软岩隧道大变形研究现状及控制对策

基于既有研究成果,从围岩的变形特征、强度特性等方面总结了软岩的定义和分级方法,从围岩的矿物组成和力学机制等方面归纳了大变形的成因、分类和分级方案。结合大变形的影响因素阐述了软岩隧道大变形机理,归纳了基于弹塑性理论和回归分析的变形预测方法。从洞室开挖、支护施作、信息监测三个方面总结了软岩隧道大变形的控制对策,指出了当前软岩隧道大变形预测和支护中存在的问题及进一步研究方向。

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。

高地应力条件下控制软岩大变形隧道周边位移的施工工法研究

文章基于新建兰新第二双线铁路某隧道穿越高地应力条件下的软岩地段的工程实际,采用有限差分软件FLAC3D对该隧道施工拟采用的三台阶法、三台阶临时仰拱法和三台阶七步法等三种工法进行了动态开挖模拟。通过对各工法下隧道拱顶沉降和水平位移变化情况对比分析,结果表明在高地应力下,三台阶临时仰拱法能及时封闭成环,是最能控制软岩大变形隧道周边位移的施工工法。

高地应力软岩大变形隧道洞型及双层初期支护支护时机研究

为优化高地应力软岩隧道支护结构受力以及控制围岩变形,开展隧道洞型与双层初期支护支护时机研究。首先,通过现场监测数据分析高地应力软岩隧道单、双层初期支护的支护效果及围岩变形规律;然后,采用FLAC3D软件对比分析马蹄形(高跨比0.80)、类圆形(高跨比0.90)、圆形(高跨比1.00)3种洞型下以及第1层初期支护变形达300、350、400 mm时施作第2层初期支护时隧道的受力与变形情况。研究结果表明:(1)对于高地应力Ⅲ级大变形围岩2车道隧道,采用双层初期支护较单层初期支护虽有效控制了围岩变形,但在施工过程中仍出现了拱肩破坏、仰拱开裂等现象;(2)适当增大隧道高跨比可有效降低围岩变形与支护结构受力,高跨比为1.00时效果最好;(3)适当增大第1层初期支护的预留变形量,推迟第2层初期支护的支护时间,支护应力大幅降低,因此,建议第1层初期支护变形达400 mm时施作第2层初期支护。

深埋软岩隧道衬砌开裂原因分析及整治技术研究

针对深埋高地应力软岩大变形隧道支护开裂问题,以某铁路A工程为依托,分析了衬砌开裂的原因,结合现场实际条件提出相应的整治技术。研究表明,复杂地质构造及高地应力岩体流变等因素引发围岩挤压甚至松动变形是衬砌开裂的主要原因,采用围岩加固+拆换衬砌整治技术有效控制大变形及二次开裂问题,可保障隧道后期运营安全,为类似工程提供参考。

软岩大变形隧道马蹄形掘进机研发设想与展望

基于国内外大量高地应力软岩隧道工程案例和理论研究,分析掘进机在软岩地层施工的难点,对掘进机进行有针对性的研发设计,提出基于“应力释放”设计理念的“软马”掘进机和“半马”掘进机,以及基于“及时支护”理念的“外马”掘进机。结合掘进机开挖、支护、衬砌同步施工的特点,探索马蹄形掘进机关键技术及施工方案,吸收国内外软岩大变形地质隧道的施工经验,将先导螺旋开挖装置、拱架外置、盾体变径等技术应用于马蹄形掘进机的设计,预期可解决软岩大变形隧道施工中的问题。最后对全域软岩地质施工装备进行研发展望,概述基于“多地质适应性”理念的多功能、多模式马蹄形隧道掘进机等,以期对软岩大变形地质条件下掘进机工法建造隧道提供新的解决方案和思路。

软岩大变形隧道双层初支的施工工艺

云南昭乐高速公路黄连坪隧道项目在施工过程中发生了严重的围岩挤压变形,基于此分析施工现场情况,结合应力释放特点提出双层初支施工工艺,概述该工艺特点及原理,并重点针对其施工流程展开探讨,最后总结注意事项。工程实际表明,该工艺有效地控制了围岩变形。

软岩大变形隧道小净距段变形与受力分析

隧道工程是道路工程中的重要组成部分,隧道工程在施工建设过程中与地质和地形条件密切相关,当地质地形条件十分复杂时容易出现软岩小净距隧道的特殊结构形式。鉴于此,文章分析软岩大变形隧道小净距段变形和受力特征。

软岩大变形隧道--昌宁隧道实现全幅贯通

近日,云南省昌宁至保山高速公路昌宁隧道实现全幅贯通,建设团队成功攻克软岩大变形隧道施工国际性难题,在助力交通基础设施建设中展现了新作为。

公路隧道软岩大变形路段洞身施工技术探析

文中以某公路隧道工程K14+270~K16+485标段为依托,对项目软岩大变形路段洞身初期支护技术进行了分析,根据公路的实际现场条件计算支护参数,以确保公路隧道结构的稳固性。

浅析NPR预应力锚索在高地应力软岩大变形隧道的应用

传统的锚杆与钢拱架组合式支护因其经济实用、安全可靠、操作方便,在我国公路铁路隧道的初期支护中有着广泛的应用,其支护作用范围一般为3-5m,但对于地质构造复杂、围岩破碎风化严重、节理褶皱发育、地应力极高的木寨岭特长公路隧道,并不能很好的抑制变形,保证隧道后续衬砌施作净空。因此,引进了高预应力NPR锚索进行初期支护,通过前期试验,对比原设计及采用NPR锚索后初期支护变形收敛的数据,表明采用NPR预应力锚索-钢拱架喷锚支护体系可以有效控制隧道围岩初期支护大变形的发生,初支变形量从最大1958mm减小到255mm以内,很大程度避免了初期支护变形、侵限,频繁拆换拱引起的安全、进度隐患,支护效果显著。

高地应力软岩隧道双层初期支护围岩变形特征

为控制高地应力软岩隧道围岩变形,优化双层初期支护结构,以宁缠隧道为工程背景,通过数值模拟方法分析隧道在双层初期支护不同厚度组合和第二层支护不同施作时机下的变形情况,结合现场监测数据分析单、双层初期支护围岩变形特征,验证数值模拟的准确性。结果表明:在第一层初期支护层厚不大于0.04倍隧道跨径时,增大第一层初期支护厚度对控制隧道拱顶和拱腰变形均有较好的效果,但随着厚度增大,控制效果增强幅度逐渐减弱。第一、二层初期支护厚度比为0.8~2.7时,围岩变形量与厚度比符合指数函数关系。拱腰收敛比拱顶沉降对第二层初期支护施作时机更为敏感。第一、二层支护厚度分别取35 cm和20 cm能较好控制围岩变形,并保证现场的可操作性。下台阶开挖完成前属于围岩应力释放的集中期,开挖卸荷影响占变形主导地位;施作二次衬砌后,围岩流变占变形主导地位。

考虑流变效应的软岩大变形隧道多层支护作用机理分析

为了更好地描述软岩大变形隧道多层支护作用下围岩的流变特性,假定围岩本构模型为黏弹-塑性流变模型,塑性屈服准则选用Mohr-Coulomb屈服准则,将多层支护作用简化为分时分次施加不同大小的恒定支护力,推导多层支护作用下围岩位移的解析解。通过与有限差分数值解进行对比分析,得到两种方法的围岩位移随时间变化规律基本一致的结论,验证了解析解的合理性。通过具体算例,分析多层支护对围岩应力场、位移场的影响。研究结果表明:(1)隧道开挖同时施加的第一层支护力产生的围岩位移与围岩的黏弹-塑性效应有关,后续施加的支护力产生的位移增量仅与围岩的黏弹性效应有关;(2)随着时间的推移和多层支护作用下围岩洞壁支护反力的增加,围岩塑性区与黏弹性区交界面切向应力逐渐减小;(3)围岩径向位移从洞壁到围岩深处呈递减趋势分布,随着时间的增加,位移逐渐增大,直至变形稳定。

云南公路隧道建设成就与展望

为促进云南公路隧道工程建设中工程技术和创新成果的推广和应用,总结归纳30余年来云南公路隧道的建设成就,以芹菜塘、杨林、虎跳峡地下立交、富龙K15棚洞、老营及毛栗坡等典型隧道工程为例,阐述连拱及分岔隧道设计、软岩大变形隧道设计、高地震烈度隧道结构设计、半暗挖棚洞设计、超大断面隧道设计等技术的最新创新成果及研究进展,回顾云南公路隧道施工技术的发展历程,同时对近年来云南公路隧道施工理念、工艺工法的创新与发展进行论述。基于云南公路隧道发展现状,针对建设、养护及运维中亟待解决的技术难题,指出云南公路隧道在隧道钻爆法不良地质处治和机械化施工、TBM/盾构工法应用、信息化与智能化技术应用、预防性养护与装备技术等方面存在的不足,提出应重视隧道检测、加强隧道科学养护和运营管理、延长使用寿命、提高服务水平的建议。

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。

云南省“筑精品铁路 当跨越先锋”铁路建设劳动竞赛2021年度表扬暨2022年度启动活动在香格里拉举行

由中铁十六局集团承建的滇藏铁路丽香段最后一座隧道——哈巴雪山隧道于7月26日安全贯通,该隧道被国内院士专家定义为“国内最难、世界罕见”的软岩大变形隧道。滇藏铁路丽香段建成通车后,将结束我省迪庆藏族自治州不通铁路的历史,由丽江至香格里拉仅需1.5小时。