中空注浆锚索全长锚固机理及施作形式探讨

近年来,随着地下空间的大规模开发利用,岩土工程安全问题日益凸显,而且现代工程建设对施工效率和质量的要求越来越严格,并且随着科技的不断进步,岩土体加固技术也在不断创新和发展,智能化和自动化也成了工程建设的重要趋势。因此,中空注浆锚索作为一种高效的岩土体加固技术,其全长锚固机理及施作形式能够有效地提高岩土体的整体稳定性和承载能力,提高施工效率,保证施工质量,实现施工现场的自动化施工和智能化监控。本文通过探究中空注浆锚索的基本工作原理以及施作形式,旨在为工程技术人员提供中空注浆锚索加固技术的理论依据和实践指导,促进岩土体加固技术的持续发展。

张湾隧道衬砌合理施作时机研究

施作衬砌的时间,对隧道工程的长期稳定性和施工安全性有较大影响。当前多通过监测的实际变形和极限位移来分析围岩是否稳定,以此确定衬砌施作时间,理论依据不足。为了准确掌握张湾隧道衬砌施作的最佳时间,提出利用反位移分析法,计算衬砌的拉应力最大值和抗剪安全系数最小值,并以容许抗剪安全系数和容许拉应力为判断标准,确定衬砌合理施作时机。研究结果表明:随着施作衬砌时间的推迟,衬砌抗剪安全系数最小值逐渐提高,衬砌拉应力最大值先快速降低,后逐渐保持稳定;衬砌在初期支护闭合后第39d施作时抗剪安全系数为2.23,衬砌在初期支护闭合后第8天施作时拉应力最大值为0.496。为了确保衬砌的安全性,可确定在初期支护完工闭合后的第39d开始施作衬砌。

基于变形稳定时间统计的挤压性围岩隧道二次衬砌施作时机研究

为获取挤压性围岩隧道二次衬砌施作时间,使二次衬砌施作可操作性更强,以变形速率限值为基础,对412个挤压性围岩隧道断面变形量测数据进行拟合和统计分析,得出不同变形等级的变形稳定时间范围值和施工期分阶段二次衬砌施作时机预测方法。具体结论为:1)提出了基于变形速率判据的变形稳定时间预测方法,通过最优指数函数曲线拟合,实现稳定阶段变形量u稳和最终稳定时间t′稳的预测;2)通过统计分析,确定了不同变形等级、不同跨度条件下变形稳定时间t′稳范围值,用于设计阶段初步拟定二次衬砌施作时机;3)提出了施工期二次衬砌施作时机分阶段预测方法,根据实测20、30、40 d和稳定时的相对变形,可实现分阶段预测最终变形稳定时间;4)经实测变形数据检验,采用二次衬砌施作时机分阶段预测方法所得预测结果可被工程所接受;5)以分阶段变形稳定时间t′稳为判别指标的挤压性围岩隧道二次衬砌施作时机预测方法,可操作性强,能避免以变形速率为判别指标时的操作困扰,可直接服务于工程实践。

基于位移反分析方法的隧道衬砌最早施作时机研究

衬砌的施作时机关系到隧道工程的施工安全和长期稳定性,目前大多通过施工监控量测的极限位移和变形速率来判断围岩的稳定性,从而确定衬砌的施作时机,但这种方式缺乏合理的理论依据。为了研究衬砌的合理施作时机,结合某新建铁路隧道工程,考虑衬砌对围岩和初期支护的约束作用,提出一种基于位移反分析法的衬砌最早施作时机确定方法。首先,基于初期支护的变形监测数据进行变形曲线拟合,确定初期支护的剩余变形;其次,利用位移反分析法,由初期支护的剩余变形反分析对应的围岩应力场,进而将该围岩应力场作用在初期支护和衬砌上进行正分析求解衬砌应力;最后,以容许拉应力和抗剪安全系数作为判定指标综合评价衬砌的安全性,确定隧道衬砌最早施作时机。研究结果表明:1)依托工程初期支护的剩余变形随着时间的增长逐渐减小,初期支护闭合10 d内,其剩余变形递减速率较大而后逐渐减小;2)该工程可施作衬砌的最早时间为初期支护闭合后39 d;3)依据衬砌的实际施作时间(初期支护闭合后100 d),衬砌截面内力的监测结果与反分析计算结果基本一致;4)通过初期支护的剩余变形反分析对应围岩应力场,进而正分析衬砌应力,确定衬砌可施作时机的方法是可行的。

软岩大变形隧道二次衬砌施作时机探讨

软岩大变形隧道二次衬砌施作时机始终是隧道界讨论的热点问题,但目前还没有具体的软岩大变形隧道二次衬砌施作时机的判别指标。结合乌鞘岭隧道工程实例,分析二次衬砌稳定性的影响因素,以及初期支护变形与二次衬砌变形的关系、施作二次衬砌前支护变形速率与二次衬砌变形的关系、二次衬砌开裂断面对应的支护变形及二次衬砌分担围岩压力比例等。根据实测变形统计值、理论计算的极限位移及弹性位移,推算量测丢失位移,并得出实测变形、二次衬砌前变形速率与极限位移等之间的相互关系。最后提出不同大变形级别的乌鞘岭隧道二次衬砌施作时机的两个判别指标,即以隧道极限位移为基础,以现场量测日变形量与量测总变形量为依托的判别指标,在软岩大变形隧道二次衬砌施作时机方面进行探讨和尝试。

高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机研究

隧道工程二次衬砌施作时机是隧道界普遍关注的问题。依托正在修建的郑州—西安铁路客运专线大断面黄土隧道工程,以围岩及初期支护基本稳定速率作为二次衬砌施作时机判定指标,采用位移断面监测数据回归分析和数值分析相结合,建立基本稳定速率的理论求解方法,从而确定二次衬砌施作时机;同时,选取贺家庄隧道试验段作为工程实例,对高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机进行研究。研究结果表明:当拱顶下沉变形速率值小于0.55 mm/d,边墙水平绝对收敛速率值小于0.11 mm/d时,即可进行二次衬砌施作。此次研究为类似工程的设计和施工提供了参考依据。

盾构隧道二次衬砌合理施作时机模型试验研究

近年来,盾构隧道双层衬砌作为一种新的形式开始得到应用推广,但由于相关研究较少,导致盾构隧道双层衬砌结构体系关键参数尚不明确,其中二次衬砌合理施作时机便是其中之一。以狮子洋隧道工程为依托,采用相似模型试验对二次衬砌合理施作时机展开研究,研究结果表明:二次衬砌在盾构隧道双层衬砌中仅作为辅助承载结构,施作时机为57%~83%,结构径向收敛值和椭圆度随加载步变化最为缓慢,结构累计声发射数AE呈渐进性增长;施作过早或过晚,二次衬砌均不能有效抑制管片衬砌变形,且结构累计声发射数AE均呈阶梯型增长;随着二次衬砌施作时机推迟,二次衬砌与管片衬砌最大内力量值之比及结构开始出现宏观损伤破坏荷载级别均呈先增大后减小的变化规律。因此,在综合考虑双层衬砌结构加载过程中的变形历程及损伤特性,认为二次衬砌合理施作时机为57%~83%。

含水弱胶结粉细砂岩地层公路隧道开挖方案比选及二次支护施作时机研究

含水弱胶结砂岩具有黏结力低、水稳性差和流塑变形大等特点,导致隧道支护体系变形在时间及空间维度上表现出不均匀性、非线性及非对称性,继而产生围岩坍塌、支护失效等工程问题。结合某公路隧道建设背景,采用"先让后治"的原则,补强初期支护强度并提供二次衬砌施作条件,提出双层初期支护设计方案,并通过数值技术仿真分析三台阶七步、CRD和双侧壁导坑3种工法下拱顶沉降、水平收敛及塑性区的分布特征。结果表明:1)在成岩差、易流砂地层下,CRD工法为此类地层120 m2断面软弱围岩的最优开挖方法;2)二次支护施作的最佳时机应在上台阶右半幅断面开挖前;3)在有条件的前提下宜将四部交叉中隔壁法演化为六部中隔壁法施工。

二次衬砌施作时机的弹粘塑性有限元分析

文章针对兰渝线软岩大变形隧道施工的实际情况,对变形速率达到2 mm/d时(此时二次衬砌的最大压应力达到20.25 MPa,最大拉应力为1.68 MPa)施作二次衬砌这一工况,采用弹粘塑性有限元法进行了隧道施工过程的模拟分析。分析结果表明,在变形速率为2 mm/d时施做C35钢筋混凝土二次衬砌以后,衬砌不至于产生强度破坏。此分析结果和计算方法可为二次衬砌施作时机的决策提供参考。

茶镇隧道二次衬砌施作时机的确定

针对隧道工程二次衬砌施作时机的问题,依托茶镇隧道工程,选取4个断面为研究对象,对拱顶沉降、支抗内力的监测数据利用MATLAB进行回归分析,分别依据＂变形速率准则＂、＂极限位移准则＂、＂支护抗力最小＂的原则,确定应用不同准则下二次衬砌施作时机,并通过对比分析,确定最佳支护时机.研究结果表明：拱顶有效应力能够替代支护抗力研究隧道衬砌;二次衬砌最佳支护时机建议取初期支护后21~23d,距掌子面距离47~54m.

喷膜防水层在隧道及地下工程中施作厚度的研究

尝试从喷膜防水材料力学性能的角度研究防水层最佳施作厚度。选取断裂伸长率和断裂拉应力2个力学参数,通过研究2种工作环境下力学性能随厚度的变化规律,结合喷膜防水材料施工工艺和使用环境要求,论证了喷膜防水层施作厚度在2.0～3.0mm是合理的。

城市过街隧道二次衬砌施作方案研究

受城市复杂环境的影响,需对过街隧道二次衬砌施作方案进行相应对比分析,确保过街隧道二次衬砌及周边环境的结构安全。文章进行了不同方案土体沉降控制效果对比分析,不同方案初支、二衬应力控制效果对比分析,结果表明:方案一待所有导洞施工完成,从底板、边墙至拱部,总体由下往上依次施工的方案,更为合理。

高地应力软岩隧道仰拱施作方法研究

为研究不同的仰拱施作方法对高地应力软岩隧道稳定性的影响,根据时速为200km/h的双线铁路隧道的标准设计图建立有限元模型,基于三台阶七步开挖法研究了四种不同的仰拱施作方法.分析了不同仰拱施作方法下隧道的拱顶、边墙及仰拱的变形和应力,进一步讨论了初期支护的安全稳定性.研究结果表明:高地应力软岩隧道三台阶七步开挖法中下台阶核心土带仰拱一次开挖,仰拱先填充碎石土后换填混凝土的施作方法最优,该方法能有效控制围岩变形,建议高地应力软岩隧道施工中采用该法;传统的仰拱施作法因初期支护封闭滞后等问题,围岩变形较大;下台阶核心土带仰拱一次开挖,仰拱中部填充碎石土的施作方法不可行,左、右边墙安全系数小于2,不满足规范要求.

软岩隧道掘进二衬施作时机的分析探讨

以实际工程为研究背景,根据大量的实际监测资料,对隧道围岩的总位移进行了数据拟合,分析了隧道的变形规律,并以0.5 mm/d的变形速率为控制标准,得出开挖22 d左右进行施作二衬为佳,考虑预留6 mm^8 mm的变形量。

软弱变质片岩隧道二衬施作时机优化研究

以十(堰)房(县)高速公路软弱变质片岩隧道通省隧道为例,针对软弱片岩隧道围岩累计变形量、变形速率较大,变形基本呈现不收敛的趋势的特点,结合现场监测围岩所表现出的蠕变特性,采用改进的Burgers粘弹塑性蠕变模型进行隧道衬砌结构受力分析,并在此基础上确定二次衬砌合理施作时机及变形速率指标,为二衬适时及时施作提供了一定的理论依据。为后续隧道施工提供依据,也为类似地层隧道提供借鉴。

铁路客运专线隧道二次衬砌施作时机及抗裂防渗技术

隧道支护衬砌中复合式衬砌结构由初期支护和二次衬砌组成,结合隧道二次衬砌施工过程中的相关要求及施工技术,对客运专线隧道二次衬砌的施作时机及抗裂防渗技术进行探讨,为客运专线隧道施工提供经验借鉴。

隧道二次衬砌合理施作时机确定方法研究

隧道二次衬砌合理施作时机的确定关键在于分析评估围岩变形何时达到稳定状态,现场监控量测蕴含整个围岩发展演化过程的所有信息,是其应力、变形状态最直接的反映。文章构建了一种基于监控量测的隧道围岩变形状态动态综合评估模型,克服了传统综合评估方法仅在某一时间截面下进行静态评估的缺陷。该模型基于离差最大化原则对监控量测指标进行动态赋权,监测指标权重随其在评估时域内的稳定度而动态变化,时域内指标值离差越大赋予权重越大。同时,模型通过引入加速度修正系数概念,将监测指标变化速度状态和趋势进行融合考虑。并且模型引入了时间权重向量和时间度的概念,对采集的监测数据按不同时期合理地赋予不同时间权重(近期监测数据时间权重高于远期监测数据)。该模型的有效性通过在杭州紫之隧道设置试验段进行了验证,为确定隧道二次衬砌合理施作时机提供了一种新的可靠方法。

泥石流冲沟隧道洞口适宜工法及支护施作时机研究

为探究泥石流冲沟隧道洞口适宜工法及支护施作时机,依托九绵高速甘沟隧道,针对其穿越泥石流冲沟的特点,现场试验段采用三台阶工法并加快支护施作时机方案,效果较好,通过数值模拟对现场工法及支护施作时机进行比选验证。相关研究表明:现场冲沟附近周边收敛波动较大,在25d左右收敛下降至稳定,冲沟前收敛数值较大;周边收敛与地表沉降数值较小,稳定较快,验证了三台阶工法的适用性。开挖隧道上半侧及施作仰拱二次衬砌时,拱顶地表沉降增大,开挖下半侧时,拱顶地表沉降数值减小,CD法拱顶地表沉降表现为两段式增加;开挖台阶位置会引起周边收敛数值增大。通过对比不同工法下围岩支护结构受力、变形,可知三台阶工法在周边收敛、塑性区、锚杆小导管受力变形、初期支护及二次衬砌拉应力等各方面较优。加快初期支护施作会减小隧道特别是拱顶变形,但会增大围岩初期支护应力,因此不能一味地加快初期支护施作;加快二次衬砌施作会减小初期支护受力,略微增大二次衬砌受力,较为有利;加快仰拱施作可减小拱底隆起及稳定速率,起到反压作用。

FCTEM60-1型瞬变电磁仪在隧道仰拱钢筋施作情况检测中的应用

公路隧道仰拱是隧道整体结构的基础,仰拱的质量直接影响隧道结构的稳定性,但隧道仰拱往往会受到各种因素的影响导致存在着各种类型的缺陷,目前常用的地质雷达法对仰拱钢筋施作情况的探测效果不佳。对此,文章通过研究FCTEM60-1型瞬变电磁仪的基本原理,推测其在仰拱钢筋施作情况检测工作中具有一定的可行性,并通过现场工程试验验证了这种推断,证明了FCTEM60-1型瞬变电磁仪在公路隧道仰拱钢筋施作情况无损检测工作中的适用性。

接收端主体结构板施作时机对盾构接收施工影响分析

为探究车站接收端主体结构不同施作时机条件下盾构接收对地表沉降、围护桩及结构端墙侧墙变形的影响规律,依托西安地铁14号线某区间盾构接收施工工程,采用有限元数值模拟方法对车站盾构接收端主体结构不同施作时机条件下(底板施作完成后、中板施作完成后、顶板施作完成后)盾构接收时的地表沉降及桩体变形进行对比分析;在此基础上进一步研究不同位置钢支撑轴力变化对盾构接收时位移变形的影响,并结合现场数据进行验证。研究结果表明:1)车站接收端主体结构中板施工完成后盾构接收对周边地表沉降及围护桩变形影响最小,此时地表最大沉降位于端头洞口上方,桩体竖向呈沉降趋势且水平向临空面位移。2)围护结构第1、2道支撑轴力变化对盾构接收后地表沉降及围护桩变形影响较大,且随着支撑轴力的增大,地表沉降及围护桩横向变形明显减小。3)在确保支撑轴力满足安全限值的条件下可以适当增大支撑轴力,以控制盾构接收引起的地表沉降及桩体变形。