浅埋偏压隧道洞口钻爆设计及支护体系研究

洞口是浅埋偏压隧道工程的关键性控制节点,钻爆施工不当极易造成地表沉降过大、洞口塌方、边坡滑移等安全事故,提出一套系统完整的软弱围岩浅埋偏压隧道洞口钻爆设计方案及支护体系迫在眉睫。依托成都市东西城市轴线(东段)工程龙泉山二号隧道为工程背景,通过对开挖工法、钻爆参数、支护体系等的研究,形成了一套系统完整的软弱围岩浅埋偏压隧道洞口段钻爆施工方案。研究结果表明,超前管棚对掌子面前方围岩进行加固,形成类似拱壳的连续体,可主动承担上方围岩压力,同时管棚提供的抗剪力提高了整体的抗剪、抗弯能力,稳定了有滑移风险的岩体;管棚直径越大,地表沉降越小,控制效果越好,更有利于促进隧道掌子面稳定;采用“规范钻爆作业、优化钻爆参数设计以及大管棚超前支护”的施工方案可有效控制地表沉降,降低隧道拱顶塌方风险,确保施工安全和施工正常进行。

浅埋偏压大断面隧道施工优化及受力特征分析

大断面浅埋偏压隧道洞口段施工困难,风险高;且受洞口复杂地质条件和施工空间效应影响,隧道支护结构变形和受力特性复杂,施工控制难度高。针对在建的宝兰客专小墁坪隧道出口浅埋偏压段的施工稳定性问题,采用数值模拟试验分析方法,研究了三台阶+临时横撑施工中不同上、中、下台阶错开距离时隧道的施工动态特性,分析了不同错开距离时隧道支护结构的变形和受力特点;基于数值模拟试验确定了大断面偏压隧道洞口段的施工方案,跟踪隧道施工进行的变形监测验证了推荐的三台阶+临时横撑施工中上台阶与中台阶错开5 m,中台阶与下台阶错开10~15 m(即1倍洞径)距离的施工参数经济、合理、可行,保证了隧道施工的安全,也为同类隧道工程的建设提供有益的借鉴和指导。

浅埋偏压连拱隧道破坏机理及处治措施研究

目前隧道设计主要采用工程类比法,即依据围岩级别选取相应的支护参数,但对于某些特殊地段,需进行特殊的论证和设计。以杨岗1号隧道进口浅埋偏压段为工程背景,通过强度折减法计算隧道在未采取任何措施情况下和采取反压回填后其安全系数大小及塑性区的分布,对反压回填措施的合理性及有效性进行评估,并根据塑性区的分布指出施工注意事项。

粉砂质泥岩浅埋偏压隧道洞口段大变形机理及治理措施

针对大凉山^(#)2公路隧道粉砂质泥岩洞口段出现的局部大变形、坍塌、侵限等问题,通过现场监测、室内围岩膨胀性试验、三维数值模拟和理论分析,研究了初期支护大变形机理,探讨了雨水、围岩二次变形、洞口偏压等因素对大变形的影响规律,提出并采用洞外与洞内加固整治方案。结果表明,隧道上方地表粘土岩属于膨胀岩,粉砂质泥岩为非膨胀岩,隧道变形受围岩膨胀作用有限;受持续降雨影响,拱顶沉降量变化最为明显,沉降量相比降雨前增加150 mm;隧道深埋侧水平压力理论值为浅埋侧水平压力1.73倍,隧道结构承受明显偏压荷载;采用加强临时支护+大管棚超前支护+双层小导管注浆加固+洞顶明暗交界处增加抗滑桩+洞口段左洞左侧和左右洞中间各增加两排管桩的综合治理方案,隧道变形量减小87%,初支大变形得到有效控制。

浅埋偏压双洞隧道数值模拟

为研究不同净距对浅埋偏压隧道开挖围岩应力分布的影响,以天鹅穴隧道浅埋偏压段为工程案例,运用ANSYS建立4组(净距分别为8、10、12.62、15.5 m)二维数值分析模型,对比分析左右洞各控制点的围岩应力分布及应力比值。结果表明:隧道施工对最初地层应力的扰动极为明显,两洞的左右墙脚及拱脚位置处应力值在各施工阶段有较大波动;两洞净距减小,左洞右拱脚水平方向应力增大,剪应力减小,且左洞应力集中现象突出,偏压效应偏大。

浅埋、偏压条件下某超大跨隧道受力分析研究

通过对某超大跨隧道在浅埋、偏压条件下进行了模拟分析,得出了以下结论:(1)优先采用先开挖浅埋侧导洞的双侧壁导坑法施工工序;(2)中导洞的开挖支护阶段是双侧壁导坑法施工过程中的核心阶段;(3)对于隧道拱顶的位移监测,除了进行沉降监测外,尚应增加水平向位移监测工作;(4)深埋侧导洞临时支护相对于浅埋侧而言,其受力性能更为不利,因此应加强其结构设计;(5)对于偏压状态下的隧道,应按照偏转后的受力模式有针对性的进行设计、施工。有关经验可供相关专业人员参考。

高铁湿陷性黄土浅埋偏压隧道施工技术控制

研究目的:银西铁路(甘宁段)惠安堡隧道地处宁夏自治区盐池县境内,属第四系上更新统风积砂质黄土(马兰黄土),Ⅳ级(很严重)自重湿陷性场地,并存在局部偏压现象,施工中存在塌方冒顶风险,修建难度大。通过对隧道施工技术控制进行研究,解决施工过程中的的关键问题,降低隧道施工安全风险,总结提炼浅埋、偏压、湿陷性黄土地区隧道施工工法,分析研究隧道施工过程中经济、安全效益,为以后类似工程施工提供参考。研究结论:(1)上台阶开挖后拱顶沉降较大,采取人机结合开挖方式,先初喷一层混凝土,采用钢拱架下垫钢箱,缩短钢拱架安装及喷射混凝土时间;(2)加工38 m短距液压自走行栈桥,同时自带仰拱曲模和中心水沟模板,可有效保证安全步距,同时提高施工进度,避免仰拱与填充一次浇筑,确保施工过程符合设计受力体系;(3)洞口地段湿陷性处理采用等边三角形水泥土挤密桩,可有效消除湿陷性;(4)对隧道地表沟壑陷穴进行换填处理,可有效防止湿陷性黄土受雨水浸泡下沉;(5)通过开展每日两次的监控量测数据采集和归化分析,可有效起到安全预警作用,同时可对隧道开挖预留变形量进行实时调整,可确保二衬混凝土厚度,避免混凝土浪费;(6)水沟电缆槽施工采用轨行式液压水沟电缆槽台车,施工效率较高,整体性较好,模板强度大、稳定性好,确保水沟电缆槽线型;(7)仰拱和矮边墙施工采用止水带定位卡具,结合液压栈桥设置,可有效确保止水带位置,确保防水符合要求;(8)该隧道采取的针对湿陷性黄土浅埋偏压隧道的施工控制对类似工程施工具有借鉴意义。

筐家Ⅰ号隧道洞口偏压段处理技术

筐家Ⅰ号隧道是六安至岳西(黄尾)高速公路霍山县境内的一座左、右分离式单向行车隧道,从设计、施工方面对隧道洞口段Ⅴ级围岩偏压复合式衬砌、明洞暗进、半明半暗等方案的应用进行了探讨,重点讨论了隧道明洞暗进、半明半暗方案穿越洞口浅埋偏压段的工程经验,为类似隧道的建设提供技术参考。

黄土隧道浅埋偏压洞口段施工技术要点

结合工程概况,给出了进洞方案,介绍了边、仰坡开挖及支护的施工方法,并从搭设钻孔平台安装钻机、钻孔、清孔验孔、安装管棚、注浆等方面阐述了超前支护技术,最后介绍了洞身开挖顺序,以供类似工程参考。

高铁隧道零刷坡安全进洞施工技术

针对沪昆客专CKGZTJ-6标段隧道洞口实际地质情况,从边仰坡"零扰动"开挖、进洞方案的确定、超前支护、洞身开挖与支护等方面介绍了隧道进洞施工技术,总结了高铁双线隧道零刷坡安全进洞的施工经验,为同类施工提供借鉴。

浅埋偏压小净距大断面公路隧道进洞施工技术研究

在小净距隧道施工过程中,合理开挖和支护是施工的关键,通过超前大管棚对软弱地层进行超前支护,有效控制了地表沉降;浅埋软弱围岩地层中,通过采用中隔壁法、双侧壁导坑法,有效控制了施工中隧道围岩的变形;小净距隧道中夹岩通过中空注浆锚杆进行加固,有效提高中夹岩的完整性和抵抗侧向膨胀变形的能力。

闽南小净距隧道中夹岩力学特性与加固措施

为研究山区浅埋偏压小净距隧道开挖对中夹岩力学特性的影响,以福建三明莆炎高速公路布盂隧道为工程背景,采用Midas GTS有限元软件建立三维数值模型,分析了浅埋偏压小净距隧道中隔壁法施工条件下中夹岩柱的力学特性,并提出了采用中空注浆锚杆的中夹岩注浆加固技术。结果表明,隧道浅埋偏压条件下采用中隔壁法施工,围岩与初支变形相对较小,但拱腰位置中夹岩变形应加强监控;小净距隧道开挖施工,中夹岩柱会产生水平位移,拱腰位置左右线隧道平均水平位移为4.25 mm;采用小导管注浆加固的中夹岩柱正应变和塑性区显著减小,左右线隧道拱腰位置中夹岩应变分别减小77%和81%,拱脚位置应变分别减小85%和80%;结合数值模拟分析结果和现场设计,采用5 m长中空锚杆对小净距段中夹岩进行注浆加固,提高了中夹岩柱的整体稳定性,保证了隧道施工安全,为后期类似工程提供了较好的借鉴意义。

铁路隧道施工关键技术研究

为研究铁路隧道的关键施工技术,依托某铁路隧道工程,总结洞口偏压段的施工技术,分析了沟谷地带浅埋段护拱回填暗挖法的关键施工工序。从研究结果看,使用定型钢模施工明洞段可有效确保施工质量,且拱顶回填施工是护拱回填暗挖法的关键施工工序,在施工时应重点关注。

半明半暗隧道安全进洞施工技术

结合沪昆铁路客运专线背阴坡隧道偏压进洞施工,介绍了浅埋偏压大断面隧道半明半暗进洞施工特点、施工顺序以及施工过程中采取的措施。与传统先反压回填再进洞施工方法比较,半明半暗预支护施工工艺具有安全、稳定、快速进洞施工的优点,对类似浅埋偏压隧道施工具有一定的指导意义。

盖挖法在重罗山隧道浅埋偏压段的应用

针对重罗山隧道左线出口段与V形冲沟斜交下穿和最小埋深2.47 m的工程特点,采用盖挖法施工。运用数值模拟方法,分析隧道受力、变形的变化规律,总结了浅埋偏压段盖挖法施工要点。结果表明:在隧道浅埋偏压段用盖挖法施工,可避免大面积明挖对生态环境的破坏,又规避了隧道冒顶坍塌的危险,同时对缩短工期、保证质量等都有积极的作用,是浅埋偏压隧道最佳的施工方案。

草帽山隧道爆破振动监测与分析

隧道洞口段往往受到浅埋、偏压等复杂地形地质条件的影响,岩石较破碎,围岩不稳定,其爆破施工是隧道施工的重点、难点。新建京张高铁草帽山隧道进口洞身106 m长范围为浅埋偏压段,围岩级别为Ⅴ级。在进口段进行了17次有效的爆破振动速度现场监测,通过线性拟合得到合理的萨道夫斯基公式中的系数,计算出爆破施工时的最大单响药量为54.07 kg。对实测数据进行傅里叶变换得到爆破振动的频谱曲线,从中可知:爆破地震波主频率随着爆心距的增大而减小,随着单响最大药量的增大而减小。为了避免出现共振现象,建议爆破施工时避免多段雷管同时起爆,并严格控制最大单响药量。

小间距隧道施工应急处理探讨

结合卧龙沟2号隧道的施工情况,详细阐述了小间距、浅埋、偏压隧道重点难点控制性工程的应急处理措施,总结了左洞初支偏压形变、中夹岩应变、后行洞初支形变等处理关键技术,以确保隧道施工的安全性。

浅埋偏压隧道洞口联合支护变形监测及模拟

为减少浅埋偏压隧道洞口段的施工风险,有效控制洞口段的围岩变形。以贵州玉石高速白岩湾隧道进口段施工为例,对超前管棚、偏压挡墙联合支护方案进行三维数值模拟分析,并与实际工程监测结果进行对比,探讨联合支护方案在浅埋偏压隧道洞口施工中的支护效果。研究结果表明:在浅埋偏压隧道进口段变形控制方面,采用超前管棚、偏压挡墙联合支护方案与未支护的工况相比,联合支护能有效控制隧道的拱顶下沉、周边收敛及地表沉降,实际工程监测数据也验证了数值模拟结果的准确性。在浅埋偏压隧道洞口段施工过程中,超前管棚、偏压挡墙联合支护方案可靠有效,可为类似工程提供参考。

闽南山区浅埋偏压大断面隧道洞口塌方机理与处治措施

以福建省三明市莆炎高速公路布盂隧道工程为依托,通过采用Midas GTS有限元软件建立数值模型分析了强降雨和隧道施工开挖条件下隧道洞口坡面稳定性,对隧道塌方机理进行了研究。结果表明,浅埋偏压隧道花岗岩残积土强度低,遇水软化,短期强降雨条件下,土层界面位置含水差异大,易产生坡面滑坡事故;浅埋偏压隧道开挖,容易扰动上覆偏压地层,短期强降雨不利条件下,隧道施工对土层的扰动加剧坡面塌方事故的发生;通过设置仰斜式排水孔、加大边仰坡锚喷面积稳定坡面地层,可有效地处治洞口坡面塌方,为后期类似洞口塌方处治提供了较好的借鉴。

浅埋偏压小净距隧道CD法施工合理净距

以某浅埋偏压小净距隧道为背景,利用三维有限差分软件建立不同净距工况的隧道模型,分析不同小净距隧道挖掘后的中夹岩柱周边围岩塑性区范围、相应位移与最大应力变化规律,确定浅埋偏压小净距隧道CD法施工的合理净距,并将监测与模拟数据进行对比分析。结果表明:随着净距增大,中夹岩柱侧下方塑性区范围减小,中夹岩柱右侧水平与竖向位移缓慢增加,中夹岩柱左侧水平与竖向位移逐渐下降,中夹岩柱相应部位最大主应力呈减小的趋势。分析中夹岩柱围岩塑性区、位移与应力,得出CD法施工的合理净距为0.75B。监测与模拟数据误差范围5%~15%,一定程度上论证了数值模拟的可靠性。