富水弱胶结砂岩隧道地表降水参数优化研究

富水弱胶结砂岩成岩性差,遇水易失稳成流塑状.为保障隧道施工安全,依托某隧道工程开展地表降水参数优化研究.通过数值模拟和现场试验,分析地表深井降水时间、间距、直径对地下水位的影响.数值结果表明,采用地表超深井降水时,砂岩地层地下水位先大幅下降,随后逐渐趋于稳定.随着降水井间距的减小和降水井直径的增加,降水稳定后的地下水位也逐渐降低.从降水效果来看,降水井间距是影响地下水位的主要因素,试验结果与数值结果吻合良好.综合多因素考虑,建议砂岩地层超深井降水井参数为:间距16m、直径600 mm、预降水时间90 d.研究结果可为富水砂岩隧道的安全施工提供借鉴.

中风化泥质砂岩隧道“缓冲爆破+机械扩挖”施工技术分析

在中风化泥质砂岩层中进行隧道爆破开挖容易造成开挖轮廓线外围岩松动,出现超挖或塌方等工程事故。为降低爆破震动效应,改善开挖效果,以陇漳高速公路十里铺隧道开挖工程为例,通过多次现场试验,提出“缓冲爆破+机械扩挖”技术,并进行该技术的效果及效益分析。研究表明,“缓冲爆破+机械扩挖”技术能够实现中风化泥质砂岩隧道开挖高效、经济、安全。

某砂岩隧道在开挖过程中变形的数值模拟研究

以某砂岩隧道为背景,首先应用弹塑性理论对隧道开挖后围岩的变形屈服和拱顶及边墙的应力状态进行了分析,继而采用有限差分软件FLAC3D模拟了隧道开挖过程中围岩的位移及塑性变形情况。计算结果表明:该研究段隧道发生塑性屈服的临界深度为78.2m;当隧道开挖31m后,由于开挖卸荷作用使得原先储存在围岩内的大部分应力得以释放,此后围岩变形基本趋于稳定;该隧道在开挖过程中,边墙变形量最大,达到1.94mm,由于隧道在开挖过程中围岩的自稳作用,当开挖到一定时间后,围岩变形将趋于稳定;该隧道在开挖过程中,拱顶和底部以拉张破坏为主,边墙则产生剪切破坏。

软弱含水砂岩隧道CRD法施工支护变形及受力特性研究

软弱砂岩地层松散,自稳能力差,导致隧道施工极为困难,为研究交叉中隔墙法(Cross Diaphragm,CRD)施工的安全性并为类似工程提供参考,本文采用现场监测及数值模拟方法研究了弱胶结砂岩占比对初支变形与应力的影响,并分析了采用CRD法在弱胶结砂岩地层施工中的安全性.结果表明:隧道左右拱肩处压力值较大,设计中应重视侧压力系数的选取;开挖面为弱胶结砂岩时,初支变形与应力比开挖面为卵石砂土时增大20%~25%;隧道拱肩和拱脚水平收敛值较小,拱顶沉降和拱底隆起值较大,钢拱架内侧应力略大于外侧,但均小于规范规定的安全限值,说明采用CRD法在弱胶结砂岩地层进行隧道施工可以保证衬砌的安全性,研究结果可为类似工程中钢拱架的选型、布置以及支护时机等提供参考.

基于FLAC3D软件分析爆破施工对既有砂岩隧道的影响

为研究爆破施工对既有砂岩隧道的影响,依托广佛线地铁隧道,利用FLAC3D软件建立数值模型,模拟隧道爆破开挖对既有隧道的安全影响。研究结果表明:广佛线地铁隧道爆破施工引起邻近既有隧道拱底、拱顶监测点的最大振动速度分别为6.89 cm/s和7.14 cm/s,均小于15 cm/s的标准值;同时,爆破施工引起既有隧道拱底、拱顶监测点的最大沉降位移分别为6.0 mm、3.5 mm,亦均小于30 mm的警戒值。由此可知,该新建隧道爆破施工对邻近已建隧道的影响较小。

新近系富水砂岩隧道注浆加固圈厚度研究

新近系富水弱胶结砂岩地层隧道在施工过程会破坏围岩稳定,进而出现突水和涌沙病害,在砂岩地层进行注浆加固是保障隧道安全的关键。以宁夏中卫某富水砂岩隧道为依托,采用FLAC3D建立计算模型,探明不同注浆圈厚度对围岩的影响。结果表明:隧道注浆圈厚度为3m时,围岩累计周边收敛值和拱顶沉降值分别为35.3cm和30.9cm,满足设计允许变形值。随着注浆圈厚度的增加,注浆加固效率先增大后减小,但施工难度及工程投资显著增大。综合考虑隧道施工的安全性、简便性及经济性,当围岩含水率为塑限范围及以下时,建议注浆圈厚度为3m;当围岩含水率为塑限及液限范围之间时,建议注浆圈厚度为4m。研究结果可为富水砂岩隧道的结构设计和施工提供借鉴。

泥砂岩隧道明暗交接处大管棚支护技术

以某高速公路隧道为工程背景,探讨IV级泥砂岩为主的地质情况下的洞口安全施工方案,介绍大管棚设计参数,论述明暗交接处的大管棚支护技术,最后就施工控制要点和安全注意事项进行分析,可为类似工程提供参考。

基于冻融循环的砂岩隧道损伤特性研究

为了研究冻融循环对隧道围岩损伤特性,以青海省在建砂岩隧道为研究对象,开展不同冻融循环次数下砂岩物理力学特性及微观研究,分析了不同冻融次数不同围压下砂岩损伤特性的变化规律,并结合微观试验对结果进行说明。研究表明:冻融循环会使砂岩明显劣化,随着冻融循环次数的增加,砂岩的质量、波速、抗压强度、粘聚力、摩擦角及弹性模量呈递减趋势,砂岩孔隙增多,孔径增加,而围压可以抑制砂岩的劣化;通过数值模拟发现,冻融循环会使砂岩隧道产生一定的位移。研究结果对寒区砂岩隧道的施工、运营具有重要意义。

开挖掘进中粉砂岩隧道结晶机理分析及防治措施

隧道开挖后常常会出现结晶问题造成排水系统堵塞,隧道内局部水压过大,导致隧道变形甚至出现失稳。针对粉砂岩隧道开挖掘进过程中出现的结晶现象进行成因机理分析,通过进行水溶液、土体易溶盐、CO_(2)含量等参数的检测分析,结果认为:粉砂岩中结晶体的形成主要为土体中游离的HCO_(3)^(-)与钙离子结合形成CaCO_(3)过程,属于化学结晶。并根据结晶物成分提出相应的防治措施。

大断面砂岩隧道超、欠挖控制技术研究

在强、中风化砂岩地质中开挖隧道时,极易产生超、欠挖问题。因此,以广州市南山1号隧道大断面砂岩用钻爆法开挖工程为例,探究了超、欠挖的潜在影响因素;依据“弱爆破,少扰动”设计原则,结合实际动态调整方案,针对软弱断面提出了微震光面爆破技术,并针对台阶法施工提出了“光面爆破+预裂爆破”的设计方案,合理地控制了钻孔精度,优化了装药参数,将隧道超、欠挖控制在合理范围内。

泥质砂岩隧道开挖施工变形及受力分析

近年来,在高速公路隧道工程建设中,泥质砂岩地区修建的隧道面临着诸多技术难题。泥质砂岩山岭隧道由于其工程地质条件和水文地质条件的特殊性,隧道开挖后围岩破碎、自稳能力差,遇水时较容易失稳,所以分析清楚泥质砂岩隧道开挖时的变形和受力规律可以有效预防事故的发生。本论文依托大寨塬隧道,借助监控量测数据,通过对隧道拱顶沉降分析、隧道水平收敛分析、型钢钢架应力分析、二衬混凝土应力分析等,总结出相关规律,得到泥质砂岩隧道开挖施工变形及受力特点,方便超前做好大变形断面加固措施,提高工程的安全性。

砂岩地区隧道CD法施工要点与对策

在完整性较差的全风化—强风化浅埋砂岩隧道中,保证施工过程中隧道的稳定性具有重要的意义。本文以汕头至湛江高速公路清远至云浮段TJ2合同段金鸡山隧道为工程依托,采用数值模拟和理论分析的方法对CD法中各个开挖阶段隧道的变形进行分析,提出了CD法开挖控制性阶段。研究结果表明:(1)先开挖侧围岩的变形较小,竖直位移总体比水平位移大,拱顶位移小于拱底位移。(2)先导坑上台阶开挖对隧道的稳定性影响最大,隧底围岩承载力和临时支撑曲率对临时支撑的稳定性有着重要的作用.(3)通过对先导坑上台阶临时支撑的受力分析,得到了临时支撑竖向压力与曲率的关系,可根据基底承载力得到了最优临时支撑曲率。

粉细砂岩隧道浅埋段地表旋喷桩加固措施应用

咀头隧道进口DK82+666～DK83+270段,因此段隧道埋深浅且位于上第三系粉细砂岩与泥岩中,由于拱部砂岩成岩性差,胶结不良且含水,导致下部泥岩软化,初期支护已完段出现开裂下沉、向内挤压变形。为解决上诉问题以本座隧道为例,分析粉细砂岩隧道浅埋段地表旋喷桩加固措施的应用及效果。

双向四车道全风化砂岩公路隧道施工方案优化分析

依托云茂高速公路河南寨隧道工程,采用FLAC3D软件,研究了CD法、台阶法两种工况下隧道开挖施工诱发隧道围岩的变化规律及塑性区的分布特征,并结合实际工程地质特性及施工现场条件进行实时监测。

超浅埋偏压低含水率红砂岩段隧道施工技术

以薛家畔1号隧道进口端红砂岩隧道施工为背景,针对围岩自身特点和现场地形条件,从开挖掘进、超前支护、注浆加固等方面,制定了切实可行的施工方案,经实践证明,该方案有效地控制了围岩的沉降和收敛。

泥砂岩互层隧道围岩蠕变变形的有限元分析

随着我国高速公路隧道建设事业的迅速发展,越来越来的隧道开挖需要面临泥砂岩互层围岩蠕变变形过大的安全问题。基于贵州省望安高速公路河边隧道的工程概况,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了泥砂岩互层隧道围岩蠕变计算模型,得到了围岩蠕变30 d后的水平位移和竖向位移分布云图,给出了监测点水平位移和竖向位移随时间的变化曲线,分析了泥砂岩互层隧道围岩蠕变过程中水平位移和竖向位移的分布规律。计算结果表明,泥砂岩互层隧道围岩蠕变过程中拱顶沉降随时间增加的程度最显著,且预留变形量由拱顶沉降控制。

火灾温度变化对隧道砂岩结构影响试验研究

为研究火灾发生时温度变化对隧道围岩内部结构的影响,借助于压汞仪、SEM扫描电镜对砂岩内部结构变化规律进行了室内实验,并从微观结构学角度对其进行分析,研究表明:(1)高温后隧道砂岩围岩内部会产生裂纹,宽度均小于0.01μm;(2)随着火灾温度的升高,砂岩内部首先在孔喉狭窄处表现出黏土矿物膨胀脱水崩解现象,其后依次产生沿晶裂隙、岩桥裂纹、穿晶裂隙;(3)通过研究火灾温度发展岩石内部沿晶裂纹和岩桥裂纹产生规律发现:二类裂纹的阈值温度均为300℃,而穿晶裂纹产生的阈值温度为600℃,随温度升高穿晶裂纹逐步贯通。

特长砂岩地质隧道穿越断层的富水破碎带反坡排水施工技术研究

本文旨在研究特长砂岩地质隧道穿越断层的富水破碎带反坡排水施工技术。文章首先通过超前钻孔探测获得地质和地下水情况,然后通过超前注浆进行围岩堵水和加固,最后在开挖后设置泄水孔以实现地下水排放。文章还对CD法施工在破碎带地段的应用进行了讨论,并强调了及时封闭隧道初期支护和二次衬砌,以及加强隧道排水措施的重要性。这些研究结果为隧道施工中的地下水管理提供了新的视角和有效的解决策略。

桃树坪隧道、胡麻岭隧道第三系富水粉细砂层围岩含水率与稳定性关系浅析

文章通过对桃树坪隧道、胡麻岭隧道第三系富水粉细砂岩地层开挖后不降水、先开挖后降水、先降水后开挖三种情况下围岩含水率、围岩稳定性现场监测结果,分析得出围岩含水量变化规律和围岩稳定性与含水量之间的关系及其规律,为制定降水及开挖方案提供了重要依据。

冻融循环作用下隧道围岩单轴力学特性试验研究

针对冻融循环对隧道围岩力学特性的损伤问题,文章以中国沈阳在建地铁隧道砂岩为研究对象,采用MTS815.02多功能岩石力学试验分析系统对该隧道砂岩分别进行了不同冻融循环次数下的连续单轴压缩试验和连续单轴蠕变试验,分析了砂岩的各关键物理参数随冻融循环次数变化的规律。实验结果表明:冻融循环对砂岩产生了较为明显的劣化效应,随着冻融循环次数的逐渐增加,砂岩峰值强度、弹性模量均逐渐减小,峰值应变、泊松比逐渐增大。采用Origin软件对实验数据进行拟合发现,各参数与循环次数值之间均满足指数函数关系,即在相同冻融次数下,荷载水平越高,砂岩蠕变特性越显著,在第六级荷载水平下,冻融循环次数越多,砂岩破坏时的荷载水平越小,蠕变速率越小,破坏模式逐渐由脆性过渡到延性。