软土地层隧道围岩分区初期支护技术研究

软土地层通常具有较低的承载力和较高的压缩性,隧道开挖过程中极易发生变形和坍塌。为了控制围岩的变形和破坏,确保施工安全,提出软土地层隧道围岩分区初期支护技术。通过合理规划围岩压力监测点,采集压力数据;利用简化的锚杆、钢架及岩体结构面,构建初期支护本构模型;计算锚杆与钢架的最佳间距和长度,并以此为依据设计复合支护结构,实现围岩分区初期支护。结果表明:所提方法隧道沉降位移较小、塑性区分布面积较小。体现了支护技术的有效性,具有较好的应用价值。

强构造应力巷道高预紧力锚杆锚索联合支护效果研究

本文以新疆潞新二矿强构造应力巷道为背景,针对E4205下顺槽巷道围岩稳定性问题,对高预紧力锚杆锚索联合支护技术的应用效果进行了深入研究。首先,通过水压致裂地应力测试,测得最大水平主应力σ^(H)为13.33 MPa,最小水平主应力σ^(h)为7.05 MPa,垂直主应力σv为7.62 MPa,最大水平主应力方向北偏西47.0°;其次,采用FLAC^(3D)数值模拟,研究了两种预紧力等级下锚杆对巷道围岩应力分布的影响规律,揭示了高预紧力锚杆支护产生的应力值更大,形成的有效压应力区范围更广;最后,针对强构造应力地层巷道,提出了“高预紧力锚杆锚索联合支护”方式,通过监测,对比分析了采用高预紧力锚杆锚索联合支护技术应用前后巷道围岩的变形,发现高预紧力锚杆锚索联合支护方式能有效控制该类巷道的变形,保证工作面的安全生产。

涨壳式预应力中空锚杆支护效果及注浆工艺改进研究

为了研究涨壳式预应力中空锚杆对深埋隧道的支护效果,并对现有注浆工艺提出改进措施,依托中兰铁路香山隧道工程,采用有限差分数值分析软件FLAC3D,对比分析了普通砂浆锚杆和涨壳式预应力中空锚杆支护作用下的隧道围岩变形及应力状态变化情况;开展现场锚固试验研究,分析了锚杆长度和注浆体龄期对锚杆锚固效果的影响;进行现场注浆试验研究,分析了注浆方式和注浆压力对涨壳式预应力中空锚杆注浆密实度的影响,并对现有注浆工艺提出了改进措施。结果表明:与普通砂浆锚杆相比,涨壳式预应力中空锚杆控制围岩变形、改善围岩应力状态等的效果更佳,其中围岩变形可减小约40%;相比于锚固长度,注浆体养护龄期对涨壳式预应力中空锚杆的支护效果影响更为显著,当养护龄期为28 d时,支护效果可提升50.12%;采用中空杆体内注浆方式时,注浆压力需大于0.8 MPa方可达到最佳效果,且该注浆方式适用于涨壳式预应力中空锚杆水平或向下安装;采用中空杆体外注浆方式时,宜采用更大的注浆压力,且该注浆方式适用于锚杆向上安装;改进后的锚杆注浆口可以有效防止漏浆,保证了注浆的密实度,对保护锚杆和加强锚杆与地层联结均有积极作用。

大跨连续刚构钢桁梁桥预应力钢混承台施工技术

云碧峰大桥项为大跨连续刚构钢桁梁桥,下部结构采用预应力钢混承台,预应力钢混承台内置超大承台钢结构。介绍了预应力钢混承台结构形式,并针对承台钢结构加工制作中超厚承压板制孔、拼接难度大,纵横开孔板连接件装配精度要求高,以及承台钢结构吊装易变形、定位难度大等问题,对承压板厚板制作、用于纵横开孔板连接件的组立工装、增加吊装牛腿及型钢支撑架和限位槽钢等施工技术进行总结,并对承台钢结构吊装工况和落位工况进行有限元分析,确保施工技术的可靠性,为类似项目积累了经验。

黄土边坡框架预应力锚杆支挡结构的设计研究

框架预应力锚杆是近年来较好地应用于黄土边坡加固的支挡结构,但其设计理论依据仍不统一,未形成成熟的规范,并且只把锚杆的预应力作为一种安全储备,没有进行具体的计算。基于此,考虑结构与土的相互作用,根据施工过程把设计分为基坑开挖和工作两个阶段,提出了一种侧移控制的设计方法,可以合理地确定施加预应力的大小。应用该方法对某工程实例进行了设计分析,结果表明:合理地确定锚杆预应力的大小是必要的,这对框架预应力锚杆的合理设计具有重要意义。

挤压大变形隧道研究现状及高强预应力一次(型)支护体系

大变形是现今隧道工程的重点难题。分析国内外大变形的定义、分类与机制、判定标准、控制理论与措施等,对隧道围岩大变形进行细致梳理与归纳总结。阐述挤压大变形的控制思路,提出尽可能发挥支护体系提升与改善围岩承载能力的作用,而非仅被动地承载;探讨现今挤压大变形的重点研究方向与突破点;提出高强预应力一次(型)支护体系,并介绍其组成及相应的关键点,强调"预应力"在整个支护体系中的核心地位;最后,通过现场试验验证所提出的高强预应力一次(型)支护体系可较好地控制挤压大变形围岩的位移,并缩短变形稳定时间。

预应力全长复合锚固及锚注一体化综合支护技术及工程应用

在淮南矿区深部巷道现状分析的基础上,提出了预应力全长复合锚固及锚注一体化综合支护技术,并指出了其拉力分散型的力学本质,在控制围岩切向、径向变形方面,全长锚固显著优于端部锚固。顾北矿支护型式对比试验结果表明,采用本技术能够同步实现预紧及时支护、全长锚固和注浆三位一体多重功能,在围岩控制效果、掘进速度及支护成本方面具有显著优势,是解决淮南矿区深部及复杂应力环境巷道支护的有效途径。

二次动压巷道支护设计与参数优化

采用正交数值试验和灰色理论中的关联度分析,进行阳泉矿区二次采场巷道的分析与支护参数优化决策．选择13因素3水平的正交试验方案,进行27次试验,分析了不同应力状态和支护参数的巷道稳定性与变形特征．在计算中采用巷道稳定性和变形收敛率等多种评价指标,进行了局部优化；考虑支护成本和施工难易等因素,采用灰色理论,进行最佳方案的关联度分析．该研究已应用于阳泉矿区二次采场巷道支护设计,并取得较满意的支护效果．

框架预应力锚杆支挡结构的理论分析及工程应用

对一种新型支挡结构即框架预应力锚杆支挡结构进行了研究.合理选取了框架预应力锚杆支挡结构的土压力计算模型和框架、锚杆的计算模型,并提出采用力法求解框架和锚杆的内力.改进了锚杆自由段长度的计算方法,推导了结构的基础埋深和稳定性极限平衡分析的计算公式.用此方法设计的多个高边坡经实践证明安全、可靠并具有良好的经济效益.此方法也为黄土边坡支挡结构计算提供了一种新的途径.

特大跨度四线深埋隧道施工工法研究——以乌蒙山2号出口车站隧道为例

针对特大跨度四线铁路隧道,其开挖面积相当于6倍普通单线铁路隧道,开挖成洞难度大,尚无成功先例。以六(盘水)沾(益)铁路乌蒙山2号出口四线车站隧道工程为背景,通过数值模拟和现场监测,开展特大跨度隧道施工工法研究。研究结果表明:1)通过"撑索转换",即利用"外锚"替换"内撑",实现拱部临时支撑的安全拆除,降低拱部支护体系转换过程中的施工风险,并且突破传统软岩隧道施工中拆撑步长、跳拆等限制,提高了拆撑安全性及灵活性,同时为后续施工提供了较大的工作面。2)通过"以索代撑",即利用锚索取代临时横撑,避免临时撗撑拆除风险,使得开挖更加灵活。3)采用三台阶"撑索转换"及"以索代撑"施工工法,实现了特大跨度隧道台阶法施工。

铁路隧道下穿连续刚构桥墩施工影响及防控措施研究

以米易至攀枝花扩能改建工程垭口隧道下穿京昆高速公路段城门洞大桥为例,研究垭口隧道施工对其上部边坡、城门洞大桥右线4号墩和左线5号墩相互影响规律,并结合现场施工中所使用的预应力锚索框架梁,综合现场监控量测数据和数值分析结果对其加固效果进行研究,最后对垭口安全性进行评价。研究结果表明:随着垭口隧道开挖,上部边坡的安全系数降低明显,引起了桥墩的沉降和横向偏移,且沉降大小远大于横向偏移;施作锚索框架梁后,上部边坡的安全系数升高显著,垭口隧道施工对上部边坡的影响明显减小,且锚索框架梁施做后能较好的控制桥墩横向偏移,对桥墩沉降控制不佳。

框架预应力锚杆支护边坡地震动稳定性分析方法

在考虑锚杆预应力对黄土边坡稳定性影响的情况下,根据土体边坡滑移面的破坏模式,建立了框架预应力锚杆支护边坡的地震稳定性分析模型。利用集中质量显式有限元法,将土体离散为土体静动力微元和土体预应力微元,并建立了相应的离散动力平衡方程,推导了边坡在地震作用下的位移反应和滑移面上的应力场。基于位移反应和土体应力场,提出了框架预应力锚杆支护边坡在地震作用下的稳定性安全系数计算方法。用本文方法针对某一工程实例进行分析,并与拟静力法的结果进行比较。比较结果表明,本文方法对于土质均匀的黄土边坡是可行的,相比拟静力法,更能反应黄土支护边坡的地震作用和土的动力特性。

高地应力大断面软岩隧道开挖技术研究

以锦屏二级水电站引水隧洞工程为依托,对高地应力大断面软岩隧道的开挖技术进行探讨,认为开挖方法的选择、掌子面预支护的布置、弱爆破参数控制、相关监测技术的应用这4个方面是软岩隧道开挖必须重视的地方。锦屏引水隧洞软岩段的开挖,证明了在采用合理的掌子面预支护措施后,可以实现大断面(112 m2)开挖,其开挖进度比分块施工快,且施工组织方便灵活、成本也相对较低。

双层越江隧道联络通道冻结法施工技术

复兴东路越江隧道在国内首次成功完成双层隧道联络通道冻结法施工。该联络通道结构偏心、隧道空间有限,冻结管布置复杂,水平、长斜孔和南北线隧道通孔钻进,钻孔精度要求高,施工困难,部分施工技术缺乏足够经验。本文详细介绍了该工法的设计施工,关键技术以及冻结过程中事故的预防和处理。

大断面古土壤隧道围岩压力分布规律及支护结构受力特征分析——以银西高铁早胜3号隧道为例

银西高铁早胜3号隧道位于甘肃省宁县境内,为国内首条穿越古土壤地层的隧道。为研究隧道穿越古土壤地层时围岩压力分布情况及支护结构受力变形特征,通过在隧道相同里程布设压力盒、表面应变计和钢筋应力计等传感器,对围岩压力、初期支护受力变形情况进行长期现场监测,并将监测结果得到的频率值换算为力值或应变,最后对数据进行分析。结果表明:1)对于三台阶七步开挖法,围岩压力大致经历了急剧变化—缓慢变化—平稳变化3个阶段,三台阶七步开挖的施工工法决定了相同里程先开挖一侧围岩压力明显大于后开挖一侧; 2)钢拱架呈现三维受力状态,相邻2榀拱架间轴力以受压为主,支护结构的完整程度以及与混凝土的协作关系直接影响轴力变化情况; 3)拱脚应变的最大值主要集中在上台阶和仰拱底部附近。

基于张弦梁技术加固既有门式刚架厂房结构

随着经济的发展,大量既有门式刚架厂房面临着因使用功能变更而导致的结构荷载增加问题,原结构设计已不能满足现行相关技术标准的要求,需要进行加固改造或者拆旧建新,合理的加固技术能够获得更好的经济及社会效益。将预应力技术应用于某实际加固工程中,将原门式刚架厂房改造为弦支刚架结构体系。计算结果表明:弦支刚架体系能够大幅减小刚架所受弯矩,提高构件承载力并减小结构变形。设计了梁柱-拉索节点,并对其力学性能进行了有限元模拟,验证了节点设计的合理性。

14m+36m+14m斜腿刚构桥的设计

该文结合遵义市万里大桥斜腿刚构桥的设计,介绍了该桥型的设计方案、桥型特点、构造难点、结构分析计算以及施工中应当注意的问题。从该项目的实施完成情况来看,斜腿刚构桥确实是中等跨径城市单跨桥梁中具有竞争力的桥型。

某引水发电隧洞进口高边坡综合治理技术分析

对紫坪铺工程引水发电隧洞进口边坡综合治理技术进行了详细探讨,通过各项措施的综合应用,有效地控制了边坡的变形,确保了边坡施工工期的稳定性,并验证了边坡治理的有效性,为类似工程的快速及永久稳固施工提供了参考。

框架预应力锚杆高边坡加固机理及优化设计研究

框架预应力锚杆在高边坡加固广泛应用,目前计算理论主要以纵梁受力为主的二维计算,没有考虑纵横梁相交弯矩影响,忽视横梁受力。在此基础上,结合兰州市某高边坡设计实例进行三维有限元计算分析,框架梁受力较大区域主要集中在边坡下部,且横梁受力产生弯矩并不比纵梁小,说明框架梁设计时,必须考虑横梁的受力;在工程设计时,根据内力大小分区进行结构设计,这样对节省材料,降低工程造价十分必要。

全局布索门式刚架索参数确定方法

基于门式刚架和预应力钢结构的研究成果,对全局布索预应力门式刚架进行了分析.根据结构的变形特征和受力机理,提出拉索参数确定准则,并依据该准则及简化计算模型,推导了结构在预应力及竖向荷载下的内力及变形的求解方程;最后,采用SAP2000建立典型算例,验证了理论求解方程,分析了理论解与数值模拟间的误差.为门式刚架全局快速布索的初步设计奠定了理论基础.