陡倾岩层地层隧洞变形影响研究

针对陡倾岩层的隧洞岩层可能会发生滑移等破坏,并产生大量的松动压力,导致围岩掉块或坍塌的情况,结合新疆某水利隧洞工程,通过理论分析研究陡倾岩层隧洞变形机理,结合数值模拟探讨岩层不同倾角对围岩变形和塑性区体积造成的影响,研究结果表明,岩层倾角几乎与最大变形方向垂直,这表示隧洞的垂直变形受到岩层倾角的严重影响;而岩层的倾角对隧洞的平行变形影响较小.随着岩层倾角的不断增大,围岩塑性区主要以剪切破坏为主,抗拉破坏影响很小,该研究成果可为隧洞类似工程案例提供参考.

胜利村隧道陡倾岩层挤压大变形控制及支护技术研究

高地应力软岩是我国西部山区隧道建设过程中一种常见的不良地质,该类地层由于受较高地应力和特殊围岩力学特性的共同影响,在隧道施工过程中极易出现大变形灾害。系统总结目前国内外大变形隧道的处治思路和方法,并以乐汉高速胜利村隧道变形段为工程依托,根据结构变形破坏特征、地质条件、监测数据等,分析大变形原因,并提出胜利村隧道陡倾岩层挤压大变形处治原则和具体措施。研究结果表明:1)胜利村隧道发生大变形主要是构造应力、围岩软弱破碎、岩层倾角、隧道走向、地下水等因素共同作用导致的;2)陡倾岩层变形破坏具有明显的非对称性和不均匀性,拱腰处易发生弯折内鼓,水平收敛显著大于拱顶沉降,并具有长期蠕变特性;3)根据“放抗结合”的大变形处治思想,“一次开挖、多次支护、释放变形、加固围岩、加强结构”措施在现场对围岩变形取得了良好控制效果。

陡倾岩层隧道开挖力学特性研究

陡倾岩层隧道由于层状结构的存在,在开挖过程中,围岩的破坏机理与方式、围岩与结构的变形、受力等特征明显不同于其它岩体隧道。本文在陡倾岩层隧道开挖破坏机理探讨的基础上,通过三维数值模拟,对不同陡倾角条件下围岩与结构的变形、受力特征进行了计算,分析了隧道开挖力学特性与倾角的关系,提出了陡倾岩层隧道设计施工建议。计算结果表明:倾角越大,隧道发生顺层滑移破坏的概率越大,地表沉降、拱顶位移、围岩主应力随倾角的增大而增大,但拱脚位移、围岩剪应力、喷射混凝土内力与倾角并非一致性关系。

陡倾岩层中浅埋暗挖车站设计与安全性分析

以重庆地铁某暗挖地铁车站为研究对象,通过陡倾岩层地质条件的定性与定量分析,从施工工法、支护参数以及工艺控制等方面采取综合控制措施,并将理论分析与监测数据相结合,全面论证了各阶段车站的安全性,其方法可行、结论可靠,对类似工程的设计、施工具有一定的参考意义。研究结论表明:变大跨为小跨的思路,有效缩小楔形岩体体量;适当加大初期支护厚度,局部增设长系统锚杆,形成组合梁结构,提高了支护体系的前期刚度;通过工艺控制,减少层面摩擦力、黏聚力损失,充分发挥了围岩自身承载力。

陡倾岩层双洞四线暗挖车站结构设计研究

研究目的:重庆轨道交通环线涂山站为陡倾岩层中双洞四线大跨暗挖车站,单洞开挖跨度为21.6 m,双洞净距19.7 m,所处岩层中斜层理和交错层理较发育,贯通性好,层面结合处岩体破碎,结合较差。本文采用Unwedge软件进行地下洞室开挖稳定性定性分析,并采用MIDAS/GTS进行三维施工过程模拟,以研究隧道合理支护参数和施工步序。研究结论:(1)根据分析结果,建议左、右洞一次拆撑长度分别不超过6 m和9 m;(2)在结构面顺层滑动的迎压侧墙及拱顶处增设中空锚杆大角度穿过结构面注浆加固;(3)施工过程中应加强偏压和迎压侧墙背部的围岩压力监测;(4)支护设计和结构计算应充分考虑偏压的不利影响;(5)本研究成果对于陡倾岩层中类似暗挖隧道的设计施工有一定的参考价值和借鉴意义。

陡倾岩层中公路隧道变形影响分析

在陡倾岩层中存在的主要工程问题为陡倾地质构造带来的围岩大变形,其对地下工程设计和施工带来了巨大不便。基于重庆某高速公路隧道工程,主要对陡倾岩层中隧道变形影响进行研究,详细分析了地层倾角、岩层厚度、岩性和界面参数等因素对隧道变形的影响,并得出了相关结论。

陡倾岩层边坡变形破坏模式分析

陡倾岩层边坡是重庆工程建设中经常遇到的边坡结构类型,受地形地貌、地质特征、降雨等多种因素影响,往往会因对其灾变破坏形式认识不足而导致防护工程失效。该文依托重庆地区典型的陡倾岩层边坡实例进行分析,结合陡倾岩层边坡的工程特征对其进行分类,以分析其稳定性影响因素,并揭示其破坏模式,可为类似工程提供参考。

乌东德水电站左岸地下电站小夹角陡倾岩层主厂房开挖支护技术

从地下厂房布置与地质条件的关系出发,阐述了地下厂房的开挖、支护施工技术与成效,重点研究小夹角陡倾岩层下开挖分层与爆破方式优化、仰角锚索施工技术创新、直立隔墙对穿锚固技术优化、直立高边墙挖空率与围岩稳定的关系等问题,运用数据统计对比进行了分析。本文提出的优化创新技术对土建工程洞室布置、开挖与支护技术应用具有一定的参考价值。

陡倾岩层深埋地铁车站3台阶开挖可行性分析

岩石地层中的地铁车站施工多采用双侧壁导坑法,工程实践中发现深埋地铁车站局部地段有采用3台阶法施工的案例。以陡倾岩层某深埋地铁车站为例,采用三维有限元数值模拟方法,从围岩变形、应力特征及塑性区分布特征三个方面,对车站采用3台阶开挖过程中的车站围岩应力应变特征随时间和空间的变化规律进行研究。有限元分析表明:岩石地层深埋地铁车站围岩的位移、应力大小及塑性区范围可以满足稳定和安全要求,且表现出明显的非对称性,在砂质泥岩–砂岩接触面两侧出现明显的位移错动;对研究断面影响较大的位置,基本上位于断面前后3个施工步(6.0 m)内。在车站施工过程中要注意岩层层面对围岩稳定性的影响,加强顺倾侧的监测和支护。

陡倾层状斜向岩层视向溃屈机制力学分析——以陕西山阳滑坡为例

以陕西山阳滑坡为例,分析了陡倾层状斜向岩层岩质滑坡的视向滑动特征、滑移—溃屈破坏模式与机制。基于梁板理论、层状板裂结构岩体弯曲—溃屈破坏的力学模型在考虑自重、地下水静水压力作用及斜倾层状山体视向滑动侧向摩阻力作用的影响下,采用岩体结构力学分析的方法建立了相应的力学模型;经过力学分析,推导出基于斜坡自重、地下水静水压力与侧向摩阻力作用下的陡倾层状斜向岩层斜坡溃屈段长度条件方程。为验证条件方程的正确性,以山阳滑坡为例进行了验算,最后得出与实际调查较一致的结果,为防御陡倾层状斜向岩层斜坡产生视向溃屈破坏提供依据。

挤压陡倾千枚岩地层小净距隧道大变形研究

为了探明小净距隧道穿越挤压性软岩地层的大变形机制,提出相应的大变形控制技术,本文采用理论分析、数值计算、现场试验等手段对这种隧道大变形的影响因素、围岩变形规律、支护受力特征等进行研究,得出主要结论如下:(1)高构造应力、陡倾围岩产状、低围岩强度、近接施工扰动等多因素的耦合作用,导致了该隧道大变形的发生;(2)后行隧道对先行隧道的卸荷扰动,一方面使先行隧道承受偏压荷载,另一方面使先行隧道中岩柱侧围岩向洞外产生弯曲破坏,主要表现在先行隧道中岩柱侧边墙位移的减小、初期支护拱部受力状态的转变、二次衬砌拱部和仰拱拉应力的增大;(3)根据围岩变形和支护受力情况,按近接施工影响程度对小净距隧道进行分区,并以此作为控制措施动态调整和工程类比的依据;(4)严格控制施工工序,避免先行隧道二次衬砌端头处于后行隧道开挖作业面之内,并根据应力分布特征调整隧道断面形状,根据岩体产状特征调整锚杆角度,根据近接扰动情况对中岩柱进行保护与加固。

乌东德左岸地下厂房洞室群施工期围岩变形特征及反馈分析

对陡倾层状岩层中乌东德水电站左岸地下厂房洞室群施工期围岩变形特征和支护体系受力进行分析,以主厂房为重点,采用现场原位监测、地质调查、数值仿真反馈等多手段研究岩体结构及岩性差异对巨型洞室围岩变形及松弛影响,分析变形随开挖时空变化规律、浅层锚杆与深层锚索对岩体结构控制效应。研究结果表明,地下厂房围岩位移为0~40 mm,位移较大部位出现在主厂房上游边墙中部、B类角砾岩区域以及'小夹角'部位;开挖揭露量级较大部位主要受岩体结构面及角砾岩岩性控制,结构面对施工爆破开挖敏感,施工期洞室最大位移达到65 mm,深部结构面张开位移是该部位主要位移;锚索(杆)支护起到了很好的控制作用。位移主要发生在开挖施工期,且随着开挖过程表现出台阶型特征,时效性特征不明显,洞室群总体稳定较好,支护系统处于正常工作状态。

乌东德右岸地下电站主厂房开挖变形及处理

乌东德水电站主厂房具有大跨度、高边墙、陡倾岩层的特点,在右岸主厂房进行第Ⅵ层开挖时,#7~#8机组段上游边墙以及#9~#10机组段下游拱座部位围岩出现持续较大变形现象,#9~#10机下游拱座同时出现喷混凝土裂缝、掉块现象,经针对性加固处理及调整施工程序,变形已收敛;在进行#8机窝与尾水支管贯通期间,#9~#10机组下游拱座部位第二次出现喷混凝土开裂及掉块现象,通过扩大加固范围,第二次变形得到控制,后续机窝顺利完成开挖。通过总结乌东德右岸主厂房开挖变形过程及处理措施,为类似工程提供经验参考。