无中导洞连拱隧道掌子面纵向间距优化

作为一种大跨径地下结构形式连拱隧道结构复杂,无中导洞法能在提高施工速度的基础上降低中隔墙渗漏水。为研究连拱隧道无中导洞法施工活动对隧道先后行洞的影响程度,以陈家滩隧道为研究对象,通过数值模拟研究了不同间距下先后行洞的影响范围、先后行洞的影响程度以及中隔墙的倾覆趋势。结果表明:当先行洞开挖至控制截面5 m范围内时,对围岩的影响最大,其围岩位移释放系数增量达到了40%以上;超过控制截面10 m时其围岩释放系数达到了93%以上,影响程度较小;超过20 m时影响程度可以忽略。当先后行洞纵向间距大于35 m时,影响程度接近10%,纵向间距大于40 m时,影响程度小于10%。从中隔墙的倾覆程度来看,当先行洞开挖完成时,中隔墙的倾斜程度达到最大,倾斜度约为3.28×10^(-4);而纵向间距大于30 m时倾斜度差值为0.351×10^(-4),此时中隔墙倾斜程度较大极差较小,有利于中隔墙受力。故先后行洞开挖掌子面纵向间距建议控制在30~40 m。

软岩隧道钢拱架间钢板纵向连接支护结构研究

基于软弱围岩隧道施工过程中出现的初支开裂、拱脚凸起和拱架变形等问题,选取其古顶炭质泥岩隧道作为研究对象,提出一种钢拱架间钢板纵向连接支护结构体系。从理论上分析了钢拱架间钢板纵向连接支护结构增强初期支护纵向整体性、环向承载力和防止局部变形破坏的作用机理;通过现场试验对钢板纵向连接结构和普通钢筋作为钢拱架间纵向连接结构的支护效果进行了比较。结果表明:钢拱架间钢板纵向连接支护结构能够有效提高初期支护的环向承载能力、纵向整体性和支护结构局部刚度,改变围岩应力分布,减小钢拱架变形、拱顶下沉和周边收敛,对控制软岩隧道变形效果显著,可为其它类似工程提供参考。

软弱围岩隧道锁脚微型桩支护结构研究

针对软弱围岩隧道施工过程中存在的支护变形、围岩坍塌等问题,提出一种锁脚微型桩支护结构。运用理论分析手段,阐述了锁脚微型桩的承载作用和注浆加固作用,改善了软弱围岩和支护结构的应力状态,充分发挥了初期支护的承载作用,抑制了隧道变形。依托其古顶隧道,采用现场试验的手段,分别对围岩压力、钢拱架应力、拱顶下沉和周边收敛变化特征与规律进行研究。研究结果表明:隧道开挖对拱顶和左右拱腰位置影响较大,其围岩压力分布值最大;同等软弱围岩地质条件下施作锁脚微型桩支护结构,隧道钢拱架应力增大了20%~40%,隧道拱顶下沉和周边收敛量减小约30%~40%左右。施作锁脚微型桩支护结构可提高围岩稳定性,增加支护刚度,减小围岩变形,使得初期支护效果得到提升。

软岩隧道钢拱架间钢板纵向连接支护结构研究

基于软弱围岩隧道施工过程中出现的初支开裂、拱脚凸起和拱架变形等问题,选取其古顶炭质泥岩隧道作为研究对象,提出一种钢拱架间钢板纵向连接支护结构体系。从理论上分析了钢拱架间钢板纵向连接支护结构增强初期支护纵向整体性、环向承载力和防止局部变形破坏的作用机理;通过现场试验对钢板纵向连接结构和普通钢筋作为钢拱架间纵向连接结构的支护效果进行了比较。结果表明:钢拱架间钢板纵向连接支护结构能够有效提高初期支护的环向承载能力、纵向整体性和支护结构局部刚度,改变围岩应力分布,减小钢拱架变形、拱顶下沉和周边收敛,对控制软岩隧道变形效果显著,可为其他类似工程提供参考。