收敛约束法在挤压性围岩隧道中的应用

由于挤压性围岩隧道围岩性质与应力环境的特殊性,其围岩特征曲线与常规隧道有明显差异。为研究挤压性围岩隧道围岩-支护相互作用关系,考虑支护效应修正围岩特征曲线,研究不同变形等级对修正围岩特征曲线的影响规律,优化挤压性围岩双线铁路隧道初期支护。研究结果表明,毛洞状态下,受双线隧道断面应力集中影响,拱脚和墙脚为安全控制位置;随着变形等级和侧压力系数增加,支护特征曲线与修正围岩特征曲线不再相交;Ⅰ、Ⅱ级变形采用单层支护可满足安全要求,锚杆只需布置在拱部和边墙位置,Ⅱ级及以上变形锚杆需要全环布置;Ⅳ级变形在采用双层支护的同时,需考虑改善洞室形状、超前加固等措施。

爆破作用下层状围岩隧道突变失稳判据研究

为判断爆破振动与损伤作用下层状岩体隧道的围岩稳定性,根据层状围岩失稳特征建立隧道力学模型,考虑爆破损伤和振动效应,构建层状围岩隧道系统总势能方程和突变失稳判据,分析爆破作用下层状围岩稳定性演化规律;并以沪昆高铁湖南段姚家隧道为工程背景,分析层状围岩隧道稳定性。结果表明:层状围岩隧道发生突变失稳的充要条件是满足分岔集方程,即当突变特征值Δ≤0时系统可能发生突变失稳;爆破累积效应造成围岩刚度不断降低,爆破药量增加提高爆破振动效应,这些均导致层状围岩失稳概率增加;实际隧道失稳评价结果与施工现场情况、监测结果一致,验证了失稳判据的有效性。

悬臂掘进机法在挤压性围岩隧道中的适应性研究——以木寨岭公路隧道为例

为探明悬臂掘进机法应用于挤压性围岩隧道的可行性与具体效果,以木寨岭公路隧道为依托,首先开展基于工程地质条件的悬臂掘进机法适用性分析;其次,结合工程实施条件,对悬臂掘进机进行选型,并设计2台阶悬臂掘进开挖方案;最后,依托工程试验段,重点从施工效能和实施效果2方面,开展2台阶悬臂掘进机法和3台阶钻爆法开挖的对比研究。研究结论如下:1)综合对岩石强度、开挖断面和工效3个因素进行分析,悬臂掘进机选型应重点考虑切割面积和切割功率。2)木寨岭公路隧道围岩按能否较好适应于悬臂掘进机法开挖,可划分为2类6种。3)对比3台阶钻爆法开挖的施工效能,2台阶悬臂掘进机法的施工进度提高20%,平均超挖减少150 mm,用工量减少5~10人,喷混凝土超耗量减少57%。4)对比3台阶钻爆法开挖的围岩位移、压力、拱架应力和锚索轴力,2台阶悬臂掘进机法中围岩压力减小0.01~0.11 MPa;围岩位移和拱架应力最终量值无明显变化,但分布更均匀、更快趋于恒值;锚索平均轴力增大39 kN。

TSP结合TEM在风险围岩隧道超前地质预报中的应用

为了排查隧道施工过程中潜在的地质风险、指导隧道安全开挖掘进,针对某高速铁路风险围岩隧道浅埋段和可溶岩段,利用TSP和TEM两种方法开展超前地质预报。TSP预报可对掌子面前方围岩状况进行远距离宏观预测,能划定断层、破碎带、地下水等不良地质体的位置和大致规模;TEM预报可在掌子面附近开展多角度、多方位测量,能判定开挖面前方一定空间范围内不良围岩特征,特别是地下水、岩溶的分布及规模。研究表明,TSP震波对应的负反射和低速异常突出反映围岩岩性变化及岩体破碎程度,依据纵、横波速起伏特征可大致判定地下水发育情况;TEM低阻异常直观体现围岩富水状态,并可推测岩溶发育及分布状况,视电阻率阻值变化密集区对应了围岩岩体破碎。研究结果表明,采用两种或多种方法结合开展综合预报,可提升预报结论的准确度和可靠度,TSP结合TEM成功预报的应用实例可为类似风险围岩隧道的超前地质预报提供参考和借鉴。

大断面软弱围岩隧道施工方法研究

为了解决大断面软弱围岩隧道的施工技术难题,以G30连霍高速公路某隧道工程实例为依托,通过现场隧道拱顶下沉、周边收敛及支护结构受力的监控量测情况,开展大断面软弱围岩隧道合理施工方法的研究。结果表明:微台阶环形开挖预留核心土法能够保证隧道施工安全、质量、进度要求,满足项目建设需要。

软弱围岩隧道三台阶预留核心土带仰拱一次开挖工法定额测定研究

在软弱围岩隧道施工过程中,合理确定隧道开挖施工技术及投资是铁路建设者需要关注的重点问题之一。本文选取玉磨铁路立新隧道和月牙田隧道相关工点进行现场调研和数据统计,采用写实统计法和现场测定法,分析工法方案和要求,收集测定现场工料机组成及费用情况,并与正常施工条件下的数据进行对比分析,提出三台阶预留核心土带仰拱一次开挖工法定额。为铁路相关部门下一阶段造价标准修订补充、完善隧道工程的预算定额体系、促进我国铁路投资控制良性发展提供了技术支撑。

光面爆破开挖施工技术在石质围岩隧道的应用研究

石质围岩隧道施工在国防工程、道路建设、矿山项目中应用比较普遍,多需要借助爆破技术提供辅助,不同施工环境下,爆破技术的选择、应用也各有要求。本文以光面爆破开挖技术为例进行研究,介绍其原理、技术要点以及多见问题等内容,并结合张涿高速与北京市国道G109新线高速连通工程为例,对其操作措施、质量改进方式等进行探讨,为后续石质围岩隧道工程以及光面爆破开挖施工技术应用提供更多支持。

软弱围岩隧道钻爆法机械化施工关键技术及装备

软弱围岩隧道工程施工中,技术含量与技术难度都相对较高,要想保证施工技术、装备与软弱围岩条件的适应性,就需根据现场情况,加强对凿岩钻孔与拱架安装施工工艺的规范应用,采取加长臂的方式,对凿岩台车进行优化改造,基于台阶法钻爆开挖隧道,保证隧道的稳定性,减轻施工操作的扰动性作用。本文就对钻爆法机械化施工关键技术与装备展开了深入研究及分析,以期通过改进措施,提高施工效率与机械化水平,将施工中的风险降至最低。

软弱围岩隧道施工方法及施工工艺

随着我国交通基础设施的飞速发展,软弱围岩隧道施工逐渐成为隧道工程领域的研究热点。文章以昆明至楚雄高速公路项目为例,系统探讨了软弱围岩隧道施工的关键技术与工艺。同时,结合实际施工情况,提出了一系列有针对性的优化建议。预期为软弱围岩隧道施工提供更全面和实用的指导,从而提高施工质量和安全性。

不良地质段的软弱围岩隧道进洞施工技术

近年来,我国隧道工程行业在隧道数量、隧道长度方面都取得了显著成果,这也为社会发展奠定了坚实基础。不良地质段的软弱围岩是隧道施工中常见的问题,在这种地质条件下,隧道进洞施工必须采取一系列措施保证施工安全。文章以贵州省桐梓县的桐梓隧道为例,探讨了洞口围堰加固、暗挖斜井隧道的综合性进洞施工技术,希望能为相关工作人员提供借鉴。

浅埋软弱围岩隧道施工技术的应用

在当今的工程建设领域,隧道施工已成为许多大型基础设施项目的重要组成部分。隧道施工不仅在地下空间的开发中发挥着关键作用,还在提高交通流动性、促进区域经济发展等方面具有深远影响。然而,隧道施工常常面临着各种复杂的地质条件和工程技术挑战。其中,浅埋软弱围岩隧道施工因其特殊的地质背景和工程特点,对施工技术和工程管理提出了更高的要求。因此,研究和应用浅埋软弱围岩隧道施工技术对于提高工程质量、保障施工安全、降低工程风险具有重要意义,文章就此展开了探讨。

浅埋软弱围岩隧道施工技术的应用

随着我国社会与经济的进展,隧道工程也越来越多,而在隧道建设中,经常会面临软弱围岩地段,很容易造成地质灾害,且对整个隧道的建设与后期使用造成影响。工程领域随着施工设备技术及施工工艺的提升,隧道施工的自动化工艺及安全性也得到了大幅提升,但是在浅埋软弱围岩不良地质隧道施工中,由于地质情况了解不充分、施工方法选择不合理等因素容易导致塌方、冒顶、落拱等问题,同时导致成本提高、进度难以把控,人员伤亡及大量经济损失。因此针对浅埋软弱围岩隧道施工技术的应用进行探究。

水封爆破在软弱围岩隧道台阶法开挖中的应用研究

软弱围岩隧道中采用钻爆法开挖,可形成光滑的开挖轮廓并减小爆破扰动,对提升隧道施工效率以及保证施工安全性至关重要。依托哈牡专线威虎山隧道,研究了水封爆破在软弱围岩隧道台阶法开挖中的应用,对比了常规爆破与水封爆破的超欠挖以及振动安全控制效果。研究结果表明,在软弱围岩隧道台阶法开挖中,采用水封爆破更有助于形成光滑的开挖轮廓,降低了爆破诱发振动;相比常规爆破,水封爆破更适用于软弱围岩隧道开挖。

微台阶法在高风险软弱围岩隧道中的应用及创新

本文介绍了微台阶法在高风险软弱围岩隧道中的应用及创新。针对高风险软弱围岩隧道常规掘进工法存在安全风险高、掘进速度慢等问题,我们提出了采用微台阶法进行掘进的方案。此外,我们还对微台阶法的相关参数进行了优化和改进,使其在实际工程中更加适用。在实际工程中的应用结果,证明了微台阶法可以有效地提高隧道的稳定性和安全性,且有效提高了掘进速度。

为软弱围岩隧道施工提供技术支撑

“软弱围岩隧道待挖体稳定性及全断面预加固技术研究”项目由中铁科学研究院有限公司(以下简称“中铁科研院”)等单位完成,在技术理论、加固材料、安全监测、施工设备配套等方面取得创新突破,为软弱围岩地质条件下的隧道工程施工提供了技术支撑,研究取得授权专利10项,发表论文13篇,出版著作1部。课题成果已在厦门嘉禾园地下通道、莲岳隧道、弥蒙铁路南洞隧道等工程进行了成功应用,提高了软弱围岩隧道施工的安全性和施工效率,经济、社会及环境效益明显,具有良好的推广应用前景。

简谈大跨度特殊复杂围岩隧道技术——以南联山隧道为例

自英国于1826年起在蒸汽机车牵引的铁路上开始修建隧道以来,随着公路、铁路等公共基础设施的建设,隧道修建数量大幅度增加;在修建过程中遇到诸多不同类型的隧道,尤其是大跨度隧道,其结构多为扁平形状的拱形结构,开挖后的应力重分布变差,而且开挖断面增大,全环闭合时间增长,围岩扰动时间过长,加之地理条件、地质构造、水文条件复杂多变,围岩应力释放不可控性,给隧道施工带来了极大的困难,常导致隧道施工过程支护结构沉降变形过大,甚至发生侵限、塌方。现场施工难度加大,同时需重复处理,围岩多次扰动造成围岩极不稳定,产生极大安全风险。为保证大跨度复杂地质围岩隧道施工作业人员安全和控制隧道支护结构变形,防止隧道产生侵限和塌方是研究的重点和难点。

挤压性围岩隧道大变形机理及分级标准研究

结合高地应力条件下挤压性大变形隧道——乌鞘岭隧道工程实例,通过变形的现场量测结果,分析了挤压性围岩隧道大变形的基本特征。采用室内试验及现场量测等手段,综合分析确定了围岩物理力学参数,定量分析了洞室周边产生塑性区的条件、塑性区及洞壁位移的影响因素、塑性区半径与洞壁位移的关系。以现场量测数据为依托,结合理论计算,参考以往类似隧道经验,分别考虑了围岩的相对变形、强度应力比、原始地应力、弹性模量作为分级指标,并提出了综合系数α指标,采用综合指标判定法给出了大变形的分级标准,以及相应的防治措施。

渗流应力温度耦合下裂隙围岩隧道涌水量的预测

基于系统理论研究及工程实践的分析应用，提出了渗流应力温度耦合环境下大埋深裂隙围岩隧道涌水量预测计算的确定性数学模型方法（ 水文地质数值模拟法） 。

大断面软弱围岩隧道防塌方实时监测预警标准研究

研究目的:隧道事故统计分析表明,塌方发生数量和导致的人员伤亡远高于其他隧道灾害事故。在隧道施工中实现塌方前预警,可大大减少隧道塌方危害。而合理确定隧道塌方预警标准是实现软弱围岩隧道防塌方预警的关键,目前国内外未见成功的报道。因此,需要对隧道防塌方预警标准进行研究,以指导隧道安全施工。研究结论:(1)隧道变形量与水文地质条件、施工工法、施工进度等因素有关,目前规范中的标准值不适合直接应用于隧道塌方预警;(2)软弱围岩隧道防塌方实时监测不同于常规监测,关注的重点是拱顶相对于隧道底部或边墙的相对变形,因此采用相对变形量进行防塌方预警是可行的;(3)隧道防塌方实时监测预警基准值要根据目前规范位移限值、类似工程实测位移最大值和所在隧道工程实测数据综合确定;(4)现场试验表明,本文确定的隧道塌方预警基准值能满足隧道防塌方监测预警的需要,研究成果可应用于大断面软弱围岩隧道施工中。

软弱围岩隧道锁脚锚杆受力特性及其力学计算模型

锁脚锚杆在软弱围岩隧道中应用非常广泛,为了研究其受力特性,以包茂线西康高速公路包家山特长公路隧道为依托,采用现场试验的方法,对典型断面锚杆轴向应力进行测试,结果表明:拱部锚杆受力较小,最大应力仅为锚杆极限应力的11.5%,作用不大;锁脚锚杆受力较大,最大应力达到锚杆极限应力的55.4%,作用很大;锁脚锚杆受长度和角度限制,不能发挥锚固作用。在分析其受力特性的基础上,采用结构力学和弹性地基梁的方法,建立了钢架和锁脚锚杆力学计算模型。应用该模型对隧道测试断面处的锁脚锚杆受力进行了分析计算,给出了锁脚锚杆弯矩分布图。根据弯矩推算锚杆应变值,并与实测值进行对比,结果表明:实测值和计算值规律一致,在距离孔口最近位置处锚杆应变最大,随着距离孔口距离增大,应变逐渐变小。