进式锚杆施工工艺探究

自进式锚杆作为一种有效的围岩支护措施,在软岩大变形隧道中应用广泛。依托成兰铁路德胜隧道,对自进式锚杆的原理和结构性能进行简要介绍,并对自进式锚杆施工流程进行梳理。进一步从人员、设备、工艺等方面,对比分析采用YT28风枪和锚杆台车施作自进式锚杆时的优势与不足。分析表明,自进式锚杆可以有效地控制隧道的变形,抑制塑性区的继续发展;采用锚杆台车施作自进式锚杆比采用YT28风枪施作自进式锚杆更有优势,施工效益更高。。

软岩大变形隧道拱脚临时支护方案分析

我国西部地区“河西走廊-祁连山-西秦岭-陇南-汶川”地带分布有大范围以板岩、泥岩、炭质板岩、千枚岩等为代表的软弱破碎岩土地层,攻克软岩大变形这一问题在隧道设计及施工中尤为重要。依托某隧道工程,借鉴传统的临时仰拱方式,设计拱脚临时支护,提出一种新的控制软岩大变形隧道收敛变形的支护方案,并通过方案对比和监控量测数据分析其应用效果。实践表明,采用临时拱脚支护的措施对软岩大变形隧道变形控制有一定的作用,且对施工工效的影响较小。

软岩大变形铁路隧道控变技术措施

结合具体工程实例,介绍了高地应力作用下的软岩隧道挤压变形概念,通过对隧道高地应力软岩大变形情况的研究,提出了隧道工程变形控制技术措施。经过实践得出结论,论文提出的技术措施可以控制铁路隧道高地应力软岩大变形问题,确保隧道工程施工质量,为工程顺利进行提供了保障。

浅析山岭铁路隧道构造复杂区软岩大变形施工控制技术

山岭地区地形起伏大,具有复杂多变的地质环境,铁路隧道修建过程中面临诸多困难,尤其是构造复杂区软岩的大变形严重威胁着施工人员及设备安全,影响施工进度,已成为勘察设计阶段及施工组织中必须考虑的重要问题。在新建成兰铁路成都至川主寺段德胜隧道现场施工中,运用超前地质预报与监控量测技术,采取三台阶预留核心土法开挖方法,双层HW200型钢、长短锚杆组合体系、大直径锁脚锚管、仰拱加固等支护措施,有效解决了初期支护变形失效,软岩松动圈扩大问题,降低了施工安全风险系数,提升了工效与工程质量。

锚杆台车在软岩大变形长锚杆施工中的应用

锚杆属于极为普遍的一种支护方式,其经济性强,取得的支护效果也较为显著,可在各种地质环境中运用,基于其各种优点使其得到了广泛应用。但由于锚杆属于主动支护,又具有一定的柔性,因而锚杆(尤其是长锚杆)在高地应力软岩大变形隧道中的应用更加频繁。鉴于此,深入探讨锚杆台车在软岩大变形长锚杆施工中的应用,通过总结锚杆台车在锚杆施工中的应用优势及不足,为类似工程提供参考借鉴。

高地应力软岩大变形隧道单双层初期支护结构力学特性研究

为了研究高地应力软岩大变形隧道适宜支护方案,文章以华丽高速公路东马场1号隧道为例,基于FLAC 3D软件开展数值模拟,对比分析了单双层初期支护两种支护方案下的洞周围岩变形与支护结构力学特性。结果表明:采用双层初期支护能有效地降低隧道洞周围岩位移,其中隧道变形较大的拱顶部位沉降量减小了13.67%;双层初期支护的施作让第一层初期支护更好地发挥了承载作用;双层初期支护大幅度减轻了二次衬砌的受力,有效地保障了高地应力偏压软岩大变形隧道的施工与长期运营的安全性;针对高地应力软岩大变形隧道宜采用双层初期支护的支护方案。

早高强喷射混凝土在软岩大变形隧道中的应用研究

为研究破碎板岩段隧道大变形特征与早高强喷射混凝土对于控制隧道变形的效果,文章以某隧道破碎板岩段软岩大变形控制为研究对象,通过现场调研、数值模拟、现场实测等分析了软岩大变形特征与控制方法,并研究了早高强喷射混凝土的应用及其效果。结果表明:软岩大变形表现为初支开裂、拱架偏移、扭曲、断裂等,当早高强喷射混凝土弹性模量比逐步提高时,对于隧道变形控制效果越来越好,能够减小20%~30%的隧道总变形,现场实测表明采用早高强喷射混凝土后隧道能够达到弹性模量比为0.75的效果。

TSP603在软岩大变形隧道地质超前预报的应用

利用安伯格技术有限公司最新一代TSP603设备对新建西宁至成都铁路甘青隧道2#斜井软岩大变形隧道进行了超前地质预报工作,分析既有地质资料,利用物探手段,在隧道开挖前,对工作面进行了提前探测、预报以及分析并提出措施的建议,以便于项目做好预案,让施工安全得到更好的保障。本文可为类似软岩大变形隧道隧道地质预报提供借鉴。

高地应力软弱薄层状千枚岩地层软岩大变形隧道施工技术要点分析

本文结合天陇铁路先期开工段杜家沟隧道千枚岩软岩大变形隧道当前隧道施工方法、变形规律进行了分析总结,从开挖工法、监控量测预警分级控制、质量控制、工序衔接等各方面对软岩大变形隧道施工安全质量风险控制进行了总结,对高地应力软岩大变形隧道防止初期支护侵限、避免换拱等方面的技术措施进行了分析总结,为同类工程施工提供了经验。

引水隧道敞开式TBM施工软岩大变形预防及治理措施

软岩强度低且自稳能力差,在隧道施工中,出现大变形的概率高,致使支护侵限,甚至出现二衬开裂等问题,导致隧道结构的稳定性和安全性下降,需要采取合理的方式解决。鉴于此,结合引水隧道施工要求,深入分析软岩大变形出现的原因,并根据敞开式TBM施工特点,从多角度出发,制定切实可行的敞开式TBM施工软岩大变形预防及治理措施,保证隧道施工作业顺利推进。

公路隧道软岩大变形施工处理技术探究

公路隧道是国家重大交通基础设施之一,但相当数量的隧道工程位于复杂的地质环境中,对其施工及运营效率产生较大影响。软弱围岩是当前隧道施工中最突出的问题,其中大变形的问题尤其难以有效控制,严重影响着隧道的安全。软岩以泥岩和千枚岩为主,以膨胀性粘土矿物和泥质为主,具有低强度、低胶结性等特征,其单轴压缩力学特性较差。通过对软岩类围岩特性的研究,提出了合理的大变形软岩类施工工艺,以期提高工程质量。

浅谈软岩大变形隧道施工技术处治措施

在西部大开发、战略逐步推进的过程中,与之配套的公路、隧道工程项目数量增加,受各地区地形地貌条件不一致的影响,隧道施工过程中出现变形的可能性较高。为解决上述问题,本文主要以X隧道为例,先介绍在软件条件下,隧道围岩大变形特征及其出现机制,然后分析XX隧道围岩施工过程中的力学特征,最后结合工程实际情况,研究降低变形问题出现概率的方法。通过研究可以发现,本文所用的技术方法,可以在降低软岩大变形问题出现概率的同时,保证工程项目施工安全,希望为读者带来启发。

软岩大变形隧道不同支护模式的合理性探讨——以木寨岭公路隧道为例

高地应力隧道修建过程中软弱围岩大变形灾害问题极为突出,虽经支护能得到一定程度的治理与改善,但实际工程中支护模式的选择仍是一个难题。首先,总结当前软岩大变形隧道中常用的支护模式,即强力支护、预应力支护和让压支护,并根据支护体系承载特性的不同,将上述3种支护模式划分为主动型支护和被动型支护2类。然后,基于不同支护强度下隧道开挖后围岩变形规律,探究被动支护模式的适用性,提出以挤压因子Nc为控制指标的被动与主动支护模式选用依据,即当挤压因子Nc≥0.2时,现行的强力支护模式能够对围岩进行有效支护,而Nc<0.2时,可根据现场围岩变形情况考虑采用主动支护模式;同时,基于锚固体系材料特性进一步分析主动支护适用性范围可知,当施加预应力不超过200kN时可采用预应力锚杆系统,超过200kN时则建议采用预应力锚索系统。接着,基于预应力锚索系统提出以索体延伸率εa为控制指标的主动与主动-让压支护模式选用依据,即索体工作状态延伸率εa不超过2.3%时可采用主动支护,超过2.3%时则建议采用具有更大变形能力的主动-让压支护模式。最后,依托木寨岭公路隧道典型大变形区段,基于上述支护模式的选用依据选取适宜的支护模式,并开展相应支护模式下的现场试验,试验结果一定程度上验证了选用依据的可行性。

宁缠隧道高地应力软岩大变形控制措施研究

为解决高地应力软岩隧道在建设过程中支护及围岩不稳定、变形时间长、经常性设计变更的难题,通过分析国内外高地应力软岩隧道大变形控制措施成功案例,对隧道所处地应力和地质环境及其对应的工法与支护形式进行分类总结归纳,提出高地应力软岩隧道安全且经济有效的控制措施,并结合实际工程对研究成果进行分析验证。结果表明:1)宁缠隧道岩体极破碎,岩石强度低,围岩产生大变形的主要原因有极高地应力、地层岩性、节理及软化夹层、岩层产状及倾角以及人为因素的影响;2)考虑强度应力比和相对变形并结合地质构造情况对高地应力软岩隧道进行大变形分级,得出5级制分级更合理、精准;3)采取“抗让结合、柔度适度、共同承载”的变形控制理念,并通过预支护、支护、预留变形量、施工工法等措施相结合,可以有效地控制隧道大变形。

软岩大变形隧道工程特点与防治对策

随着隧道埋深增大与构造应力加剧,其引发的软岩大变形灾害问题也愈加复杂多变。通过对高原隧道软岩大变形隧道预测方法、工程特点与突出问题等进行综述,阐述高原隧道软岩大变形的重难点与防治对策,提出大变形控制一般采取“让防结合,刚柔并济,柔让适度,刚强足够,共同承载”的控制理念。为铁路隧道软岩大变形勘察设计施工提供防治对策和实现工程稳定性的可行方案,为相关工程提供参考。