浅埋偏压隧道围岩渐进破坏机制分析

为了研究浅埋偏压隧道围岩的渐进破坏过程和破坏模式,为隧道支护参数的确定提供依据。运用自行研制的隧道模型试验装置,对浅埋偏压工况下单洞及小净距隧道的破坏过程和破坏模式进行研究。研究表明:浅埋偏压隧道的破坏模式可以看作岩体在重力作用下的坍塌破坏,且浅埋偏压隧道的偏压角度和围岩的力学参数决定了破坏体的规模和范围,破坏体的范围主要受偏压角度的影响。

三台阶七步法在大断面浅埋偏压软弱围岩隧道中的应用

对国内浅埋偏压软弱围岩隧道施工工法进行调查,综合分析对比,并以此为基础在合福铁路客专闽赣V标庵源山隧道、凤凰山隧道、范墩坪隧道、九台山隧道浅埋偏压段,采取相关技术措施、组织手段,利用三台阶七步法快速、安全地完成该四座隧道浅埋偏压软弱围岩段的施工。根据施工过程及结果,分析三台阶七步法施工大断面浅埋偏压软弱围岩隧道的施工重点、关键工序、采取的相关技术措施、组织手段,为以后同类隧道工程施工提供相关参考和依据。

不同偏压大断面浅埋隧道施工力学分析及优化

大断面隧道穿越地势起伏的地层环境时,地层偏压情况往往不同,在不同的偏压情况下选择合理的施工方法对控制大断面隧道施工力学性能具有重要意义。通过对双侧壁导坑法、改进台阶法、交叉中隔壁(CRD)法的数值模拟,分析不同偏压情况下的大断面浅埋隧道施工中的位移控制效果与支护承载情况。结果表明:当地表倾角为0～10°时,宜采用改进台阶法;当地表倾角为10～20°时,优先选择改进台阶法,同时应加强支护并及时监测;当地表倾角为20～30°时,宜采用双侧壁导坑法。

浅埋偏压条件下特大断面隧道地震动态响应的试验研究

以福州市二环路金鸡山隧道为工程原型,设计制作了浅埋偏压条件下特大断面隧道的1/30缩尺模型,完成了20种工况下的模拟地震动试验,重点关注隧道模型加速度、衬砌接触压力、衬砌表面应力的地震动态响应。隧道中轴面各测点PHA放大系数随高程呈近似对数型增大,改变了原场地高程效应的表现形式;隧道模型的第一卓越频率与EL波的卓越频率较为接近,其共振效应使得EL波激励引起的高程效应明显大于其他地震波。靠山侧衬砌结构所承担的地震动附加压力显著大于临空侧,且在大振幅激励下,其拱腰所承担的地震动附加压力反而大于拱脚。隧道衬砌结构的扁平率和几何曲率,对其动应力峰值的分布均有显著影响,尤其是在大振幅激励下,靠山侧拱脚处的动应力峰值显著大于其他部位。衬砌结构的裂缝发展形态特征,与接触压力峰值及动应力峰值沿衬砌环向分布的规律是相一致的。上述成果为浅埋偏压条件下特大断面隧道抗震设防提供了参考。

客运专线大断面黄土隧道浅埋偏压施工技术

研究目的:郑西客运专线大部分隧道为黄土隧道。隧道断面大,设计Ⅴ级围岩开挖断面达163.53m2。施工难度非常大。贺家庄隧道出口段施工中,出现了隧道拱顶下沉过大、地表出现裂纹等现象。根据现场施工的具体情况,通过本文的分析研究,解决大断面黄土隧道浅埋偏压的施工中的部分技术问题。研究结果:(1)大断面黄土隧道宜采用钢架,而不宜采用格栅;(2)要使结构尽快封闭成环;(3)应有效地控制各分步开挖、支护过程中的变形;(4)应对地表进行全封闭防水处理。

中国白银山隧道施工技术

白银山隧道全长390m,采用新奥法原理施工.利用光面爆破技术,Ⅲ类围岩全断面一次开挖,Ⅱ类围岩和断层破碎带半断面正台阶开挖.初期支护为锚喷及钢筋混凝土护拱,二次衬砌为模筑混凝土.洞内防排水采用复合式衬砌中间设聚氯乙烯薄膜结合纵向、环向盲管及橡胶止水带的综合治理方案.对于特殊地质中的浅埋、特浅埋进洞的施工,坚持“护拱稳定边仰坡,大管棚注浆加固土体,浅打眼、弱爆破、强支护”的原则,做到安全进洞;对于断层破碎带,则采取了管棚注浆,超前锚杆预先加固围岩并结合钢格栅支撑等有力措施,顺利通过了不良地段.最后分析了浅埋段荷载的计算,阐述了新奥法的岩体动态性质的力学概念.

浅埋偏压状态下软弱泥质页岩隧道洞室及围岩的稳定分析

针对常张高速公路关口垭软弱泥质页岩的特点,采用三维有限元数值计算方法,分析了浅埋偏压隧道围岩受力特征、隧道洞室及围岩的稳定性,从而为软弱泥质页岩隧道工程的修建提供依据和积累经验。

浅埋装配式防护工事荷载计算方法的研究

针对装配式防护工事的特点,从计算理论到分析方法等多方面,对该种防护工事荷载计算作一分析和综述,为该种工事设计计算提供更加科学和合理的荷载计算方法,促进防护工事计算水平的发展。

覆土偏载对浅埋主平硐衬砌支护结构影响研究

为研究载荷对主平硐支护结构稳定性的影响规律,以某矿浅埋料石衬砌支护的主平硐为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的研究方法,分析支护结构稳定性影响因素,研究覆土静载作用下支护结构弯矩和轴力以及位移和最大主应力分布特征,并从料石衬砌结构中各砌块稳定性的角度分析支护结构的整体稳定性。研究结果表明:埋深和外部载荷扰动是影响支护结构稳定性的主要因素。覆土静载作用下支护结构弯矩和轴力呈非对称分布,其中弯矩最大值位于非填土侧,轴力最大值位于填土侧,且支护结构中部位置内表面将产生拉破坏,但该位置对应外表面的压应力远小于其抗压强度,使得内表面即使产生裂纹,也将因外表面砌块相互挤压而处于稳定状态,现场通过在裂隙表面涂抹素混凝土也验证了理论分析结果;并确定了随着埋深增大,支护结构受覆土静载的影响减小。数值模拟确定覆土静载使得支护结构最大位移和拉应力区域偏向填土侧,与理论分析结果吻合。同时以砌块结构竖直方向合力和砌块与砂浆间的相互作用力为指标,确定砌块结构处于稳定状态。该研究可为类似条件下料石衬砌支护结构的稳定性分析提供借鉴和参考。