高寒地区集包线某运营铁路隧道渗漏水及冻害整治技术

以内蒙古集包铁路某隧道渗漏水整治问题为研究对象,对工程概况进行介绍,并从隧道病害分类、产生原因、整治方法、整治效果等方面对高寒地区运营铁路隧道渗漏水及冻害整治技术进行阐述与分析,主要应采用注浆与加热保温相结合的综合整治技术。实践证明,所采用的整治技术在高寒地区渗漏水整治中实施效果良好,有较好的施工进度和经济性。

考虑微拱效应的隧道管棚受力机制分析与支护效果评价

考虑管间微拱效应、初期支护滞后效应、应力释放时空效应和基床系数变化特性,将管棚在轴向上划分为不同受力区段,建立深浅埋隧道管棚的力学理论模型,进而通过参数分析揭示管棚力学响应受影响规律。研究表明:(1)管棚在环向上表现为微拱效应,具有承载减跨效果,管棚外载为管间微拱转移的岩土压力;(2)管棚轴向上体现为长梁效应,发挥荷载传递作用,将超前围岩荷载传递至后方初支;(3)基于Pasternak弹塑性地基梁理论,推导了管棚挠度和内力的理论解,较既有理论解更贴近实测结果;(4)提出了围岩/初期支护承载比和管棚挠曲变形以量化评价管棚支护效果,为合理控制管棚变形并有效传递围岩荷载,软岩大跨隧道开挖进尺不得大于2m,拱顶附近30°范围内的管间距较其他部位应缩短5~10 cm。

柱式洞门强度及稳定性验算研究

结合隧道柱式洞门的特点,详细阐述了柱式洞门强度和稳定性的验算过程,通过验算确定了洞门墙结构的各部分尺寸,以供工程技术人员参考。

小净距隧道中夹岩对拉锚杆控制机制与工程应用

小净距隧道中夹岩受到两侧开挖的剧烈扰动,处于单向或双向受力的不利状态,严重影响施工安全,而预应力全长注浆对拉锚杆常用于中夹岩的主动支护。为阐明对拉锚杆的作用模式和控制机制,建立相应的力学模型和解析方法,开展实测验证,并进行参数分析和工程应用。研究表明:对拉锚杆为中夹岩提供强力水平约束,并提高岩体力学性能,发挥挤压加固作用;对拉锚杆利用剪切摩阻改善浅层围岩受力状态,同时锚固深部岩体,具有承载传力效果;对拉锚杆轴力和剪应力均由两侧向中间非线性衰减,作用范围局限于浅层中夹岩,实测结果验证了理论方法的合理性;进行了对拉锚杆的参数分析,提出了对拉锚杆临界长度、合理锚杆直径等工程建议;结合京张高铁长城站小净距隧道实践,主动增强对拉锚杆设计参数,变更后围岩压力、拱顶沉降和水平收敛的实测均值分别降低12.2%、14.1%和10.2%,保障了隧道开挖的安全。

大断面三孔小净距隧道围岩稳定性数值研究及工程实践

隧道支护设计的核心目标是提高围岩自稳能力,然而大断面三孔小净距隧道围岩失稳机制尚不明确,相关控制手段也鲜有研究。依托京张高铁长城站大断面三孔小净距隧道工程,系统研究其围岩稳定特性,提出相应的控制方法,并开展工程应用。研究表明:通过一系列三维数值分析,大断面三孔小净距隧道围岩稳定特征可以凝练为超前变形破坏大与夹岩变差易失稳;后行中洞由于受先行边洞开挖扰动的剧烈影响,造成过大超前变形和严重超前破坏,因此中洞安全状态最差;为防止围岩失稳破坏,提出纵向超前控制和横向夹岩控制两种方法,通过数值分析对超前支护参数进行优化,并研究管棚与帷幕注浆联合超前控制效果;控制措施在长城站得到工程实践,控制手段应用后,拱顶沉降减少62.5%,横向收敛缩小48.0%,围岩压力降低25.2%,有效保证隧道开挖安全。

大断面连拱隧道侧导洞扩挖影响分析

依托深圳嶂背大断面连拱隧道扩挖工程,基于勘探资料和施工情况,建立三维有限差分数值模型,分析侧导洞扩挖对围岩支护力学行为的影响,并开展现场实测验证。结果表明:侧导洞扩挖使得拱顶沉降增加40%~50%,水平收敛增大2%~15%,但仍低于规范容许值;扩挖显著影响夹岩的力学响应,但扩挖后的夹岩塑性率仍小于20%,且夹岩塑性区并未贯通;扩挖导致初期支护的变形及应力升高25%~30%,应重点关注衬砌压应力变化;经安全评估,中导洞受力状态最差,侧导洞扩挖将一定程度影响待开挖夹岩和初支的稳定性,但不会严重威胁隧道安全,扩挖工程是安全可行的。

深大基坑底部承压水突涌控制技术及其对周边环境影响

长江中下游平原,是我国水资源最丰富的地区之一,粉土、粉砂层厚度大,承压水水头高,在此区域施作深基坑工程易发生突涌,施工风险较大,做好基坑内降水十分关键。随着该地区深基坑工程的大量实践,由于深层承压水引发的坑底突涌、坑侧渗漏、底侧突涌事件越来越多,个别甚至出现了人员伤亡事故,承压水引发的基坑问题越来越得到人们的关注。随着国家环保督察力度加大与政府对地下水资源保护重视程度提高,不加控制的敞开式降承压水方案逐步被禁止,如何既保证基坑施工不发生突涌,又不使地下水位降低导致临近建筑物沉降成为施工技术人员需直接面对的问题。以一起深基坑突涌事件处置过程为研究对象,研究控制性降承压水对建筑物的影响,经实践证明,控制性降承压水方案在防止基坑突涌、控制建筑物沉降方面效果较好,有一定借鉴作用。