爆破作用下隧道支护结构振动安全控制技术研究

隧道开挖采用钻爆法具有经济高效的特点。随着交通的快速发展,新建隧道断面越来越大,掏槽段起爆药量增加,爆破作用下隧道支护结构的振动显著。爆破振动传播规律、支护结构振动响应特性和振动安全控制是隧道爆破安全高效施工的热点研究问题。依托瑶里隧道开展支护结构现场爆破振动监测试验,分析掏槽爆破作用下大断面隧道支护结构的振动响应特征,优化掏槽爆破参数,提出安全合理的振速阈值,研究支护结构振动安全控制技术和高效穿越的爆破开挖方法,以指导现场工程应用。

隧道支护结构设计与施工工艺流程研究

对随着城市化进程的不断推进,地下工程建设需求不断增加,其中隧道作为重要的交通和基础设施建筑,在建设过程中对支护结构提出了更高的要求。本文以新型隧道支护结构施工优化技术为研究对象,结合现有研究成果和实际案例,通过分析隧道支护结构的概况、施工工艺流程、施工参数优化、监测与质量控制等方面,提出一套系统的优化技术方案。通过案例分析验证了该技术方案的可行性和有效性。本研究旨在为隧道支护结构施工提供指导和优化思路,促进隧道工程建设的高效、安全和可持续发展。

隧道围岩与支护结构变形协调控制机理及工程应用

为解决高应力下隧道岩爆以及软岩大变形控制难题,本文从隧道围岩荷载与支护平衡、变形协调控制及围岩能量守恒三方面进一步分析地下工程平衡稳定方法的特点;根据不同围岩级别总结地下工程平衡稳定方法中隧道支护结构抗力与围岩变形特征曲线,并提出隧道围岩支护的施工建议;通过分析围岩与支护结构有效荷载传递规律与功能转换特征,揭示围岩平衡与支护结构变形协调控制机理,并结合高应变吸能层材料设计一种表征为“吸能让压支承抗压”的一体化新型隧道围岩支护工艺。通过工程应用表明,基于新型支护工艺在岩爆、软岩大变形隧道中围岩压力降低28.09%,保障了隧道安全高效施工。

黄土区毗邻风道初期支护结构PBA洞群暗挖施工安全控制研究

西安地铁2号线何家营车站采用PBA洞桩法暗挖施工,存在工序转换频繁、工期紧、洞群与风道等多种空间交叉结构施工作业等特点,潜在风险较大。基于前期变形监测验证的三维有限元力学计算模型,考虑竖井、风道施工路径效应,开展黄土区毗邻风道初期支护结构PBA洞群暗挖施工安全控制研究。研究结果表明,洞群施工诱发风道初期支护结构弯矩增量较小、轴力增量较大;自下1-C导洞施工至风道阶段开始,风道格栅拱架-喷射混凝土支护结构安全系数已不满足规范限值要求;风道格栅拱架-喷射混凝土支护结构及地表最大变形值均满足监测控制要求。为确保洞群安全施工,建议下1-C、下2-C、上2、上3导洞施工安全距离控制在距风道初期支护结构10.0m,并进行掌子面封堵,待风道二次衬砌施作后可贯通施工,其余导洞可先行施工至风道。

极高地应力软岩隧道贯通段变形控制方案研究——以兰渝铁路木寨岭隧道为例

为了解决极高地应力软岩隧道越岭核心贯通段大变形控制难题,以兰渝铁路木寨岭隧道施工为例,通过现场试验和数据分析,得到如下结论:1)确定了越岭核心贯通段的长度;2)提出了越岭核心贯通段"4层初期支护结构+径向注浆+长锚杆+长锚索"综合变形控制方案;3)得到了贯通段多层初期支护结构变形控制效果;4)说明贯通段施工及变形控制方案可行。

柿子园隧道进口初支侵限变形分析及控制措施

隧道在穿越断层地带时由高地应力引起的支护结构变形侵限问题是隧道建设施工中难点。详述了柿子园隧道进口D2K77+075～D2K77+170里程范围内初期支护变形侵限段情况,在分析该里程段变形原因的基础上,提出了变形控制措施,保证了支护结构的质量和安全,为隧道等地下工程建设提供了技术支撑和工程典范。

浅埋大断面富水软弱黄土隧道变形控制技术及措施

浅埋大断面富水黄土隧道在施工过程中普遍存在围岩渗水量较大,流塑性明显,容易坍塌掉块,围岩变形严重,裂隙广泛发育等诸多弊端。为防止浅埋大断面黄土隧道变形失稳,以银西铁路贾家湾隧道出口浅埋段为研究对象,从黄土隧道围岩自身特点、施工方法和涌水三方面因素分析围岩变形的原因,采用支护结构封闭成环技术、防排水施工技术、塌方预防措施及围岩监控对比分析,确保了贾家湾隧道出口富水段隧道的正常施工,可在同类型隧道中推广应用。

超大断面隧道初期支护承载力学特性及形变研究

为解决超大断面隧道建设过程中,巨大的隧道横截面所带来的应力总是会超出初期支护承载力上限的问题,文章结合超大断面隧道工程概况,介绍了初期支护材料本构关系及材料参数,构建了初期支护承载力的计算模型,得到钢架数值计算的等效公式,同时分析了初期支护结构的安全性能,并通过初期支护承载力学特性研究得到超大断面隧道在初期支护阶段的形变规律。

高地应力条件下花岗岩蚀变带隧道大变形施工控制技术

拉林铁路藏噶隧道洞身穿越蚀变花岗岩地层,受花岗岩蚀变和构造残余应力影响,在施工过程中,围岩变形量大、变形速率快、持续时间长。文章根据现场变形数据、应力测试结果分析,采用优化隧道结构断面形式、长短锚杆结合、稳定掌子面、强化支护结构等综合措施,有效抑制了围岩大变形,保障了现场施工安全,探索总结出了高地应力条件下花岗岩蚀变带隧道大变形的施工控制方法及安全保障措施。

铁路桥梁路基隧道关键工序监控技术研究

研究目的:依托于铁路工程管理平台,开展对铁路桥梁预应力梁张拉质量、路基压实质量、隧道支护结构质量的自动监控技术研究,调研目前的监控方法存在的问题并提出解决问题的技术方案。采用当今先进和成熟的计算机开发技术和面向对象模块化设计思路,研究桥梁预应力自动张拉系统、路基连续压实检测系统、隧道衬砌混凝土灌注密实监测系统,以及相应的信息上传、展示平台,实现路桥隧关键工序的信息化施工控制与远程管理。研究结论:(1)研发桥梁预应力自动张拉系统,并通过了现场试验验证,验证结果表明该系统工作性能稳定,能实现张拉、静停、锚固阶段全过程自动平衡张拉,张拉两端不平衡力小于控制张拉力的1%,张拉力的控制精度在0.5%以内,张拉数据可远程传输至信息管理平台并实时展示;(2)研发路基连续压实检测系统,并通过了现场试验验证,验证结果表明该系统工作性能稳定可靠,能随压路机行驶自动检测整个路基面压实质量,检测结果可以在现场显示终端和网络平台上实时显示,其检测结果与常规压实指标相关系数大于0.7,满足相关技术规程要求;(3)提出了隧道衬砌混凝土灌注密实监测系统的技术方案与系统设计,该方案经论证是可行的;(4)这三个系统可应用于铁路施工质量控制及信息化领域。

分层倾斜岩土大断面隧道新型让压支护结构支护效果:以兰州白塔山隧道为例

为解决分层岩土地层隧道中出现的应力及变形分布不协调的问题,提出了一种针对分层岩土地层的新型支护结构,并构建了常规支护结构和新型让压支护结构的数值计算模型,对两种支护结构的支护效果进行了对比研究。结果表明:不同地层中围岩压力变化均表现为快速增长-缓慢增长-趋于稳定3个变化阶段,最终围压和变形分布均呈现出“黄土侧大,岩石侧小”的分布形态;新型让压支护结构减弱了围岩位移分布向黄土侧偏移的效果,上部导坑的围岩竖向位移和水平位移也均小于常规支护结构;新型让压支护结构拱架受力和变形整体小于常规支护结构,且降低了两侧导坑的变形差异,而缓冲让压结构的设置使分层岩土界面处支护结构受力和变形减小,实现了缓冲让压支护效果。总体上,新型让压支护结构在分层岩土地层隧道中具有良好的支护效果。

黄土隧道三台阶施工预制临时仰拱技术及应用研究

为解决隧道临时支护结构施作耗时长、拆除后难以利用的难题,提出一种可重复使用的预制临时仰拱设计与施工方案,并在黄土隧道三台阶七步法中进行应用试验。通过对比现场光纤光栅传感器测试数据和数值模拟结果,对预制临时仰拱实施效果进行研究。研究结果表明:1)预制临时仰拱制作简单、拼装快速并可重复应用,可在大断面隧道三台阶临时仰拱七步施工方法中快速形成临时仰拱,使中台阶开挖后初期支护体系临时封闭成环;2)与传统三台阶七步开挖施工方案相比,采用"三台阶七步开挖+预制临时仰拱"方法可以有效改善大断面黄土隧道施工中初期支护结构受力与变形,其中初期支护结构最大主应变降低约72%,拱顶沉降降低约78%;3)设置预制临时仰拱使中台阶封闭成环,可以很好的改善初期支护结构与围岩的相互作用性能,有效减小隧道开挖后围岩塑性变形范围,保证隧道施工安全。