变更TBM设备选型和支护衬砌方式的比较论证

大伙房输水隧洞TBM施工段,在初步设计阶段推荐采用双护盾TBM和预制混凝土管片衬砌。在招标设计阶段经深入比较论证后,决定改用开敞式TBM和锚喷支护、模筑混凝土衬砌。本文根据双护盾和开敞式TBM的结构特点及其适用性,从本工程的工程地质条件、现代隧洞工程支护系统的设计理念、衬砌结构设计对施工质量的影响及技术经济等方面,对两种TBM型式及支护衬砌方式进行了比较论证。开敞式TBM和锚喷支护、模筑混凝土衬砌,是本工程最优的选择。

输水隧洞石膏岩不良地质段支护衬砌结构优化设计研究

新奥法施工需要充分利用围岩的自我承载力,故对自我承载力较差的洞段实施比较困难。文章以某引水工程石膏岩施工段为例,对开挖施工过程中的支护衬砌原方案进行优化调整,提出优化设计方案,利用数值模拟的方法进行优化方案的安全性分析,结果显示优化设计方案下的围岩安全系数完全满足评价标准要求。

青山水库输水工程石膏岩洞段支护衬砌设计方案优化研究

新奥法施工需要充分利用围岩的自我承载力,对自我承载力较差的洞段实施比较困难。文章以青山水库输水工程石膏岩施工段为例,对开挖施工过程中的支护衬砌原方案进行优化调整,提出优化设计方案,利用数值模拟的方法进行优化方案的安全性分析,结果显示:优化设计方案下的围岩安全系数完全满足评价标准要求。

压力注浆锚杆在某工程管片支护衬砌中的应用

针对工程中管片支护衬砌土洞段的结构和防渗问题,结合加固段的工程地质条件,采用压力注浆锚杆加固结合防渗措施综合处理的方案,实践证明加固效果明显,从而解决了施工中土洞段管片支护衬砌存在的问题。

引洮工程总干渠4^#隧洞开挖及支护衬砌施工实践

围绕引洮工程总干渠4#软岩隧洞开挖及支护衬砌等主要施工技术的实践与应用,有针对性探讨在不良地质条件下,隧洞施工关键技术的可行性。

深埋圆形隧道衬砌-锚杆支护结构弹塑性解答

文章采用等效材料法,基于Drucker-Prager屈服准则推导了具有衬砌-锚杆支护深埋隧道在不同施工阶段下的弹塑性解答,并进行FLAC3D数值模拟验证。结果表明:塑性区位于衬砌内部,锚杆的锚固作用对其塑性区扩展响应不明显,塑性区扩展到锚固区,软岩中锚杆锚固作用对抑制塑性扩展的响应较好;塑性区扩展到锚固区时,塑性区半径与锚杆的弹性模量呈负相关趋势,塑性区半径与锚杆的支护角度呈正相关趋势,软岩中锚杆锚固作用对抑制塑性区扩展的效果更为明显。

长大断面隧道软岩复合式衬砌支护施工技术

支护施工对隧道建设具有举足轻重的作用,在现有隧道施工中受其自身岩性等级影响,支护体系以及支护参数的选择存在一定难度,尤其在长大断面隧道软岩支护施工中,若支护参数和施工方案与隧道实际围岩不匹配,可能出现耐久性不足的安全隐患问题,为此,研究长大断面隧道软岩复合式衬砌支护施工技术。以某高速公路建设工程中的隧道为研究对象,在分析其地质条件后,针对Ⅳ、Ⅴ级别围岩设计复合式衬砌支护施工方法,在共同作用模型中获取断面隧道围岩荷载,基于围岩荷载确定复合式衬砌支护参数;根据守恒原理设计Ⅳ、Ⅴ级别围岩复合式衬砌支护施工工序。结果表明:分别在隧道断面的拱顶、拱腰和拱脚布置监测点,所研究方法应用下各测点的位移情况小于6mm,具有应用价值。

隧道初期衬砌支护系统的可靠度分析

针对隧道初期衬砌结构,构建考虑综合安全系数的功能函数,将隧道初期喷射混凝土支护结构作为串联体系,采用区间估计的"宽界限法"对隧道衬砌结构的体系进行分析,在此基础上确定体系的失效模式.将极限位移条件下轴力和弯矩所对应的位移与施工监测中的位移进行对比;考虑材料性能参数、几何尺寸等的随机性影响,分析中采用蒙特卡罗有限元方法,结合典型工程实例对隧道结构体系的可靠指标进行计算.计算结果表明在工程实例中,隧道衬砌结构在某些局部截面的可靠指标较小,但整个支护体系可靠指标符合设计要求,整个隧道衬砌结构处于安全状态.

考虑三维应力旋转的隧洞衬砌支护时机研究

基于岩体裂隙的扩展机理对隧洞开挖过程进行数值模拟,通过对模型中计算点岩体的应力路径分析表明,随着隧洞挖掘的深入,其顶部岩体的第三主应力方向由竖直向下旋转至沿洞壁的切线方向,隧洞边墙岩体的第三主应力方向一直维持不变。当掌子面推进至超过计算点3m左右时,顶部计算点岩体的应力旋转趋于稳定。对隧洞顶部计算点岩体的位移路径分析表明,沿隧洞纵剖面观察,其顶部岩体的位移方向与竖直方向(向下为正)的夹角随掌子面地推进逆时针从42°变化至-3°,同样也是在掌子面推进至超过计算点3m左右时位移方向变化趋于稳定,因此应该在此时对围岩进行衬砌支护。

无衬砌支护下隧道拱顶塌方破坏模型试验

由于隧道垮塌事故的不断出现,隧道开挖过程中的安全问题已引起人们的广泛关注。本文以Ⅳ类围岩为对象,利用模型试验对隧道开挖过程中无衬砌支护情况下拱顶的变形和破坏情况进行了研究。为此,首先利用人工材料实现对原型地层的模拟;随后,进行了模型试验方案的设计;最后,通过对试验结果的研究和分析,得出了隧道开挖中无衬砌支护情况下拱顶的破坏过程中位移以及岩体内部应力的变化规律。研究成果的取得可为判定和防止施工过程中可能出现的塌方事故以及提前采取的相关措施提供依据,为实际施工提供参考。

基于收敛-约束法的预衬砌支护适用性研究

有效控制掌子面超前核心土的预收敛变形是控制软弱围岩变形的重要措施,采用机械预切槽技术施作形成的横向连续壳体的预衬砌支护能够起到保护超前核心土的作用,从而控制预收敛变形。由于掌子面处时空效应的影响,预衬砌支护与围岩间的相互作用过程十分复杂。根据收敛-约束法的基本原理,文章推导出了预衬砌与围岩相互作用荷载的理论求解方法,并基于安全性对预衬砌适用埋深随混凝土强度、围岩参数、预衬砌支护参数的变化进行了研究。研究结果表明:预衬砌混凝土抗压强度越大,预衬砌适用埋深越大,混凝土抗压强度与适用埋深基本呈线性关系;随着应力释放系数的增大,同一混凝土抗压强度条件下的预衬砌适用埋深增加;预衬砌厚度对预衬砌适用埋深具有显著的影响,预衬砌厚度越厚,预衬砌适用埋深越大;隧道直径减小时预衬砌的适用埋深增加。

石膏岩隧道衬砌支护设计方案优化研究

在地下工程建设过程中常会遭遇到大量不良地质区段,尤其是石膏岩等软弱膨胀性岩层,会对隧道衬砌产生极大危害。为此,迫切需要进行石膏岩隧道衬砌支护优化设计研究,建立相关评价方法。建立了围岩和支护稳定性评价办法及衬砌结构安全性评价办法,衬砌结构安全性通过钢筋混凝土结构的强度安全系数进行评价,围岩与支护稳定性通过强度折减法的系数评价。并基于某特长隧道石膏岩段工程案例,模拟原支护方案并采用该评价方法对衬砌支护进行优化。运用该评价方法可指导设计和施工的进行,使设计方案的稳定性、可靠性得到定量分析和较为准确的评价。

深部巷道锚杆与衬砌支护的数值模拟研究

采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,对深部巷道锚杆与混凝土衬砌支护前后围岩变形规律进行了数值模拟,对不同支护后围岩位移及塑性区的变化情况进行了系统分析.结果表明,混凝土衬砌支护显著提高了围岩的强度和承载能力,可有效地控制深部巷道的损伤变形.

隧道衬砌支护施工技术及质量控制

本文通过具体工程案例,对隧道衬砌支护施工工艺及质量控制进行了分析与探究.

隧道出口明洞衬砌支护结构的内力计算与分析

通过对某隧道拟建区的工程地质特征进行概述,对该段隧道开挖后的明洞、洞口的衬砌支护的内力进行准确计算和合理分析,并指出该计算分析结果已通过论证,而正在进行施工的衬砌即是按此进行设计的。

硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明:(1)粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。(2)混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。(3)喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。

地面荷载和衬砌支护作用下浅埋隧道的围岩应力解

为研究地面荷载对有衬砌支护的浅埋隧道围岩应力的影响,在Verruijt研究复杂边界条件下浅埋隧道围岩应力问题的基础上,考虑隧道衬砌支护及地面荷载共同作用对浅埋隧道围岩应力稳定性的影响,求得了浅埋隧道围岩应力解并分析了多个因素对隧道围岩应力场的影响。结果表明:地面荷载越大,隧道腰部环向应力越大、底部环向应力越小;衬砌支护作用越大,隧道腰部环向应力越小、底部环向应力越大。地面荷载和衬砌支护作用不会改变浅埋隧道周边环向应力的分布规律及其受力最不利位置,但会改变其大小及作用方向。开挖过程中隧道拱腰处易出现土体失稳破坏。

深埋高地应力软岩公路隧道衬砌支护时机研究

为充分发挥围岩的自承能力,隧道初期支护一般采用具有一定变形能力的柔性支护,当围岩的变形达到一定值时再适时地施工二次衬砌,因此二次衬砌的支护时机成为目前隧道界讨论的热点。高地应力软岩隧道开挖过程不仅会产生明显的弹塑性变形,且还会产生明显的流变变形,因此隧道最佳支护时机的确定必须考虑隧道开挖过程时空效应的影响。文中依托宜巴高速峡口隧道实际支护情况,探讨高地应力软岩公路隧道衬砌支护时机。

浅埋隧道围岩受力计算分析及隧道衬砌支护研究

浅埋段软弱围岩自稳能力较差,隧道开挖时受到扰动较显著,当支护没有充分保障时,浅埋段发生延伸至地表塌陷灾害事故的可能性远高于深埋段。文章基于Hoek-Brown破坏准则对围岩压力的浅埋段有效影响范围进行了推导,得到了浅埋段围岩压力随位置变化的变化规律,本次研究的评价方法在隧道施工中具有较强的可靠性与适应性,能够为其他砂泥岩隧道工程施工设计提供相应指导,能确保隧道建设与公路运营安全。

堡镇隧道软岩大变形段的衬砌支护设计

针对宜万铁路堡镇隧道存在的高地应力问题，结合国内类似隧道研究现状及施工中处理措施，提出了该隧道大变形段合理的应用范围，对衬砌支护设计方法进行了介绍。