降雨入渗对防军隧道浅埋小净距段围岩稳定性的影响

为控制降雨入渗对浅埋小净距隧道围岩稳定性的影响,以义东高速公路防军隧道为依托,基于流固耦合理论和水土特征曲线,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立浅埋小净距隧道数值模型,对雨季施工时的土体孔隙水压力、围岩变形特征和边仰坡安全系数展开分析。结果表明:随着降雨入渗的持续,围岩及边仰坡土体基质吸力逐渐减小,其土体抗剪强度也随之降低,稳定性变差。经过7 d累积降雨,孔隙水压力增大趋势逐渐放缓,围岩变形达到最大值,工况1的拱顶沉降增大了21.48%,且边仰坡安全系数小于1,处于失稳状态。洞口段采取加固和排水措施来控制围岩的稳定性,边仰坡的安全系数较加固前提升了17.27%,取得了良好的效果,保证了隧道后期的安全施工。

变坡面浅埋偏压小净距隧道围岩压力计算方法

为研究在考虑黏聚力和内摩擦角作用下对变坡面浅埋偏压小净距隧道围岩压力的影响,本文利用极限平衡法来求解变坡面浅埋偏压小净距隧道深、浅埋侧侧压力系数、围岩拱顶垂直压力和围岩两侧水平压力,推导出考虑黏聚力和内摩擦角的围岩压力计算方法,通过简单算例与已有规范公式和既有文献进行对比,验证本文公式的合理性,并探讨了深埋侧隧道水平侧压力系数影响因素。结果表明:水平侧压力系数随坡角的增加而逐渐增大,随夹角的增加而呈现不同的变化趋势,随黏聚力和内摩擦角的增加而逐渐减小,随埋深的增加而逐渐增加。在考虑黏聚力和内摩擦角的作用下,本文公式有利于考虑降雨等环境因素引起的岩土体力学参数的变化带来的对围岩不利影响,可为类似变坡面浅埋偏压小净距隧道结构设计和支护参数优化提供理论依据。

浅埋偏压不同跨径小净距隧道合理净距及加固措施研究

以新疆乌尉高速上新光隧道为对象,研究不同跨径小净距隧道的合理净距与加固措施。运用MIDAS GTS NX软件建立隧道有限元模型,分析中夹岩在不同净距隧道工况下的水平位移、竖向位移、塑性区以及其竖向应力分布情况,确定小净距隧道的合理净距范围,并对中夹岩柱采用小导管注浆加固。结果表明:中夹岩的竖向应力曲线呈凹字形分布,其竖向应力集中分布在左右洞的拱腰位置处,而在连线中点位置的应力分布则较小。拱顶和地表位置的沉降均在沉降预留量150 mm之内。小净距隧道的合理净距为1B~2B,上新光隧道出口段的净距为15.4 m,符合小净距隧道的设计值。通过使用小导管注浆加固的措施对中夹岩柱进行加固,可增强其稳定性和整体性,从而减小围岩的形变量。

黄土区大跨度隧道开挖技术探讨

临洮(安家咀)至临夏一级公路百和隧道均为Ⅴ级围岩,主要有黄土浅埋段、岩质地段、黄土深埋段、小净距段以及黄土深埋段等情况,针对不同的围岩情况和地质条件,有针对性的采用CD法、上下台阶留核心土法及三台阶分步法进行开挖。

浅埋偏压小净距黄土隧道施工过程围岩压力分析

为解决在特殊地形条件下线、桥、隧的良好衔接和线路规划等问题,小净距隧道作为一种新型隧道结构能够适应比较复杂的地形,近些年来得到广泛应用。以某公路隧道为研究背景,通过建立浅埋偏压小净距隧道左、右洞相互扰动的围岩压力计算模型,结合相关规范推导了隧道施工过程中围岩压力计算公式以及适用条件,并对隧道各参数的变化对围岩压力的敏感性进行了研究。结果表明:(1)后行洞的开挖会使先行洞拱顶垂直压力变大,侧压力和水平压力减小;(2)双洞外侧围岩侧压力系数受围岩计算摩擦角、中间岩柱两侧摩擦角和偏压坡角的影响,而双洞内侧围岩的侧压力系数还受隧道埋深和净距的影响;(3)隧道拱顶垂直压力的分布受到隧道埋深、偏压角度和侧压力系数的影响,但是受到隧道埋深的影响最大;(4)隧道围岩水平压力的大小受到隧道侧压力系数和隧道埋深的共同影响,但是隧道埋深占主要作用,埋深越大,隧道受到的水平压力越大。

考虑底部隆起的浅埋双侧偏压小净距隧道围岩压力计算分析

为研究浅埋双侧偏压小净距隧道在开挖后底部隆起变形的围岩压力情况,采用极限分析上限法构建隧道破坏模式,推导了M-C准则下围岩压力计算式。运用Matlab软件,根据约束条件,求解围岩压力的最终解,将计算值与规范结果进行比较,验证所推公式的可行性,并分析推导公式中围岩压力与各影响参数间的联系。结果表明:随着隧道侧部和底部支护力系数、岩土体粘聚力和内摩擦角不断减小和隧道埋深不断增大时,围岩压力不断增加。当地表处于倾斜时,隧道两侧围岩压力明显不同,即随倾角的增大,隧浅埋侧围岩压力逐渐减小;但深埋侧则相反。这为浅埋双侧偏压小净距隧道的开挖、支护提供一定的理论指导建议。

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。

浅埋偏压小净距隧道施工工法影响研究

合理确定软弱破碎岩体条件下浅埋偏压小净距隧道的开挖方法是保证隧道顺利施工和后期安全运行的重要保证,以都安高速公路T29合同段林场隧道开挖工程为研究背景,利用有限差分软件FLAC3D对CD法和三台阶七步法进行数值模拟比较,分析不同工法隧道施工过程对其自身结构及周边围岩的影响。结果表明,采用CD法施工可以显著减少拱顶沉降及地表沉降,更有利于中夹岩柱的稳定性。研究成果可为今后类似工程提供借鉴。

浅埋偏压小净距隧道衬砌地震应变规律研究

设计并制作了比例为1∶10的浅埋偏压小净距隧道物理试验模型,并开展了大型振动台试验,研究了地震波类型及加速度激振峰值对浅埋偏压小净距隧道衬砌应变响应规律的影响。研究结果表明:在0.1g与0.2g的工况下,衬砌的拉应变变化趋势较为相近且平缓;在0.4g与0.6g的工况下,衬砌的拉应变变化趋势较为相近且波动较大。拉应变受地震波类型的影响较小,而受地震波加速度激振峰值的影响较明显且随着加速度激振峰值增大而增大。在衬砌拱脚及拱顶处会产生较大的拉应变。衬砌的拉应变大于压应变且拉应变的变化趋势较为明显。在不同的加载波类型和不同的加速度激振峰值作用下,应变变化趋势呈现明显的非线性变化特征。研究结果可为浅埋偏压小净距隧道的设计与建设提供有益参考。

不同施工方法下浅埋偏压小净距隧道的围岩稳定性

采用MIDAS/NX有限元模拟软件,模拟了浅埋偏压小净距隧道的开挖施工过程,研究了不同施工方法下浅埋偏压小净距隧道的洞周围岩位移、仰拱位移、地表沉降及岩质边坡位移的变化规律。结果表明:开挖方法对围岩位移、地表沉降、边坡位移的影响较大;在岩质边坡的存在下,左洞与右洞的位移有较大的差别;中隔壁法对位移的控制最好。在岩质边坡下开挖隧道,边坡各个方向的位移都较大,因此,在隧道开挖过程中应充分做好边坡的防护工作。

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。

浅埋小净距隧道中壁法开挖注浆范围及隧道错开步距分析

由于城市地下空间有限,提供给隧道施工的空间极小,越来越多的浅埋小净距隧道出现在城市中,明确浅埋小净距隧道开挖引发的地表及支护变形规律是保障施工安全的重要前提。以赣州蓉江过江隧道为研究背景,通过现场及室内试验确定注浆前后土层强度参数的变化情况,采用有限差分软件构建对应的数值计算模型,分析浅埋小净距隧道开挖引发的地表沉降及支护变形规律,最后研究不同注浆范围及隧道错开步距的控制效果。研究结果表明:注浆后,土层强度参数提高约40%,抗变形能力提高约130%;隧道开挖后地表沉降由非对称的“V”形分布逐渐转变为对称的“W”形分布,地表最大沉降位置最终出现在后行隧道上方地表;注浆加固能有效控制地表及初期支护变形,提高隧道错开步距对变形的控制效果影响较小;建议现场施工的注浆范围为隧道拱顶至拱顶上方6~8 m范围,先行隧道及后行隧道的错开步距选取为40 m。

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。

浅埋小净距隧道合理净距及围岩稳定性分析

以贵州盘兴高速公路司家寨小净距隧道工程为例,采用有限差分法对不同净距下的小净距隧道进行了数值模拟研究,对比分析其拱顶沉降、拱底竖向位移、中夹岩竖向位移及剪应变增量的变化规律,探讨Ⅴ级围岩下的隧道合理净距以及围岩稳定性。结果表明:净距较小时隧道左右洞开挖的应力叠加效应明显,随着净距的减小,计算的各数值明显增大,围岩特别是中夹岩极有可能发生屈服破坏甚至失稳;小净距隧道选择净矩D为10 m较为合适。隧道的最大变形出现在拱顶、拱底靠近中夹岩柱方向约20°左右位置,而中夹岩的最大变形主要出现在中岩体靠近开挖断面位置且处于上下分布。

浅埋小净距隧道中夹岩柱稳定性及加固方案研究

为了探究小净距隧道中夹岩柱稳定性及加固方案,以四川德阳白竹山1号隧道为背景,基于普氏平衡拱理论,提出小净距隧道中夹岩柱上覆围岩压力计算公式,研究了小净距隧道上覆围岩压力影响因素。运用有限元软件MIDAS GTS NX建立浅埋小净距隧道三维模型,分析了在不同隧道净距工况下的围岩位移、塑性区分布以及中夹岩柱竖向应力分布情况,确定了合理净距。对中夹岩柱进行区域划分并对不同组合方式进行注浆加固,研究了不同加固方案对围岩变形的控制效果。研究结果表明:小净距隧道开挖方式、中夹岩柱加固措施和隧道净距直接影响平衡拱的形成以及上覆围岩压力的大小;白竹山1号隧道进口小净距段设计净距13.94 m是合理的;对中夹岩柱中岩盘采用小导管注浆加固极大地提高了中夹岩柱整体性和稳定性,限制了围岩变形。研究成果可为类似小净距隧道中夹岩柱最小安全净距及加固设计和施工提供参考。

不同掌子面间距下浅埋偏压小净距隧道稳定性研究

浅埋偏压小净距隧道结构特殊,两主洞同时施工时掌子面间距的合理选择对隧道稳定性尤为重要。以延崇高速公路头炮隧道为背景,通过ANSYS及FLAC3D软件建立隧道模型并进行数值模拟,采用了双侧壁导坑法先开挖深埋侧隧道的基础上,将规范中建议的小净距隧道施工时掌子面间距为1~2倍洞径的范围细化为4种不同工况,从隧道上部边坡位移、围岩位移及应力、初衬变形及应力、塑性区体积及锚杆受力等方面进行隧道稳定性的分析,最终得到两主洞掌子面保持2倍洞径时施工隧道稳定性最好,可为本工程及相似工程提供参考。

浅埋偏压小净距隧道施工病害处治技术

以临夏至合作高速公路曲奥隧道为工程背景,通过地形、地质、施工、实际现场条件等方面综合考虑,分析了该浅埋偏压小净距隧道二衬、仰拱开裂等施工病害的原因,有针对性的采取中夹岩加固、仰拱基底加固及二衬裂缝处理处治技术,并对加固处治后的隧道结构进行现场跟踪监测,进一步评价了处治效果。

浅埋偏压小净距隧道开挖及支护技术研究

浅埋偏压小净距隧道在施工期间会出现不同程度的病害,故需加强隧道开挖及支护技术的应用。本文主要从浅埋偏压小净距隧道开挖及支护技术应用的必要性入手,结合实例对该类隧道工程的坍塌开挖及支护技术进行分析。

浅埋小净距及大断面隧道施工技术

小净距浅埋大断面隧道较为特殊,左右幅施工存在明显的干扰,容易出现局部坍塌、穿越公路开裂等质量问题,需予以控制。论文以白羊村1430.46 m的分离式双幅长隧道为例,通过分析其施工难点,采用三台阶七步法开挖及支护施工技术,研究了施工过程中的注意事项、应对策略,以及质量控制措施。