落石冲击作用下棚洞-拦石墙顶板及缓冲层的动力响应

以黔张常铁路(黔江—张家界—常德)为例,采用离散元软件PFC3D与有限差分软件FLAC 3D进行耦合计算,研究落石冲击棚洞-拦石墙顶板及缓冲层的动力响应,优化棚洞-拦石墙顶板及缓冲层设计,并对掺有轮胎颗粒的缓冲层进行研究。结果表明:可适当减小棚顶厚度,达到减轻结构自重与节省原料的目的,但棚顶厚度不宜小于0.4 m;适当增加缓冲层厚度可以减小落石冲击力,从而减小顶板挠度与应力,且缓冲层厚度不宜低于0.50 m;缓冲层添加20%~30%轮胎颗粒能有效提升缓冲层防护效果。

隐式中墙连拱隧道修建优化设计

隐式中墙复合式连拱隧道在长距离浅埋暗挖施工过程中,面临管棚超前支护施作工序复杂、先开挖侧隧道拱腰至边墙处应力集中以及中墙顶部区域夹岩稳定性差等技术难题。文章以某一具体工程为例,为解决大管棚工作室对连拱隧道施工效率的影响问题,采用了无室管棚技术;并从中墙顶部区域设置加长网状的非等参系统锚杆、中墙与先行洞衔接处初期支护的圆顺过渡和临时中墙两侧设置自进式锚杆悬吊这三个方面对隐式中墙复合式连拱隧道进行了优化设计和计算分析。分析结果表明:在采用上述三种结构优化设计后,隐式中墙复合式连拱隧道的施工安全性得到大幅提高;隐式中墙复合式连拱隧道采用优化结构,并采用无室管棚技术,实现了连拱隧道的安全快捷施工,具有较好的应用前景。

溜砂坡防治措施之棚硐和挡砂墙工程研究

通过室外物理模拟实验,针对溜砂坡防治工程,模拟棚硐和挡砂墙防治措施,初步探讨了棚硐顶面坡度与坡体排砂效果关系,挡砂墙墙背土压力分布状况。实验结果表明:棚硐板的设置角度应比野外溜砂坡的天然休止角大约1°,能达到最佳的排砂效果;溜砂坡的不均匀系数越大,墙背土压力越大,降雨过后挡砂墙后主动土压力降低,散粒体粘聚力增加。

危岩落石棚洞-拦石墙新型组合结构防护措施研究

针对既有危岩落石防护措施满足不了铁路站场扩线防护范围需求的问题,以黔张常(黔江—张家界—常德)铁路张家界禾家村车站为背景,利用RocFall软件对边坡落石运动轨迹进行模拟,得出了落石运动能量和范围。在既有棚洞基础上,提出了一种棚洞与拦石墙相结合的新型防护结构。基于传统拦石墙稳定性计算,提出了棚洞-拦石墙新型组合结构稳定性计算公式并对其稳定性进行了验算。研究结果表明:棚洞-拦石墙新型组合结构能够抵抗落石冲击作用,安全稳定性系数较高;在既有棚洞上方修建拦石墙结构,能够增加拦石墙的有效高度。该新型结构能够克服场地狭小的限制,不影响铁路正常运营安全。

浅埋偏压隧道洞口联合支护变形监测及模拟

为减少浅埋偏压隧道洞口段的施工风险,有效控制洞口段的围岩变形。以贵州玉石高速白岩湾隧道进口段施工为例,对超前管棚、偏压挡墙联合支护方案进行三维数值模拟分析,并与实际工程监测结果进行对比,探讨联合支护方案在浅埋偏压隧道洞口施工中的支护效果。研究结果表明:在浅埋偏压隧道进口段变形控制方面,采用超前管棚、偏压挡墙联合支护方案与未支护的工况相比,联合支护能有效控制隧道的拱顶下沉、周边收敛及地表沉降,实际工程监测数据也验证了数值模拟结果的准确性。在浅埋偏压隧道洞口段施工过程中,超前管棚、偏压挡墙联合支护方案可靠有效,可为类似工程提供参考。