基于有限元的复材隧道逃生管道关门塌方数值模拟

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的关门塌方性能进行了数值模拟。结果表明:(1)关门塌方模拟时,随着围岩等级的增加,逃生管道所受的应力增加,三车道隧道逃生管道所受的应力最大,不同坍塌位置对逃生管道应力影响不大;(2)所提出的新型逃生管道在关门塌方模拟时,均满足应急逃生需求。

隧道关门塌方救援方法

本文主要阐述隧道发生关门塌方时，打通给养通道和救援通道的各种方法及其适用性，针对不同的塌方事故，为决策者制定救援方案提供参考。

公路隧道后关门塌方处治措施研究

公路隧道发生后关门塌方主要由于复杂的地质条件、不合理的施工、支护不当、地下水渗透等,文章分析了广西某隧道后关门塌方的原因,研究采用合理经济的塌方处治措施:变形监控技术+塌方段探测技术,并根据处治后结构变形情况,评价公路隧道后关门塌方处治措施的合理可靠性,为公路隧道后关门塌方处治提供技术经验参考。

隧道关门塌方自进式救援通道成套装备及技术研究

隧道塌方尤其是关门塌方事故是隧道施工过程中的主要风险之一,事故发生后被困人员的快速救援是事故救援的关键。目前主流的隧道塌方救援方法有大口径钻机法、小导坑法、液压顶管法、明挖法等,国家隧道应急救援中铁十七局太原队结合多年救援经验和国内多起隧道关门塌方救援实例,针对已有救援设备短板,借鉴盾构施工原理,研发自进式救援通道装备,探索救援装备的小型化、轻量化,进一步提升隧道塌方应急救援水平,特别是对提升施工项目应急救援能力有积极的意义。

隧道“关门”塌方原因的力学分析及预防对策

为向施工技术管理人员解释隧道初期支护随施工的应力变化规律,进而找出发生"关门"塌方的原因,首先说明"关门"塌方发生时的施工状况,一般采取钢架+锁脚锚杆+喷射混凝土的支护结构,塌方时松散荷载已形成;然后按荷载-结构模型,在初期支护承担全部设计荷载的条件下,通过施工三台阶法对上、中、下3个断面采取结构力学力法分别进行内力计算及承载能力分析。结果表明:在围岩完全松散的极限情况下,上台阶绝对安全,中台阶基本安全,下台阶开挖尤其是仰拱开挖时塌方的风险极高。针对上述问题提出预防"关门"塌方的相应对策。结论认为采取钢架+锁脚锚杆+喷射混凝土的支护形式,支护结构处于极限应力平衡状态,很容易破坏而造成隧道坍塌。

燕子岩隧道“关门式”特大塌方成因及处治措施研究

对燕子岩隧道"关门式"特大塌方的成因进行分析,结合地质条件和塌方情况,在确保施工和结构安全的前提下,提出了采用先压注水泥浆回填固结塌渣和泵送混凝土形成护拱后再进行塌方开挖处理的一套完整和系统的"关门式"特大塌方处治措施。该塌方的成功治理为该类型的隧道塌方提拱了成功和宝贵的实践经验。

隧道“关门式”塌方成因及预防措研究

近些年随着隧道超前探测技术的发展，有效地预防了突泥、突水等掌子面围岩突变引起的隧道灾害事故。但是由于施工不当、支护偏弱、围岩含水量变化等原因引起的隧道“关门式”塌方时有发生。该文从隧道的各个施工阶段进行分析探讨，研究隧道“关门式”塌方成因及预防措施，为预防隧道塌方提供借鉴。

关门式塌方的四种模型及机理探讨

近年来随着隧道修建在交通网中的日益凸显,隧道关门式塌方对人员生命和财产、工期等造成破坏性的后果。塌方原因错综复杂,关门式塌方以拱形塌方与塌穿型塌方为主。依据塌方原因及性质,塌方模型可分为四种;各向异性Maxwell黏弹性模型、蠕变时程特性与本构模型、突变失稳弹塑性模型、层状岩层引起关门式塌方模型等,不同的模型探讨、演化出不同的适用于自身模型的塌方机理。四种关门式塌方模型及机理在近些年工程实际中得到了较好的验证。

基于围岩虚拟支护力特性的隧道塌方机制及控制研究

为研究隧道塌方事故的典型模式及其演化规律,基于塌方案例统计分析结果,阐明隧道开挖面失稳塌方和关门塌方2类安全事故的基本特性,推导隧道围岩虚拟支护力纵向分布曲线,进一步从围岩应力释放角度揭示了虚拟支护力与2类塌方事故的关系,并给出了塌方事故的控制要求。研究表明:(1)开挖面失稳塌方和关门塌方2类由围岩和结构失稳引发的隧道塌方事故在事故次数(68%)、死亡人数(53.7%)和涉险人数(68%)方面占比较大,其中关门塌方事故单次事故涉险人数最多,潜在危害最大。(2)隧道开挖面处的围岩虚拟支护力随着黏聚力的减小而降低,开挖面后方2倍半径处围岩的虚拟支护力已大部分释放(<5%pi)。(3)围岩变形和虚拟支护力释放的第2阶段内,围岩变形急剧,围岩虚拟支护力急剧释放且释放量较大,此阶段是隧道塌方控制的重点。

隧道关门坍塌抢险救援方案探讨

隧道施工过程中发生坍塌现象时有发生,而“关门”塌方又是隧道抢险救援的主要形式,现对隧道出现“关门”塌方时,针对人员救援的各种方案进行探讨,针对不同的现场情况,优中选优,并坚持多方案并举,确保营救工作圆满成功。此次“关门”塌方救援方案探讨,可为类似抢险救援工作提供参考。

隧道塌方“三段四步法”安全处治技术应用研究

以安全风险极高的“关门式”隧道大塌方为研究对象,以创新的“三段四步法”为技术路线,经工程实例验证,并进行了总结研究。在成功处治多起此类隧道大塌方的基础上,创新了较为通用的隧道塌方“三段四步法”安全处治技术(“三段”是指塌方段及其两端塌方影响段;“四步”是指依次施工的步骤)。本技术方法以隧道塌方段、紧临隧道塌方段的可见塌方影响段和不可见塌方影响段为处治对象。“三段四步法”的主要技术方法为:隧道塌方后,首先根据塌方段及塌方影响段的实际工程地质情况、塌方情况、塌腔稳定情况、塌方影响段的变形情况、设计及施工等情况,综合分析判断各段的安全风险情况,分段评价安全风险大小;其次根据安全风险评价结果,按照从安全风险低的位置向安全风险高的位置逐步推进的方式确定合理的施工顺序及施工步骤。按照此技术方法和对应的技术方案完成“关门式”隧道大塌方处治。以王麻子隧道1~#紧急停车带“关门式”隧道大塌方为例,通过方案比选,以“三段四步法”为处治技术方法,并按对应的技术方案安全有效地处治了隧道大塌方。实践证明“三段四步法”是一种安全有效处治“关门式”隧道大塌方的技术方法,此法具有通用性、可操作性和安全性。