巨跨超扁平地下洞库施工围岩应力场扰动规律研究

针对目前洞库开挖全过程的围岩应力-应变的长期监控测量以及围岩应力-应变解析解的研究的不足,该文依托某巨跨洞库工程,通过布设监测断面对洞库开挖的整个过程中围岩的应力场及应变场的变化进行了长期监测。采用数值模拟方法对3种开挖方式开挖过程中围岩应力场的变化进行了分析。同时,采用复变函数理论结合柯西积分方法,给出了巨跨洞库围岩应力及位移计算方法,得到了巨跨洞库围岩及支护结构的应力解析解。研究表明:巨跨超扁平隧道起拱线截面易产生较大应力集中现象;在开挖过程中洞周岩层劣化会引起应力空间转移;双岩柱开挖法能够充分发挥锚索等支护结构的承载力以及围岩自承载能力。

巨跨地下洞库顶推滑行式盘扣支架重型衬砌台车施工技术

为解决传统衬砌台车在巨跨扁平地下洞库衬砌施工中面临的结构复杂、跨度巨大、体型超大、组装困难、成本巨高等问题,攻克被覆结构工程施工体积大、面积大、自重大、钢筋密集等技术难题,结合某在建地下洞库被覆结构跨度大(约70 m)、矢跨比极小(约0.21)等特点及被覆结构施工需求,融合盘扣式支架体系与全液压衬砌台车的技术优点,采用整体式顶推滑行的设计思路,研制出一套可快速组装的顶推滑行式巨跨地下洞库被覆混凝土施工装备。该装备涵盖顶托调节式模板、盘扣支架式门架、顶推滑行式底盘、旋转对接式布料、插入式振捣等系统结构设计技术,辅以液压、电气控制技术,集成台车自主行走技术,混凝土浇筑、振捣、养护、监测等施工技术,并在某巨跨地下洞库得以应用,取得了良好的施工效果。应用结果表明:顶推滑行式盘扣支架重型衬砌台车结构简单、强度高、承载能力强、组装容易,可以有效降低工人劳动强度,节约成本,提高施工效率与质量。

巨跨地下洞库被覆施工一体化装备研究与应用

为解决某在建巨型单跨地下洞库被覆结构钢筋绑扎量大、混凝土浇筑量大、施工风险高,简易台架结构复杂、体型巨大、移动困难、施工效率低等技术难题,融合全液压钢模板衬砌台车与模块化高性能贝雷架的技术优点,研制集钢筋绑扎、混凝土浇筑功能于一体的巨跨被覆施工装备。该设备以贝雷架为支撑体系,底部设置行走机构,顶部设置混凝土浇筑平台和钢筋绑扎作业平台,采用液压、电气控制与驱动技术,多种自动化机构辅助施工,可实现一次定位,钢筋绑扎、混凝土浇筑多工序同步施工。应用结果表明,被覆施工一体化装备可有效降低人工劳动强度,提高施工效率,且施工质量良好,施工风险可控。

巨跨超扁平地下洞库建设方法及实践

为探讨巨跨超扁平地下洞库勘察设计和施工运营过程中的关键技术难题,采用文献调研、理论分析和实践验证相结合的方法,对巨跨超扁平洞库洞室稳定机制、关键性地质参数及其评价体系、定量化设计方法、施工工艺工法以及监控技术进行研究。得出:1)通过及时、主动的支护体系有序调整围岩承载力是巨跨超扁平地下洞库成洞的关键。2)巨跨超扁平地下洞库围岩稳定性评价方法必须考虑尺寸效应,结构面产状、地应力、跨度、高跨比、摩擦角是影响围岩稳定性的显著因素。3)喷+锚+网柔性支护体系是合适的,宜采用“以数值计算为主,类似大跨经验为参考,施工监测动态反馈调整”相结合的综合设计方法。4)采用预留双岩柱支撑开挖方法是合理的。5)应采用多种手段对结构及围岩应力场和位移场进行监控量测,可采用“以收敛和沉降指标为主,围岩内部位移指标相结合”的综合判断方法,评判施工及运营过程中围岩的稳定性和结构的安全性。

超大跨扁平地下洞库锚喷支护受力特征研究

针对巨跨超扁平洞库围岩荷载分布的复杂性和施工的困难性,为填补国内远超50 m级巨跨超扁平洞库修造技术的空白,提升对支护结构和围岩受力特征的认知,依托巨跨洞库工程展开了巨跨超扁平地下洞库开挖过程中支护技术的研究。通过对巨跨洞库锚喷支护进行数值模拟,得到不同支护结构的受力情况,并对不同支护结构的支护效果进行对比分析。结果表明:1)在开挖过程中,系统锚杆轴力和喷射混凝土结构内力总体较小,相比之下锚索的拉力较大;2)在拆除两侧岩柱时,锚索拉力增幅较大;3)锚索轴力监测数据和数值模拟的变化趋势相同,验证了数值模拟计算结果的合理性。因此,可以认为在整个施工过程中,锚索对围岩稳定起主要支护作用。