隧道洞口浅埋偏压段超前支护方案数值模拟

由于山岭隧道洞口段多处于浅埋偏压地形,为保证施工进洞安全,常常需要采取超前支护以控制洞口段围岩变形,保证围岩稳定。以彝良隧道洞口段为工程背景,采用FLAC 3D有限差分软件,分别建立无超前支护、管棚超前支护、超前小导管超前支护和管棚+超前小导管联合超前支护方案进行比选分析。计算结果表明:超前支护可大幅度降低围岩竖向位移、水平位移、竖向应力以及抑制拱顶塑性区发育;从支护效果上看,管棚支护效果最佳,管棚+超前小导管联合支护次之,超前小导管最差;从管棚长度自身以及施工经济合理性考虑,在控制围岩变形效果相当的条件下,采用管棚+超前小导管联合支护较佳。研究可为类似浅埋偏压隧道洞口段超前支护方式的选择提供借鉴。

新旗下营隧道塌方段治理措施优化设计

为了在隧道塌方地段能够保证施工安全进行,需要采取超前支护手段来保证围岩稳定。以新旗下营隧道塌方段为依托,研究不同支护措施对隧道塌方段的影响,根据现场塌方情况比选出合适的支护方式——超前小导管,采用Midas GTS NX(迈达斯)有限元软件,分别建立了无超前支护和超前小导管支护方案进行比选分析。在此基础上,对超前小导管长度和注浆加固区厚度参数进行优化比选。结果表明:超前小导管支护效果明显,能有效改善断层破碎带和地形偏压对隧道的影响,并且当超前小导管长度为4 m,注浆加固区厚度为1 m时,可有效控制围岩变形,保证围岩稳定。研究验证了参数选取的可行性,可为类似隧道塌方的预防与治理提供工程借鉴。

特大断面山岭隧道出洞口段开挖技术对比分析:以燕山地区汗沟2号隧道为例

为研究不同出洞开挖施工方法对特大断面山岭隧道洞口段围岩变形影响,以燕山地区汗沟2号隧道为依托工程,利用ABAQUS有限元软件建立数值模型,分析了双线隧道洞口段先行右洞采用超前小导洞开挖出洞和后行左洞采用三台阶七步开挖进洞情况下的围岩水平收敛、拱顶沉降、底部上拱、地表沉降、塑性区分布以及衬砌支护应力等影响。结果表明:小导洞开挖过程中围岩变形较小;由洞内向洞外与洞外向洞内扩挖右洞小导洞的围岩变形规律基本一致,前者对于山岭隧道洞口段施工具有优越性;左右洞贯通后,右隧最大水平收敛、拱顶沉降、底部上拱、地表沉降和衬砌最大主应力分别为1.35 mm、3.91 mm、2.88 mm、3.39 mm和0.11 MPa,左隧分别为1.52 mm、5.57 mm、2.67 mm、5.34 mm和0.35 MPa,超前小导洞开挖工法更有利于控制围岩变形,而三台阶进洞开挖下围岩塑性应变以及地表沉降较大。研究结果可为同类工程提供一定理论依据和指导,实现特大断面山岭隧道安全、高效出洞作业。

隧道穿越滑坡体失稳机理及处治技术

针对隧道穿越大偏压、潜在滑坡体而造成隧道局部出现裂缝、变形等工程问题,文中以韶新高速公路寒山口大断面隧道为工程背景,通过现场调查和监控量测,研究隧道洞口及滑坡的变形情况,分析隧道洞口滑坡的诱发因素及形成机理,并提出有效的处治措施及监控技术。研究结果表明,隧道在穿越潜在滑坡体时发生较大的挤压变形(最大变形量为44.4cm,最大变形速率为30mm/d);洞口滑坡是由偏压地形、不利的工程地质、施工扰动、降雨等因素综合导致;通过采取裂缝封堵、洞身加强、坡脚加固的临时紧急措施和预应力锚索框架梁、洞内注浆、超小导管支护等综合处治措施,隧道及滑坡的变形得到有效控制。研究结果可为类似工程提供参考和借鉴。

山岭隧道拱脚塌方三维数值模拟分析

山岭隧道拱脚塌方破坏前兆较为隐蔽,加固难度大、成本高,选取合适的加固方案是关键.文中结合高宝隧道施工过程中出现大面积拱脚塌方,采用FLAC3D建立三维数值模型,从围岩应力分布、位移情况以及混凝土衬砌内力分布3个方面分析了隧道拱脚塌方对周围围岩稳定性的影响,分析结果表明,拱脚塌方影响范围可以达到20m左右,范围内的围岩应进行重点加固和监测,同时塌方一侧的拱脚是重点加固的部位,采用小导管注浆封闭围岩,单侧壁导坑法开挖,再配合"工字钢+系统锚杆和锁脚小导管"的综合加固处置措施方案实施可行,加固后围岩变形及应力均得到较好的控制.研究结论可为类似条件下隧道加固设计、施工和监测提供借鉴意义.

湿陷性黄土地区公路隧道工程的超前支护施工分析

为探讨湿陷性黄土地区公路隧道工程的超前支护施工要点,结合武家堡隧道实际情况,立足施工方案的选择,分析了超前支护施工的方法及要点。结果表明,在公路隧道工程施工中经常会遇到湿陷性黄土,其含水量大,风险系数高,容易引起安全事故。需要采取有效的超前支护施工技术加固围岩,以保证围堰结构的稳定性,为隧道开挖、渣土运输、衬砌等提供良好条件。绝大数情况下,仅凭一种超前支护技术可能无法满足施工要求,需要结合不同隧道的地质条件,采取对应的支护技术,才能保证隧道工程施工任务顺利完成,从而打造出高品质的公路隧道工程。

高速铁路超浅埋隧道小角度下穿高速公路施工设计

某高速铁路超浅埋隧道小角度下穿高速公路,须在确保高速公路正常通行的条件下进行施工。为降低高速公路路基沉降,根据项目工程地质及水文地质条件,采用管幕对围岩进行支护,并对管幕的具体参数进行设计。隧道施工方法采用三台阶留核心土临时仰拱法,以有效控制施工过程中围岩的变形,降低隧道暗挖施工对高速公路路基沉降的影响。通过FLAC3D软件对管幕加固支护、暗挖施工工况进行模拟分析,证明该高速公路路基及隧道初支沉降、公路荷载对隧道二衬产生的附加力安全系数均满足规范要求。

蕉溪岭隧洞塌方处理技术及模拟分析

结合蕉溪岭隧洞工程塌方情况,讨论塌方的处理方法、施工进度及资源投入。利用有限元分析软件FLAC3D对塌方处理过程中采用的超前小导管注浆方案进行仿真模拟,并与现场监测数据进行对比发现,现场监测数值均比仿真模拟数值要大,数值仍在正常偏差范围内,进一步验证了超前小导管注浆方案简单快速和安全经济的特点。

超小净距浅埋暗挖法综合管廊设计措施研究

以深圳地区某超小净距浅埋暗挖法施工的管廊项目为依托,建立三维数值力学模型,研究不同控制条件下土体与结构的变形和稳定性,探讨浅埋暗挖法近接工况下的关键设计施工措施。其内容主要包括地下水控制、地层预加固技术、超前管棚预支护和正台阶分部开挖工法等。

铁路隧道三台阶七步法出洞施工技术的应用

本文以某铁路隧道的出洞施工为例,探究了三台阶七步法技术的具体应用。在出洞施工前,对隧洞拱部软弱围岩采取了小导管注浆加固措施,经检查围岩加固效果符合出洞施工要求后,应用三台阶七步法按照由上到下的顺序,依次完成上部弧形导坑、中部左右侧台阶以及隧底的开挖。其中,开挖左右侧中、下台阶时,采取了喷射混凝土、打设锚杆和挂钢筋网的初喷支护措施。出洞施工完毕后,进行了洞内观察和沉降观测。结果表明,混凝土表面有基础细微裂缝,为混凝土干燥硬化过程中形成;拱顶沉降速度为1.16 mm/d,最大沉降量为3.48 cm,属于正常沉降。

暗挖地铁隧道下穿高铁隧道关键技术研究

为研究暗挖地铁隧道下穿高铁路隧道的施工控制技术,以北京地铁12号线大钟寺站-蓟门桥站区间隧道下穿京张高铁隧道为工程背景,阐述穿越施工工序及洞内外综合控制措施,对复杂环境条件下临时仰拱+台阶法开挖、管棚、超前小导管、深孔注浆、过渡段施工等关键技术环节进行分析,明确其设计施工中的技术要点,并对施工监测数据进行分析。研究得出采用洞内施工控制措施,使得高铁隧道沉降满足控制标准;后行隧道施工对先行隧道存在一定扰动影响;暗挖地铁隧道下穿施工引起上方的高铁隧道轴线方向上明显的不均匀沉降。

长距离小断面水工隧道施工技术研究

水工隧道工程的科学修建可有效缓解水资源紧缺问题。文章依托某水工隧道引水隧洞项目,重点分析爆破技术、开挖技术、塌方处理技术、变形处理技术和二次衬砌施工技术的实践应用要点,以期为同类型工程施工提供参考,应对开挖掘进中所面对的涌水、涌砂、地质状况复杂和塌方变形问题。

水利隧洞工程的开挖施工和塌方问题的处理研究

水利隧洞爆破施工中危险因素较多,严重威胁了施工整体安全性,所以在隧洞开挖爆破期间,还需要加强对施工人员自身安全因素的考虑。因此,在水利工程隧洞开挖施工过程中,往往会受到地理因素的制约,这就大大增加了施工项目难度,影响和制约了隧洞开挖的整体推进。这就要求隧洞开挖项目落实前,施工人员也要进行施工地点的全方位考察,严格按照考察结果完成施工图纸绘制,只有这样才能够最大限度地降低和预防施工问题的发生。

西渝高铁隧道零开挖进洞技术研究

零开挖进洞不仅可以避免产生大挖大刷问题,而且与绿色工程目标相契合,符合环保要求。为探索高铁隧道零开挖进洞技术,以西渝高铁七星坪隧道1#斜井和高升一号隧道出口为研究对象,介绍了以锚杆框架梁为仰坡防护措施、超前小导管为主要预支护措施、以临时防护明洞为主要手段的零开挖进洞技术。施工实践结果表明上述措施可以有效保证围岩稳定、控制地表沉降。

锚喷支护及小导管注浆在隧道塌方段中的应用

锚喷支护和小导管注浆辅助支护是隧道新奥法施工中的重要组成部分。通过对锚喷支护和小导管注浆的机理、参数设计进行研究,并以环山坪隧道塌方段为例,对塌方段原设计支护参数进行了优化,并深入分析围岩内空收敛变形监测数据。研究表明:合理的锚喷支护和小导管注浆方案能改善围岩的受力状态,起到加固围岩的作用,为安全的度过隧道塌方段提供保障,同时,也说明了隧道监控量测能反映围岩的变形情况,可以作为一种有效的支护方案效果评价手段。

断层破碎带岩溶大断面隧道坍塌事故处理

针对隧道穿越断层破碎带溶洞时出现坍塌及初期支护变形事故,综合分析了坍塌及变形区的规模及现场揭露的地质情况,结合洞内施工条件及施工情况,对隧道坍塌及变形区进行工字钢临时支撑及封闭注浆后,提出"超前管棚+小导管注浆"处理方案,并在处理段增设监测断面,通过监控量测判断围岩的稳定状况及坍塌变形处理效果.量测结果表明,坍塌变形段围岩处理后在一定时间内达到稳定,说明采用"超前管棚+小导管注浆"方案处理断层破碎带岩溶隧道坍塌变形效果良好,对类似工程事故处理有一定的借鉴作用.

软弱围岩隧道机械化全断面施工超前支护体系设计方法研究

保证掌子面的稳定是实现软弱围岩隧道机械化全断面施工的前提,合理的超前支护措施及参数是控制掌子面稳定性的有力手段。针对目前隧道超前支护设计方法不完善且多依赖于工程经验的现状,提出隧道超前支护体系定量化设计方法。基于经典楔形体模型,推导了考虑四种常用超前支护措施(掌子面喷混凝土、超前管棚、掌子面锚杆、掌子面预注浆)时掌子面稳定系数K的计算公式,提出了掌子面喷混凝土支护力P1、掌子面锚杆支护力P2、管棚支护下围岩压力折减系数α1、掌子面预注浆加固后围岩黏聚力增大系数α2的计算方法,制定了隧道超前支护体系设计流程,并以郑万高速铁路荣家湾隧道为背景验证了该计算方法的合理性。研究成果可以为软弱围岩隧道超前支护体系设计、优化提供理论支撑。

超前小导管注浆布置范围对地铁隧道开挖的影响分析

针对施工中的沈阳地铁工程,开展了超前小导管预注浆环向布置范围对地铁隧道开挖的影响分析。模拟不同的小导管环向布置,对围岩应力、隧道各监测点位移进行综合比较,确定出超前小导管合理布置范围,对类似隧道工程有较大参考价值。

粉质黏土隧道超前支护效应试验研究

针对小导管注浆超前支护在粉质黏土隧道施工中出现"管难超前"和"浆难严注"的问题,以哈尔滨地铁1号线三期穿越粉质黏土地层区间为工程背景,通过系统研究小导管注浆对土体加固特性、支护结构承载力学效应、隧道稳定性等,揭示小导管注浆在粉质黏土隧道中的超前支护效应。研究结果表明:小导管注浆在粉质黏土地层中扩散范围小且极不均匀,其土体力学参数不存在质的提高,无法从根本上改变土体物理力学性质和形成有效厚度及强度的纵向加固层(梁)与横向加固圈(拱);超前支护在粉质黏土隧道中不具有约束围岩内部变形和延缓围岩荷载释放程度的时空效应,其对格栅钢架应力的"主动"分担调控作用不明显,二者未形成有效地联合承载支护体系;超前支护存在与否对隧道变形无明显影响,且基本都在15 d内达到稳定,监测范围内变形最大值仅为规范值1/2左右,隧道自身稳定性较好。

隧道洞口浅埋段管棚超前支护开挖进尺优化

山岭隧道矿山法施工循环作业的开挖进尺对该隧道工程局部乃至整体的施工安全性、经济性有着重大影响。针对使用管棚超前支护的隧道洞口浅埋段,采用Winkler弹性地基梁计算模型,以管棚钢管挠度为控制条件进行开挖进尺优化分析。以厦深高速铁路某双线隧道工程为依托,首先进行理论计算,同时考虑工程实际确定最优开挖进尺并指导施工,随后将现场实测数据与理论解析值对比,两者有较好的一致性。结果表明,Winkler弹性地基梁计算模型可以较真实地反映管棚在洞口浅埋段软弱破碎围岩中的力学行为。