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。

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。

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。

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。

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。

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。

隧道洞口浅埋偏压段两种围岩注浆措施的抗震效果分析

为进一步提高隧道洞口浅埋偏压段的震时安全性,依托某铁路隧道洞口段工程,利用有限差分数值计算软件对两种围岩注浆抗震措施的抗震效果进行了研究,对比分析了围岩采用接触注浆与间隔注浆两种抗震措施对隧道衬砌结构位移以及内力的影响。研究结果表明:围岩采用接触注浆抗震措施后,二衬结构横向及纵向位移分别减小了86.7%、38.1%,轴力及弯矩平均减小了45.12%、64.20%,最小安全系数平均提高了61.36%;围岩采用间隔注浆抗震措施后,二衬结构横向及纵向位移分别减小了49.3%、23.8%,轴力及弯矩平均减小了39.42%、44.90%,最小安全系数平均提高了43.11%;围岩采用接触注浆抗震措施的抗震效果优于间隔注浆抗震措施。研究成果可为隧道洞口段抗震技术的发展提供参考。

浅埋偏压隧道进洞方案优化与边坡稳定性分析

浅埋偏压隧道进洞方案与洞口边坡稳定性分析是公路隧道建设中的重要问题,边坡的稳定性对隧道工程建设与运营起着十分重要的作用﹒以向家坝水电站库区的姚家坝隧道为研究背景,为了避免隧道洞口开挖引起边坡滑动和洞内塌方,提出格构锚杆、抗滑桩、锚喷支护与超前支护等联合支护技术,采用三维有限元法研究隧道施工引起边坡与支护结构的稳定安全状态,并对洞口治理前、后山体边坡以及隧道支护结构的受力、变形与稳定性进行对比分析﹒研究结果表明:隧道洞口经治理后,边坡土体与支护结构的位移和应力均得到有效控制,且在安全允许范围之内,表明山体边坡稳定,隧道支护结构安全﹒

浅埋黄土隧道洞口段施工技术探讨

主要阐述了吕临铁路车赶隧道出口在软弱围岩、浅埋洞口段施工过程中采取的一系列安全措施及技术措施,提出了几点有效、合理的解决办法,在保证安全及快速的情况下完成了洞口浅埋段的施工,具有一定的指导意义。

浅埋双洞错距山岭隧道洞口段地震响应试验研究

由于岩土非线性本构模型以及地震动力方程的复杂性,采用数值模拟或解析法分析隧道抗震性能均存在一定不足,因此模型试验仍是当前研究隧道抗震的有效途径。以强震区勒不果喇吉隧道为原型,设计相似比为1∶30,以河砂、机油与粉煤灰热融混合料作为围岩的相似材料,以石膏作为隧道衬砌相似材料,在隧道模型衬砌内外侧对称粘贴应变片以监测应变应力值,同时在隧道模型及振动台上安设结构加速度计来反演模型围岩的地震响应,采用大型振动台模型试验研究浅埋错距双洞隧道洞口段震害特征与工程减震措施。结果表明:隧道模型围岩对输入地震波有较明显的扩大效应,其频率谱也发生了改变,15 Hz以下频段的地震波得到了强化而其余频段发生衰减;岩土体对隧道结构的约束作用减轻了隧道结构的地震响应,按照模型试验相似比换算,可以将45 m作为隧道洞口段抗震设防长度;隧道墙角位置与仰坡拱肩45°角处为山岭隧道洞口抗震的薄弱环节;洞口段错距部位的震害要比其他部位更加严重,设计中可以考虑在错距部位适当增加岩土体积,以增强该部位的岩土约束作用;地震波作用下浅埋双洞错距山岭隧道地下结构之间存在较强的动力相互作用;在隧道结构周围设置大阻尼结构减震层可以有效降低隧道洞口的地震响应,减弱衬砌应变损伤。

小净距隧道洞口段围岩变形与坡体稳定性分析

针对浅埋小净距隧道洞口段施工围岩-边坡地形偏压影响及施工过程中的危险施工步问题,引用强度折减法为依据,建立浅埋偏压小净距隧道的仿真模型计算隧道安全系数,并结合现场监测数据对比分析隧道稳定性,结果表明:隧道开挖会使边坡滑移范围向坡顶和坡脚扩展,滑体在隧道中夹岩处分流,使先行洞以扩张形变为主后行洞以压缩形变为主;先行洞内侧上部、外侧上部开挖及后行洞核心土弧形导坑开挖为围岩扰动相对较大施工步,中夹岩、左洞左拱脚与右洞右拱腰为小净距隧道围岩最危险部位,应针对工程实际偏压情况加强支护措施.上半断面的开挖过程造成的围岩扰动大于下半段面.

高速公路隧道洞口浅埋段施工方法

结合厦成高速公路漳州段A1合同段灯火寨隧道进口浅埋段施工方法,总结了洞口段围岩预加固措施以及合理的开挖方法,指出坚持施工原则采取有效的施工方法对确保隧道施工安全至关重要。