高地应力软岩隧道超前导洞扩挖施工过程受力变形分析

超前导洞法是开挖隧道前在所在断面提前施作小导洞从而释放应力的一种方法。本文研究导洞完成后圆孔扩挖过程中隧道内各层支护的受力变形。以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段为研究对象,从实际工程布设测点获取数据,进行超前导洞应力释放效果分析、圆形扩挖施工各层变形分析、圆形扩挖先后行隧道施工相互影响分析,以及长锚杆和锚索受力变形分析。结果表明,超前导洞法对围岩应力和变形速率有一定控制作用;三层支护仍不足以长期控制变形发展,“三层初支+径向注浆+长锚杆+长锚索”支护系统施作完成后,满足设计施作第四层钢筋混凝土衬砌条件;木寨岭岭脊段在相同施工及支护参数条件下,施工的先后对变形的影响很小,地质条件是影响变形的主因;长锚杆形成系统承载后,整体受力明显减小,而锚索张拉后,短期锚固效果不明显。

极高地应力软岩隧道超前导洞应力释放及多层支护变形控制技术

为了解决极高地应力软岩隧道大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊核心段施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下主要结论:1)提出了"先放后抗,抗放结合,锚固加强"的变形控制理念;2)得出了该隧道岭脊核心段"超前导洞应力释放+圆形4层支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)超前导洞应力释放效果明显,正洞累计变形减小幅度约为34%;4)得到了圆形多层支护结构变形规律;5)累计变形均控制在设计预留变形量内,保证了该隧道岭脊核心段大变形控制效果。

高地应力软岩隧道超前导洞法施工围岩变形预释放规律分析

为解决高地应力软岩隧道大变形问题,在正洞开挖前先开挖超前导洞,通过超前导洞的位移释放部分初始应力,从而减少正洞扩挖后的支护变形和降低作用在支护结构上的压力。本文引入释放率概念,通过对超前导洞的不同尺寸、位置等条件下围岩变形预释放规律的数值分析和研究,提出了具有较好释放效果的合理参数组合。

软岩隧道超前导洞应力释放力学机制及适用性

为研究软岩隧道超前导洞的适用性,基于经典弹塑性理论,建立深埋软岩隧道超前导洞法开挖应力释放的力学模型,采用2阶段的方法推导考虑超前导洞应力释放的隧道开挖弹塑性解。定义围岩应力释放比来反映应力释放的效果,并研究不同地应力、围岩弹性模量、强度等条件下超前导洞开挖半径对应力释放效果的影响。结果表明:通过施作超前导洞可以降低作用在支护结构上的围岩压力,尤其是在高地应力环境或围岩较软弱的条件下,采用超前导洞法进行应力释放效果更加明显。但导洞半径并非越大越好,现场试验表明:对于3车道大断面软岩隧道,导洞断面太大对隧道围岩的稳定不利。隧道施工中,应在保障围岩稳定的前提下进行应力释放,做到初期支护尽早封闭成环,实现隧道安全快速施工。

软岩隧道的超前导洞施工位置优化数值分析

采用数值软件FLAC 3D建立了不同超前导洞位置工况的计算模型,计算了在不同布置形式下围岩位移、应力特征和支护结构受力响应。导洞的位置分别设置在正洞左右两侧、上下两侧以及正洞中央。对比分析了超前导洞位置对控制软岩隧道变形的有效性。结果表明超前导洞应力释放效果与导洞布设位置有关,当导洞位于正洞外侧时,若导洞与正洞距离较近会影响正洞的稳定性,需要对导洞与正洞之间的围岩进行加固。若导洞与正洞距离较远,应力释放效果不佳。因此,建议超前导洞设置在正洞中央。导洞设置在正洞断面中央对变形控制效果最佳,更利于围岩的应力释放。"边让边抗"的支护方法可以控制围岩塑性区的发展。

某隧洞超前导洞开挖对围岩稳定及衬砌安全影响分析

文章以某隧洞为例,采用有限差分数值模拟软件FLAC3D建立三维数值模型,模拟了超前导洞法4种不同扩挖方法引起的围岩变形、围岩塑性区及支护结构受力特征响应。结果表明:超前导洞法施工扩挖方法对隧洞围岩稳定影响较大,分步扩挖明显比全断面扩挖更适用于超前导洞法隧洞施工。相比于其他2种分步扩挖形式,方案二隧洞围岩稳定产生的影响最小,衬砌结构更安全,更适用于超前导洞法隧洞施工。研究成果可为类似工程的设计和施工提供借鉴。

高应力软岩隧道超前导洞法应力释放试验研究

隧道穿越高地应力软弱围岩时，常常发生大变形地质灾害。隧道大变形灾害危害程度极大，主要表现为处理风险大、整治费用高、工期被延误。预防和治理高应力软岩隧道大变形是隧道工程界的一个重难问题。文章通过在兰渝铁路木寨岭隧道和毛羽山隧道进行超前导洞应力释放试验，得出了超前导洞法应力释放对大变形的控制作用。试验结果表明，在隧道内设置的超前导洞与隧道拱顶及边墙距离约3m左右时，超前导洞一般在3～7d内达到应力释放效果；与不采用超前导洞法相比，正洞扩挖时变形量可减少约30％～40％。

高地应力软岩隧道超前导洞位置优化研究

以兰渝铁路毛羽山隧道为工程背景,利用数值模拟分析研究方法,优化研究超前导洞位于正洞的合理位置。通过建立超前导洞在不同位置的数值模型,从导洞开挖时的围岩变形情况、正洞扩挖后围岩变形情况及应力释放率三方面进行对比分析,研究了超前导洞位置对围岩变形的影响规律,确定了最优的超前导洞位置,以便结合监控量测数据指导高地应力软岩隧道施工。

超前导洞不同扩建方案对隧道稳定性的影响研究

利用圆形超前导洞经扩建形成隧道断面,运用FLAC有限差分软件进行建模分析,研究超前导洞经不同方案扩建成隧道后的围岩稳定性是否存在着差异,对水平位移、竖向位移及塑性区三方面内容进行研究,结果表明:两台阶扩建方案优于全断面扩建;超前导洞扩建成隧道施工过程中,拱脚围岩存在局部失稳风险;台阶法扩建更加有利于支护结构受力。

高地应力软岩隧道超前导洞施工

施作超前导洞进行应力释放是解决高地应力软岩隧道大变形的重要方法之一。结合兰渝铁路木寨岭隧道工程实例,对高地应力软岩隧道超前导洞综合施工技术进行了研究和阐述,以期能为今后同类工程超前导洞施工提供参考和借鉴。

超前导洞孤石处理方法在盾构掘进中的应用

总结了常见的孤石类型和处理方法,结合城际铁路盾构掘进中遇到的孤石处理问题,根据施工现场的复杂条件,因地制宜地提出一种采用超前导洞注浆加固处理孤石方法,可作为类似工程的借鉴和参考。

超前导洞孤石处理方法在盾构掘进中的应用

复合地层盾构掘进中极易遇到孤石,如不及时处理会造成刀盘磨损以及盾构机偏离轴线等问题。文章总结了常见的孤石类型和处理方法,结合城际铁路盾构掘进中遇到的孤石处理问题,根据施工现场的复杂条件因地制宜地提出一种采用超前导洞注浆加固处理孤石方法,可作为类似工程的借鉴和参考。

浅谈不良地质隧洞超前导洞施工方法

大跨度隧道工程开挖施工常常遇到地质差、围岩节理发育、岩层倾角小等不同的地质问题,根据实际不同的地质情况采用超前导洞开挖是一种能保证进度、防止坍塌和有效的保证施工安全的施工方法。

隧道超前导洞开挖与新型爆破技术的应用

采用超前导洞扩挖技术可以解决硬岩隧道非爆开挖的技术难题,完善多种开挖方法及设备配套组合,有效提高施工进度,形成成套的施工方法、工艺流程、控制标准,从而为项目履约和成本控制提供技术支持。

梅底2#引水隧洞控制超欠挖的主要措施

以梅底 2 # 引水隧洞工程为例 ,从提高施工工艺、操作精度和改进施工方法的角度 ,介绍控制超欠挖的经验和措施。

采用小直径TBM进行长大隧道导洞施工的讨论

介绍采用小直径开敞式TBM进行超前平导施工的意义、目的和国外采用小直径TBM进行超前导洞施工的实例;分析国内采用小直径开敞式TBM进行超前导洞施工的可行性;总结进行超前导洞施工时选择开敞式TBM的考虑因素。得出以下结论:利用小直径开敞式TBM进行长大隧道超前导洞施工,符合国家对基本建设的环保和安全的要求;当前的综合国力和施工技术水平也具备了相应的条件;选择小直径TBM时应考虑其特点,并满足"快速掘进、探明地质、支持正洞"的要求。

大断面粉砂土隧道出洞施工技术

对于单口掘进的中、短隧道,安全出洞是实现整座隧道顺利贯通的关键工序。大西客运专线下白隧道、朱家山隧道洞口端河沟深切、地质条件差,如采用单侧掘进贯通的施工方法,易引发边坡失稳及工程性滑塌、坍塌,同时可能产生冒顶,安全风险大。从出口端开辟工作面,需另外增加空压机、发电机等大型设备,投入较高,耗时长。施工中通过采用上台阶超前导洞出洞,从出口端反掘贯通的施工方案,成功解决了隧道出洞难题,取得了显著的经济效益和社会效益,颇值类似工程借鉴。

小断面长隧洞开挖施工技术

某引水隧洞宽×高为4 5m×4m,开挖断面16 3m2,最大单头掘进长度为2880m,采用超前导洞、光面爆破、全断面跟进方法掘进施工,P—60B电动扒碴机装碴,采用K8—6电平车牵引STB—8梭式矿车出碴,效率甚高,对该隧洞开挖及出碴方法作了详细论述。