风险评估在神木一号风积沙隧道中的应用研究

基于层次分析法、专家调查法和模糊评价法,对风积沙隧道塌方风险源因素进行识别,提出了工程地质因素、水文地质因素和施工设计因素三大类风险源。分析了各类风险源下具体风险因素的权重以及评价集,结合神木一号风积沙隧道的具体特点,对其塌方风险进行了评价。研究表明:影响风积沙隧道塌方风险的主要因素是施工设计因素,而施工设计因素中,超前支护类型这一二级风险因素又是风积沙隧道塌方与否的决定性条件。

考虑相对密实度的风积沙隧道围岩稳定性分析

为提高风积沙隧道施工安全性,以蒙华铁路王家湾隧道为依托开展施工模拟,探讨围岩稳定性变化规律.通过现场取土开展室内试验,得到围岩物理力学特性,并基于砂性围岩较强的非连续性,采用离散元软件进行不同相对密实度风积沙隧道施工过程模拟,对围岩应力动态变化及松动区发展进行监测分析.结果表明:在风积沙隧道开挖过程中掌子面前方围岩先行位移的发生范围与围岩相对密实度呈正相关,拱顶上方受扰动范围与围岩相对密实度呈负相关;在密实风积沙隧道中易出现掌子面挤出现象,而松散地层中发生顶部塌方灾害的风险较高;风积沙隧道开挖主要对掌子面前方2/3D~D、洞周及洞室上方0.5D~D内的围岩产生扰动;在相对密实度(Dr)为0.5和0.7的围岩条件下,围岩破坏模式与《铁路隧道设计规范》(TB 10003—2016)采用的破坏模式基本一致,Dr=0.9时围岩失稳形态大致呈椭球状.风积沙隧道围岩稳定性与其密实程度关系密切,细观颗粒的紧密结合能够有效抵抗外力作用,从而表现为宏观结构的稳定,地层稳定性随相对密实度的增大而提高.

包西铁路风积沙隧道成洞技术

包西铁路为200 km/h双线电气化铁路,沿线大部分为风积沙地层,地表起伏不大,隧道工程基本为浅埋,地质条件较差,特别是洞口段均位于风积沙内,无自稳能力。通过采取合理的施工方法、支护措施、工艺控制顺利成洞,取得了较好的效果。

不同工法下风积沙隧道破坏形态的对比分析研究

风积沙地层具有结构松散、黏聚力低、抗剪强度低、颗粒单一、无自稳力等特点,在外力作用下极易破碎和松散,在该地层开挖隧道极易引起围岩破损、坍塌。因此,风积沙地层中隧道通常会考虑特殊的施工方式和预加固措施。依托某风积沙隧道,通过颗粒流理论分别对无预加固措施下二台阶和CD法开后下风积沙隧道的围岩变形、破损状态,并通过对比围岩应力变化、变形形态得到两种工法下隧道破坏形式的区别。

基于离散元理论的风积沙隧道无加固措施时隧洞破损状态模拟

依托青海省茶卡至格尔木段公路改扩建工程脱土山隧道工程,利用离散元软件UDEC对无任何加固措施下风积沙地层中开挖隧道后围岩的变形、破坏状态进行模拟。

浅谈风积沙隧道拱顶竖向旋喷桩超前加固质量控制

通过在茶格高速公路脱土山隧道旋喷桩施工中的实践研究,从桩底标高、桩径、桩体有效咬合、桩体强度4个方面,对风积沙段隧道暗洞段超前竖向旋喷桩的施工质量进行了控制,并制定了合理的风积沙区段竖向旋喷桩地表加固突发问题的处理措施,可为以后有相同或相似工程施工提供参考.

旋喷桩在风积沙隧道中的应用

本文重点介绍水平与竖直旋喷桩组合施工技术。

骆驼场风积沙隧道超前支护分析研究

结合骆驼场风积沙隧道施工,基于建立的有限差分模型,对大管棚施工及超前小导管支护进行了系统的数值分析,并与现场监测结果进行了对比研究。结果表明,建立的模型可靠;计算的隧道超前支护结果为隧道的顺利施工提供了有力的理论指导,大大保证隧道施工安全及工程质量。

颗粒流理论在风积沙隧道围岩变形动态模拟中的应用

风积沙地层具有结构松散、颗粒单一、粘聚力低、抗剪强度低、无自稳力等特点,在外力作用下极易松散和破碎,在这样的地层开挖隧道必然容易引起围岩破损、坍塌。但在设计、研究时一般的有限元软件很难真实地模拟出风积沙地层的特点。本文基于颗粒流理论,在PFC2D软件中对脱土山风积沙隧道采用二台阶法开挖后的围岩变形、破坏过程进行动态模拟,揭示了在无加固措施情况下的破坏机理,可帮助指导进一步加固设计以及施工方法。

风积沙隧道围岩压力分布特征及衬砌结构强度验算分析

风积沙地层结构松散、级配不良、黏聚力低,几乎无自稳能力,地层压力主要表现为松散围岩压力,这些独特的特点给隧道的设计和施工带来了极大地困难。针对风积沙地层的物理特性,通过对国内外各种常用围岩压力计算理论的优缺点和适用条件的分析,结合现场围岩压力监测结果,总结了超浅埋、浅埋、深埋风积沙隧道的分界标准及相应的围岩压力计算公式,并就隧道在沙层荷载作用下拱部脱离区的范围及衬砌结构轴力、弯矩、偏心距的分布特征进行了详细分析。

竖直旋喷桩和水平旋喷桩在风积沙隧道中的应用对比分析

风积沙地层是我国西部地区常见的地质情况,具有结构松散、颗粒间黏聚力极低、抗剪强度低等特点,风积沙地层中开挖隧道时自然也就面临围岩稳定性的问题,旋喷桩在一些工程案例中被用于解决该问题。通过离散元软件来模拟风积沙地层,对水平旋喷桩和竖直旋喷桩两种旋喷桩方法在风积沙隧道中的加固作用进行分析,从洞周变形、衬砌内力和应力分析等探讨两种方法的不同加固机理、施工质量控制关键点、优劣水平等问题,可为旋喷桩的利用提供理论参考。

风积沙地层明挖隧道支护优化及围岩压力研究

以拉林铁路嘎拉山隧道为研究对象,通过数值模拟对嘎拉山隧道进口段明挖基坑的支护参数进行比选,并对隧道洞口回填段的围岩压力进行现场测试。结果表明:设计时应充分考虑风积沙压缩模量较大的特性,避免施工中出现漏沙、涌沙等现象;最佳明挖基坑的支护参数是基坑围护结构厚度为1.00~1.25 m,横向支撑间距为7 m;围岩压力可以用土体重度与覆土高度的乘积进行计算。

风积沙地层大跨公路隧道施工过程力学行为分析

采用三维数值模拟和现场监测的手段,对风积沙地层大跨公路隧道超前支护效果、工法参数优化、围岩压力释放和沉降发展规律进行分析。通过计算结果与监测数据的对比分析,得出了风积沙地层隧道开挖过程中围岩压力的变化形态、二次衬砌施作时机和最终形变荷载大小以及沉降发展等规律。分析结果表明:旋喷桩超前支护将掌子面潜在失稳区域控制在旋喷壳下部掌子面前方D/2范围(D为单洞开挖跨度14m);三台阶法施工台阶长度宜取(1/3～1/2)D;二次衬砌落后下台阶掌子面的距离宜取D/2;二次衬砌分担荷载较大,分担比例约为50%。

风积沙公路隧道设计施工关键技术探究

针对风积沙隧道地层失稳快,坍塌风险大,初期支护变形速率高,施工进度慢的特点,依托千松坝风积沙隧道工程,对该隧道设计、施工的洞口防护方案、水平旋喷桩超前支护方案、开挖方案、沙岩交界隧道开挖及支护方案进行了论述,以期为类似工程的设计与施工提供参考。