强震区浅埋偏压隧道洞口段减震层减震效果分析

依托某铁路隧道洞口段,利用FLAC3D软件研究隧道施设不同厚度减震层的减震效果。结果表明:(1)与不设减震层相比,施设5 cm减震层后,二衬结构最大、最小主应力分别减小了26.05%、21.57%,竖向、纵向位移分别减小了74.68%、36.13%,竖向位移差减小了0.32 mm,最小安全系数平均提高了50.46%;(2)施设10 cm减震层后,二衬结构最大主应力增大了134.45%,最小主应力减小了26.70%,竖向、纵向位移分别减小了70.80%、26.89%,竖向位移差增大了1.85 mm,最小安全系数平均提高了11.10%;(3)施设15 cm减震层后,二衬结构最大、最小主应力分别减小了45.38%、25.16%,竖向、纵向位移分别减小了70.89%、13.45%,竖向位移差增大了1.89 mm,最小安全系数平均提高了12.56%;(4)衬砌与围岩之间施设5 cm减震效果优于施设10 cm、15 cm减震层的减震效果。研究成果可为隧道洞口浅埋偏压段减震技术的发展提供参考。

富水卵石土大直径双模盾构浅覆土始发技术研究

盾构始发是盾构施工工序中的关键一步,其施工质量好坏直接关系到始发竖井及其周边环境的安全。为解决富水卵石土地层大直径双模盾构浅覆土始发,盾构切入土体易发生水土流失、洞门密封效果差、洞门破除困难等问题,结合紫瑞隧道盾构段出洞端地层情况及施工环境条件,采取“咬合素混凝土桩+袖阀管注浆加固+降水”综合措施进行端头加固;洞口处围护桩钢筋笼全部换用玻璃纤维筋保证盾构的快速安全始发;布置两道延伸钢环止水装置以及配套措施加强密封止水效果,最终形成一套适用于富水卵石土地层的大直径双模盾构浅覆土始发技术。

浅埋偏压隧道洞口段盖挖施工稳定性分析

阐述河北省张承高速公路小营隧道洞口浅埋偏压段采用的盖挖施工方案及数值模拟结果,结果表明,相应方案可降低临时边坡的高度并保障隧道施工安全。经数值模拟计算与现场验证,边坡稳定性可控,相关研究成果可为类似工程提供借鉴。

浅埋超大跨隧道洞口段围岩稳定性研究

为保证浅埋超大跨高速铁路隧道洞口段施工稳定性,采用数值模拟和现场实测研究了浅埋超大跨高速铁路隧道洞口段施工时的围岩稳定性,结果表明:(1)浅埋超大跨隧道洞口段施工时中导洞核心土的开挖是控制围岩变形的关键工序,洞口段偏压会导致围岩拱脚局部应力集中;(2)施工引起的围岩沉降大致分为左右导洞开挖阶段、中导洞核心土开挖阶段和拆撑阶段,其中,中导洞核心土开挖30 d内是施工危险期;(3)洞口段采用的超前大管棚、超前小导管、超前预应力锚杆等措施,成功解决了洞口段围岩变形控制困难的问题,拱顶沉降最大值为34.5 mm,水平收敛最大值为12.5 mm。研究成果可为类似浅埋超大跨山岭隧道施工提供参考。

砂质页岩隧道洞口浅埋段变形特征与控制措施研究

为解决砂质页岩类软弱围岩隧道大变形问题,以峨汉高速双桥1#隧道作为研究背景,对隧道的病害、地表沉降、拱顶下沉、拱腰收敛进行调研和监测,分析洞口浅埋段初支变形特征及变形原因,并提出相应的变形控制措施,通过监测数据分析控制措施的效果。结果表明:隧道施工造成的病害以地表建筑和洞内拱腰及拱顶开裂为主。隧道随埋深的增加,隧道拱顶下沉量逐渐增加,隧道的变形由拱腰收敛向以拱顶下沉为主转变;围岩变形具有不对称性、变形量大、变形速率快、持续时间长、差异性显著、纵向范围大等特征;拱顶沉降与拱腰收敛规律一致,均经历“急剧增长—缓慢增长—快速增长—趋于稳定”4个阶段,其中急剧增长段围岩变形量大,占最终变形值的55%~75%;地表各断面沉降均经历“快速下沉—平台—缓慢下沉—2次平台—2次快速下沉—趋于稳定”6个阶段,横向分布呈不对称“V”字型,最大沉降位置位于隧道中线及右侧;洞内大变形主要是由于隧道仰拱施工滞后导致,水、地质围岩、外荷载等因素加剧大变形的发展;采取双层支护、注浆小导管、排水措施、快速封闭仰拱等措施后,隧道最大沉降值仅为大变形段的23.4%,最大下沉速率由39.0 mm/d降为12.0 mm/d。隧道变形得到控制,研究结果可为类似环境的软弱围岩隧道提供参考。

软弱围岩隧道洞口浅埋段变形特征及控制措施研究

为解决洞口浅埋段软弱围岩隧道大变形控制难、施工风险高的问题。依托在建隧道工程,对洞口浅埋段初支变形及破坏特征进行分析,提出适合该隧道的变形控制措施。结果表明:洞口浅埋段围岩松散破碎受开挖扰动和地表水影响显著,隧道破坏形式多样,围岩纵向变形不规律,随埋深增大,局部渗水严重段存在拱腰挤出现象;开挖初期围岩变形速率高,最高达到86.8 mm/d,累计变形量大,其中上、中台阶围岩变形量占比为80%~90%,变形主要分为“加速增长—缓慢增长—再次增长—趋于稳定”4个变化阶段,再增长阶段持续时间较短,约6~10 d。根据围岩预留变形量建立各施工阶段的变形控制基准及超限应对处置措施,并提出工法优化,通过数值模拟验证该优化工法有利于支护结构及时封闭,可控制前期围岩变形,保证施工安全和进度。

某强倾倒变形体内浅埋偏压洞口段的隧道变形分析及处治技术研究

以处于强倾倒变形体内并在施工过程中出现过2次变形的浅埋偏压隧道进口段为研究对象,针对实际工程地质条件及变形情况,应用新奥法原理及拱效应理论,以变形观察及监控量测为信息化施工手段,及时采用堆(填)碴反压、注浆加固、网喷补强支护等一系列有针对性的补救措施,在洞内成功地加固变形隧道,制止过大变形可能诱发隧道塌方及山体滑坡的险情;并在后续施工中,通过调整支护参数和利用创新的"三台阶八步法"施工方法,安全、顺利地完成后续不良地质段的隧道施工任务。

高速铁路隧道复杂地质条件下浅埋偏压洞口设计研究

依托沪昆铁路客运专线长沙至玉屏段上店隧道工程,系统说明复杂地形以及复杂地质条件下大跨度隧道进洞的各种问题,说明了为克服地形条件采取工程桩的必要性,明暗分界的设置原则、开挖方法的必要性和施工注意事项,并强调了洞外排水系统的重要性等。

新型桩式复合管棚套拱结构及其施工方法

地形偏压地段隧道洞口稳定性关系到整个隧道的施工和运营安全,是隧道建设者们面临的难题。桩式复合管棚套拱是一种新型支护结构,该结构既能发挥桩体的支护功能、降低边坡的刷方高度,又能提高其承载力,防止洞口边、仰坡下沉和滑移,是保证偏压地形和破碎软弱围岩隧道安全进洞和提高运营安全的有效方法。文章介绍了桩式复合管棚套拱的结构和施工方法,并进行了力学分析。

不同埋深及偏压角度条件下隧道力学特性

运用MIDAS有限元程序建立浅埋偏压隧道数值计算模型,探讨了隧道偏压角度和埋深对洞室稳定性的影响程度及衬砌结构受力变化规律。研究结果表明:随着偏压角度的增加,隧道围岩各特征点抗剪安全系数整体下降,隧道洞室的稳定性逐渐降低;随隧道拱顶埋深的增大,隧道结构内力偏压特征逐渐减弱。

内出进洞方式对浅埋偏压隧道洞口段围岩稳定性影响研究

厦蓉线水都高速平寨隧道左洞洞口受施工条件、浅埋和偏压等因素的影响,采取了中横洞内出的进洞方法。现场监测成果表明施工取得了良好的效果。为研究该进洞方式对洞口浅埋偏压段围岩稳定性的影响,利用FLAC3D程序对平寨隧道施工过程进行三维仿真分析,比较中横洞内出和正面开挖两种进洞方式下左洞洞口围岩变形和应力变化情况,结果表明中横洞内出方案对近洞口约24m范围内围岩影响较小,为较优方案。

浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常分析及处治

以湖南省汝城至郴州高速公路上的黄毛岭隧道工程为依托,结合现场监测和数值计算,对浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常及其处治对策进行了研究。分析了隧道洞口施工异常段各监测指标的变化趋势,并对其变形和开裂原因进行了综合分析。基于有限元理论,建立了浅埋偏压小净距隧道洞口段施工数值模型,比较分析了3种不同施工方法所呈现的力学特性,指出采用CD法施工可有效控制围岩变形,保证后续施工安全。最后,结合上述研究结果,提出了一系列的有针对性的浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常处治对策,实践证明其是可靠的。可为日后类似工程的设计、施工提供重要参考。

偏压隧道洞口段预加固措施选取方法分析

为选择适宜于隧道洞口段的施工预加固措施,对28座受偏压影响的隧道洞口段地形地质条件以及采用的预加固措施等资料进行了收集和整理,将影响偏压洞口段施工安全的因素分为两类,并在大量现有研究成果的基础上,提出了先治理第Ⅱ类影响因素,再加固仰坡,最后再治理浅埋偏压的预加固顺序。这种加固方式的优点在于能够有效地利用已有研究成果。以某隧道右洞洞口段预加固措施为例,验证了这种加固方式的正确性。所得结论可为具有类似地质地形情况的隧道设计和施工提供技术参考。

动荷载影响下浅埋大断面隧道洞口段施工技术

湖北恩来高速公路倒洞村隧道为上行三车道下行两车道的高速公路隧道,出口端下穿S232省道,是在具有不均匀动荷载的浅埋较硬围岩中修建大断面高速公路隧道,确保施工过程中隧道上部行车的安全及洞内安全施工,是施工中的一大难题。施工过程中通过对施工工艺的比选和不断优化,采用双侧壁导坑法及CD法开挖、支护,同时采用监控量测等信息反馈手段,动态指导施工,顺利完成了洞口段施工。

大梅沙隧道洞口段施工技术

对多雨地区的浅埋、大跨度、软弱围岩隧道的洞口段施工,其施工方案的选择与确定、将直接对施工进度、工程质量产生影响。大梅沙隧道洞口段施工采用长大管棚超前支护、中隔壁法施工、围岩监控量测技术,较好地解决了施工难题,为浅埋、大跨、软弱围岩公路隧道的洞口段施工探索出一套较为科学的施工技术。

浅埋土质软岩隧道洞口段施工技术

在洞口遇断层、地层为第四系坡积层、含有黄土夹碎石、较厚腐植土且含水量丰富、两边边坡高及边仰坡围岩自稳性极差的条件下,如何形成进洞条件来加快施工进度是困扰工程进度的关键,重点介绍了在此种浅埋土质软岩中的隧道如何快速进洞的施工技术。

浅埋洞口段黄土公路隧道施工变形性状现场测试研究

以某黄土公路隧道工程为依托,借助现场测试方法研究浅埋洞口段黄土公路隧道地表沉降、拱顶下沉和周边收敛时态分布规律,并结合实测数据建立隧道施工变形统计分析预测模型。研究结果表明:(1)黄土隧道施工变形呈现显著的时间和空间效应,其时态分布曲线符合指数函数型发展规律;(2)地表沉降随时间呈增长趋势,约60 d后逐渐趋于稳定,其最大值(wmax)的统计变化范围为(−30.78~−105.20)mm;(3)横向地表沉降曲线分布呈凹槽形,沉降槽宽度约(3~5)倍隧道跨度(B),且隧道开挖引起的地层损失率为0.74%~3.08%;(4)拱顶下沉与周边收敛时态曲线可分为线性增长、持续变形和平稳发展3个阶段,且线性增长阶段占总变形量的60%以上;(5)v_(max)的统计值变化范围为(−17.1~−201.1)mm,其95%置信区间为[−51.53,−65.11],u_(max)的统计值变化范围为(−12.1~−122.0)mm,其95%置信区间为[−35.08,−43.39],建议V级围岩黄土隧道预留变形量取值范围为(−100~−150)mm;(6)拱顶下沉与周边收敛速率时态曲线呈先急剧增加后逐渐衰减趋势,最终稳定后的拱顶下沉速率(Δv)和周边收敛速率(Δu)依次为(−0.05~−0.80)mm/d和(−0.02~−0.60)mm/d。

基于突变理论的隧道洞口浅埋段软弱围岩失稳分析方法

针对隧道洞口浅埋段多位于覆盖层、坡积层或风化严重的软弱破碎岩体中,极易发生失稳破坏的现实问题,以某隧道为工程背景,提出1种基于突变理论的隧道洞口浅埋段软弱围岩失稳分析方法。根据隧道围岩失稳情况,建立隧道洞口浅埋段围岩力学模型,采用Weibull分布函数,描述隧道上覆软弱地层的本构关系;根据总势能原理建立围岩失稳破坏的尖点突变模型,导出围岩失稳的力学判据;将地表沉降监测数据和尖点突变模型进行有效融合,建立隧道围岩稳定性预测模型,导出围岩稳定性判别式;以隧道5处典型断面为例,选取出现明显失稳征兆之前的7 d监测数据进行验证。结果表明:隧道洞口浅埋段围岩失稳与上覆地层的应变软化程度、刚度比及含水率相关;隧道围岩失稳力学判据和稳定性判别式的判别结果与现场实际围岩情况一致;利用地表沉降数据建立的围岩稳定性判别式来预测围岩的稳定性是合理可行的。

黄土隧道洞口浅埋段开挖支护技术探讨

随着国家西部大开发的不断深入,铁路隧道施工中黄土隧道所占的比例逐步提高。文章以兰山隧道工程实例为背景,介绍了该隧道洞口段的总体施工方案,并针对在施工过程中出现的沉降过大导致衬砌裂缝及地表裂缝的问题,提出采用反压墙控制边坡滑移、仰拱紧跟及三台阶临时仰拱法控制隧道拱部沉降等一系列保证黄土隧道洞口浅埋段施工安全的开挖支护技术措施,以便为今后同类型隧道的施工提供参考。

山区高速公路隧道偏压浅埋洞口段施工技术探讨

针对山区高速公路隧道偏压浅埋洞口段施工,从施工原则、施工加固方案等方面进行系统阐述,为类似工程提供参考。