变坡面浅埋偏压小净距隧道围岩压力计算方法

为研究在考虑黏聚力和内摩擦角作用下对变坡面浅埋偏压小净距隧道围岩压力的影响,本文利用极限平衡法来求解变坡面浅埋偏压小净距隧道深、浅埋侧侧压力系数、围岩拱顶垂直压力和围岩两侧水平压力,推导出考虑黏聚力和内摩擦角的围岩压力计算方法,通过简单算例与已有规范公式和既有文献进行对比,验证本文公式的合理性,并探讨了深埋侧隧道水平侧压力系数影响因素。结果表明:水平侧压力系数随坡角的增加而逐渐增大,随夹角的增加而呈现不同的变化趋势,随黏聚力和内摩擦角的增加而逐渐减小,随埋深的增加而逐渐增加。在考虑黏聚力和内摩擦角的作用下,本文公式有利于考虑降雨等环境因素引起的岩土体力学参数的变化带来的对围岩不利影响,可为类似变坡面浅埋偏压小净距隧道结构设计和支护参数优化提供理论依据。

某隧道进口段斜坡工程地质勘察分析

康定隧道进口位于斜坡中下部,通过工程地质测绘、钻探等方法,对该隧道进口进行工程地质分析评价,提供隧道围岩级别划分及围岩设计主要参数。通过隧道进口斜坡体的定量定性分析,对其稳定性进行综合分析评价。经定量计算分析后,因地震工况下计算所得稳定性系数不满足规范要求,应以地震工况计算结果对仰坡进行适当加固与防护从而确保仰坡的整体稳定。

近距离煤层下分层巷道变形破坏机理及控制技术

以铺龙湾煤业81021巷为工程背景,探究近距离煤层下分层巷道变形破坏机理及围岩控制机理,分析近距离煤层下分层巷道修护补强方案,并结合现场工业性试验优化相关支护技术参数。研究结果表明:81021巷两帮表现为剪涨滑移扩容破坏和帮-顶底板界面剪切滑移破坏,两帮煤岩体破碎,帮与顶、底板岩层交界面处发生显著的整体性剪切滑移;两帮变形进一步导致巷道顶板下沉和强烈底臌,顶板及肩窝等处围岩破碎;81021巷采用锚注一体化支护技术后,巷道围岩总体位移量不大,围岩较为稳定,围岩的承载性能得到显著强化和提升,支护安全性和可靠性大大提高。

在倾倒边坡中建设地下调压室的工程地质研究

扎拉水电站调压室建在山体倾倒边坡内,对该边坡及围岩稳定性的系统研究至关重要。根据岩体结构和变形破坏类型的差异,采用岩体结构、岩层转角、风化等定性因素结合波速比定量因素进行综合分区;通过现场超常规原位试验,结合反演计算,综合提出各区适宜的岩体抗剪强度参数;采用数值分析法模拟倾倒边坡变形破坏模式,并通过多种解析法校验边坡稳定性。结果表明:边坡倾倒岩体可分为层状弯曲区、碎裂拉张区、散体坠覆区;厂后倾倒边坡的主要失稳形式为拉裂-滑移-剪断和块体卸荷崩落;在倾倒边坡稳定性评价中,安全系数应取现行技术标准规定范围内的较大值,有利于保障倾倒边坡滑移稳定和坡内洞室围岩变形稳定。研究成果解决了地质条件局限和水工结构要求之间的突出矛盾,在中国水利水电建设中具有开创意义,可为倾倒边坡中工程建设提供参考。

桂西南红层工程地质特性及工程效应研究——以驮英水库及灌区工程为例

红层是桂西南重要并广泛分布的特殊岩体,强度低,遇水易软化,具较强蠕变性,常诱发地质灾害。本文以驮英水库及灌区工程红层为例,详细阐述了驮英工程地质环境,系统分析了主要工程地质问题,剖析地质灾害原因,并对桂西南红层地区主要工程地质问题提出工程建议。

公路隧道正交下穿边坡与软弱夹层围岩稳定性分析

为分析山岭地区公路隧道-正交体系下,围岩内含软弱夹层导致施工过程易发生衬砌变形开裂甚至隧道塌方等问题,以某隧道边坡拟扩建公路为工程背景,基于抗拉剪强度折减法理论,采用FLAC^(3D)有限差分软件,研究不同边坡坡度和隧道埋深对该隧道-边坡围岩稳定性和安全系数的变化规律。结果表明:随着边坡坡度的不断增大,围岩最大剪切应变数值和分布范围逐渐增大,塑性区范围不断增大,围岩稳定性安全系数不断减小。随着隧道埋深的增大,围岩最大剪切应变数值先增大再减小后增大,但剪切应变范围不断增大,塑性区范围不断增大,围岩稳定性安全系数呈现先减小再增大。当无软弱夹层时计算的安全系数最大,当存在软弱夹层时,采用非同步折减法理论计算的安全系数比同步折减法较高。

国际水电工程地质勘察实践探讨

作为国际水电工程勘测设计的主要基础性资料,地质勘察成果的国际工程咨询审批进度往往对工程进度甚至成本有较大影响。在总结对标研究工作成果、中国水电技术标准“走出去”之工程测量与地质勘察篇研究成果的基础上,结合国际水电工程地质勘察实践,对地震参数确定、坝基岩体力学参数确定、边坡稳定分析、洞室围岩分类及支护建议等关键技术问题进行了初步分析,总结了中外技术标准的主要差异,初步提出了探讨性的对策及建议,可供业内人士参考。

地下隧道深基坑仰坡开挖与支护数值模拟及安全性分析

为了降低地下隧道深基坑施工风险,避免基坑仰坡开挖过程中造成坍塌事故,以重庆九号线从岩寺站的隧道掘进机始发洞口深基坑工程为背景,对基坑南侧仰坡的分级分层开挖进行数值模拟,分析在不同支护方式下仰坡开挖产生的围岩变形规律与特征,并结合现场实时监测数据对深基坑开挖过程进行安全性分析。结果表明,深基坑仰坡实测水平位移与数值模拟结果变化规律基本一致,计算模型反映了基坑因开挖而引起的水平变形,数值模拟结果合理。深基坑仰坡水平位移随开挖深度增大而增大,最大值位置从二级坡中点附近逐渐下移到一级坡中点附近;采用喷锚支护的支护方式,相比单纯锚杆支护与未支护下的基坑开挖,支护效果更加显著,最大水平位移有明显减小,表明该深基坑采用的开挖与支护方案是安全有效的。

环境边坡危岩体稳定性定性评价研究

水电工程环境边坡分布的危岩体存在“走不近、看不清、查不明”的难题,稳定性评价困难。根据金沙江乌东德水电站、旭龙水电站等高山峡谷坝址区环境边坡大量危岩体稳定性评价成果,提出了环境边坡危岩体稳定性的定性评价标准与方法。结果表明:滑移型危岩体的稳定性评价依据包括滑面几何特征、滑面性状、结构面卸荷松弛张开因素,倾倒型危岩体的稳定性评价依据包括底面悬空程度、后缘结构面特征、高厚比,坠落型危岩体的稳定性评价依据包括通过凸出程度、后缘结构面特征、坚硬程度及完整性;通过对块体结构面产状、松弛张开特征、底部临空情况、附近变形破坏迹象等要素进行分项按权重赋分,可进行危岩体稳定性半定量评价。将定性评价结果与稳定系数对应,可建立定性评价与定量评价的关系,为支护设计提供参考。

黎城至霍州高速公路太岳山隧道工程地质特性及围岩稳定性评价

太岳山隧道为越岭型隧道,隧址区的工程地质条件复杂。在对拟建隧道建设场地的地形地貌、地质构造、地层岩性、不良地质及特殊岩土、水文地质条件以及洞体围岩工程地质特征等工程地质特性进行详细分析的基础上,进而对隧道围岩稳定性做出评价。研究认为隧道洞口边坡稳定性差,洞口段地基稳定性较好,隧址区基本适宜拟建工程建设,对于硬质脆性岩类的隧道围岩,必须选择合理的开挖方法,并且在施工过程中必须采取一定的安全防护措施。研究结果为工程设计与建设提供必要的地质依据。

面向边坡危岩的旋翼机环绕航摄处理与分析

针对小范围危岩在单体类圆台形边坡精细化三维模型生产中的不足,提出一种基于边坡坡度对危岩地段开展环绕框架式加渐进式影像数据采集方法,分层分域采集边坡危岩的影像信息,并运用倾斜摄影技术进行三维重建;同时运用传统模仿五镜头航摄建模方法在桂林某铁路段危岩边坡开展了三维重建对比实验并进行了精度分析。分析表明,该方法可以高质地建立类圆台形边坡危岩的实景三维模型,有利于对危岩隐患进行区域锁定与阶段性监测,并为基础空间体数据采集提供较优选择。

断层区斜巷段支护技术应用

基于惠阳煤矿15113断层区斜巷段掘进时,巷道顶板出现破碎、垮落现象,导致巷道上山掘进难度大、围岩控制效果差、掘进效率低等问题,惠阳煤矿通过技术研究,根据原支护设计主要存在的问题进行分析,提出了“超前注浆+梯形棚+护帮锚索”等联合支护措施。通过实际应用效果来看,采取联合支护技术后有效控制了斜巷围岩破碎现象,巷道过破碎区掘进效率由原来的1.5 m/d提高至4.5 m/d,取得了显著应用成效。

滇中引水工程破碎围岩洞室开挖支护方案分析

为研究不良地质条件下的洞室开挖支护技术,以滇中引水工程三大主体工程之一的石鼓水源工程为例,针对该工程冲江河右岸进水隧洞与进水箱涵连接段地质条件较差,主要存在浅埋覆盖层与破碎岩体的变形与稳定问题,介绍了进水隧洞采取的开挖支护措施。在石鼓水源工程一期进水箱涵和右岸进水隧洞开挖时,对箱涵边坡采用竖向钢管桩支护措施,隧洞洞口采用超前大管棚、超前小导管、钢拱架锚喷支护、超前堵水灌浆多项支护措施,并对隧洞进行了混凝土衬砌施工。稳定性分析结果表明:该类支护方案能有效控制边坡变形和隧洞洞口收敛,适用于稳定性极差的Ⅴ类围岩进洞段开挖支护。

偏压小净距隧道围岩压力分析

偏压小净距隧道是一种较新的隧道形式,受力状况较为复杂,目前尚没有其围岩压力的理论计算方法。为此作者对偏压小净距隧道围岩压力进行了理论探讨,得出了滑动破裂角、侧压力系数及垂直围岩压力的理论计算公式。分析了隧道间的净距对围岩压力的影响以及地面倾斜角度和净间距对隧道内侧压力系数的影响,可为类似隧道的设计提供参考。

崩塌松散围岩隧道施工稳定分析与监控

崩塌松散围岩隧道施工中常遇到山体整体稳定和掌子面塌方等技术难题,结合桑州岭隧道工程,对浅埋隧道的锚杆加固进行理论分析,对隧道开挖过程中山体稳定进行监控,并对掌子面塌方进行了成功预报,指出松散围岩中蓄水层对掌子面稳定的影响,所得结论对崩塌松散围岩的施工有较好的指导意义。

不同施工顺序对陡坡偏压小净距隧道围岩稳定性的影响研究

为了研究陡坡偏压条件下不同施工顺序对小净距隧道围岩稳定性的影响,结合工程实例,考虑"先浅后深"与"先深后浅"两种施工顺序,通过有限元软件ABAQUS建立三维弹塑性分析模型进行了施工全过程数值模拟,重点分析了不同施工顺序对地表边坡、拱圈特征点围岩以及中夹岩柱的影响,并计算了不同施工顺序下的隧道开挖安全系数。结果表明:先施工深埋侧隧道会加剧围岩整体偏压效应,并会对中夹岩柱处围岩产生往返的扰动,不利于围岩稳定性的控制,且先开挖浅埋侧隧道的安全性高于先开挖深埋侧隧道。

唐家塬隧道穿越滑坡段的综合整治技术及评价

研究目的:以西宝高速公路唐家塬隧道为工程背景,探讨隧道穿越滑坡段的变形与围岩压力分布情况。在滑坡稳定性分析的基础上,提出针对性滑坡体综合整治措施;采用多方位的监控量测措施全程监控隧道开挖施工扰动对滑坡体变形的影响,并对滑坡体和隧道的稳定性进行评价。研究结论:(1)唐家塬隧道开挖前期,滑坡基本稳定,掌子面推进到距离监测断面50 m处,滑坡体变形增大,且掌子面到达监测断面时,监测点位移变化速率最大,随着隧道支护和抗滑桩加固作用的发挥,在掌子面推进到距离监测断面30 m后,滑坡基本恢复稳定;(2)监测初期,由于滑坡和地形偏压的影响,围岩压力显著增大,随着隧道支护作用的加强,逐渐趋于稳定,且围岩压力和地表沉降出现明显不对称现象;(3)本文探讨穿越滑坡段隧道施工与其相互影响,提出综合整治方案,并开展隧道的变形与围岩压力监测,其对类似工程选线、整治具有一定借鉴作用。

水电工程环境边坡危岩体危害程度确定方法研究

危岩体危害程度是指度量致灾体的活动程度、活动特征、地理分布及其对受灾体的影响程度。它不仅与危岩体稳定性有关,还与其危害对象、离危害对象高度、危岩体规模有关,其它情况相同下,规模越大、高度越高其危害越大,即危害程度级别越高。通过对已建及在建水电工程环境边坡危岩体系统研究,建立一套危岩体稳定性评价、危害程度分级体系,根据危害程度分级提出危岩体防治措施一般选取原则。首先根据水电工程环境边坡危岩体所影响水工建筑物级别、部位、人员密集活动程度对危害对象进行分级,然后根据危岩体自身的稳定性、规模及其离危害对象的高度建立危岩体危害程度分级方法,提出危岩体防治措施一般选取原则。将该方法应用于成都勘测设计研究院承建的大多数水电工程环境边坡危岩体评价及处理,取得了较好的效果。

变坡条件下浅埋偏压隧道围岩压力解析法

目前浅埋偏压隧道围岩压力主要采用隧规计算方法,而对于左右洞隧道洞门不在同一里程,一侧需要开挖路基边坡,使隧道从自然放坡状态转为邻路基变坡状态的工况,隧规不适用于计算其围岩压力.依托安徽某高速公路,运用极限平衡原理推导了邻路基变坡条件下浅埋偏压隧道围岩压力解析解.计算结果表明:由于变坡的存在,深埋侧修正算法计算竖向围岩压力小于规范法,相对误差为15.98%,水平围岩压力保持不变;浅埋侧修正算法计算竖向围岩压力及水平压力均小于规范法,其竖向压力相对误差为24.93%,水平压力相对误差为5.50%,变坡的存在对浅埋侧影响较大;对比围岩竖向及水平偏压率,有变坡围岩偏压率更大;围岩位移、应力及等效应力,有变坡约为无变坡的1~5倍,围岩及结构更加偏于不安全.

小湾水电站枢纽区工程地质条件

小湾工程枢纽区地震地质条件复杂,地震基本烈度为Ⅷ度。坝址区地层呈单斜构造,横河展布,陡倾上游,岩性主要为黑云花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩。两岸山体雄厚,地下水丰富,埋藏较浅;崩塌作用普遍;卸荷作用强烈,边坡稳定条件较差。岩体中高岭土化蚀变现象较普遍,陡倾角破裂结构面发育,且分布有顺坡中缓倾角节理,存在坝基(肩)抗滑和变形稳定问题。工程区属中高地应力区,地下洞室埋藏深度大,围岩以微风化-新鲜岩体为主,总体稳定条件较好。