膨胀岩土地层盾构隧道结构力学行为研究

文章在提出膨胀接触压力概念的基础上,采用接触单元对膨胀接触压力和膨胀力的关系进行了研究,得出了膨胀接触压力与膨胀岩土分布、厚度、结构及地层刚度等的关系;同时对膨胀岩土地层中盾构隧道"荷载-结构"模式外荷载及"梁-弹簧"模型的特点进行了分析;并将其分析结果直接应用到成都地铁2号线膨胀岩土地层盾构隧道的结构分析中,得出了盾构隧道在不同膨胀岩土层、膨胀力、埋深和拼装方式条件下的结构内力值,对隧道结构设计起到了指导作用。

极软岩隧洞的设计与施工

在岩石饱和抗压强度低于5MPa的岩体中修建长隧洞,如何保证围岩稳定,进行安全施工是最突出的问题。国内外在软岩隧洞施工过程中经常遇到塌方事故发生,造成人员伤亡、设备损失、工期延误,投资增加。在极软岩层中建成的15km长的顶山隧洞,采用了信息化的设计和施工方法,保证了施工安全,工期提前半年,节省了工程建设资金并取得了工程建设质量优良的效果。

膨胀岩公路隧道结构设计与施工稳定性分析

膨胀岩是遇水发生物理及化学反应,引起岩石含水量及岩性发生变化,且体积发生膨胀的一类岩石。为研究公路隧道在膨胀性围岩段的结构稳定性,依托大华岭特长公路隧道,对膨胀岩隧道的膨胀岩等级判别、结构设计和施工稳定性等方面进行了综合分析。通过对隧道施工过程的数值模拟分析,结果表明,结构的薄弱部位为分步开挖的交接处,尽管应力集中现象及围岩塑性区没有影响结构的安全性能,但在结构设计和施工中仍然要注意设置锁脚锚杆,并严格控制钢架接头的质量及喷射混凝土的厚度。如今该隧道已成功运营,进一步说明文中论述的结构设计参数及施工方案是合理的。

梅子沟联拱隧道中导洞锚喷支护FLAC模拟研究

梅子沟联拱隧道处于复杂的浅埋地层环境中,其穿越地层多数为强风化与全风化地层。根据联拱隧道动态设计施工的实质内容和新奥法施工原理,采用三维有限元差分法(FLAC)对梅子沟隧道中导洞锚喷支护设计进行了力学响应动态模拟,并分析了锚喷支护机理以及围岩体应力场和位移交形状况,由此提出了联拱隧道合理的施工工序。

铁路隧道围岩分级细化研究及应用

对Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ各级的软弱围岩,沿用相关规范计算所得的隧道围岩荷载,因级别不同,其荷载量值的差异往往过大。在现行公路隧道岩质围岩亚级分级方法的基础上,建立了新的围岩亚级分级与铁路隧道所采用的弹性纵波速度细化之间的关系,从而避免了铁路隧道不同围岩分级时其弹性纵波速度交叉重叠的现象。对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级岩质围岩,在本项研究中,对铁路隧道按照围岩弹性纵波速度Vp作了更进一步细化,并用以作为围岩初期支护设计压力的计算,避免相邻分级之间其计算荷载值差值过大造成的困难。结合青岛市地铁隧道工程,采用综合模糊判别方法对施工阶段围岩进行动态细化判定和调整,使隧道设计施工更为安全有据、经济合理。

扁平超大断面隧道的施工力学特征及其动力稳定性分析

针对超大断面小近距隧道支护设计中的围岩压力分布、位移变形特征问题,以牛寨山双洞八车道公路隧道为研究对象,建立了考虑工程实际地形、工程地质的三维有限元模型,开展了隧道开挖的施工力学形态数值模拟分析,得到了隧道施工过程中隧道围岩变形规律,探讨了小净距大断面隧道近接施工的影响规律.结果表明,小净距大断面隧道所表现出来的施工力学特性复杂,由于偏压的影响,围岩整体水平位移呈非对称分布,最大水平位移发生在南线隧道拱肩处,隧道拱顶下沉最大值发生在先行洞,隧道仰拱处隆起较大;应力集中在两洞仰拱和拱脚处.在此基础上,开展了隧道开挖后的动力有限元计算,分析了洞口段地震力作用下的动力响应,评价了其动力稳定性.计算结果可为优化设计、指导隧道施工以及为隧道稳定性和支护结构安全性评价提供参考.

弱膨胀性泥岩地区小型引水隧洞病害分析及加固

以贵州某水电站无压引水隧洞加固工程为例,针对弱膨胀性泥岩导致的隧洞侧墙变形开裂、顶拱岩块脱落、底板隆起等工程病害,结合工程所在区域的地质特点,通过试验和地质雷达等手段对隧洞围岩变形特征进行分析,明确了隧道围岩长期遭水浸泡,膨胀性围岩遇水膨胀是引发隧洞病害的主要诱因。采用三维数值模型,对隧洞膨胀性围岩遇水膨胀导致的隧洞侧墙应力应变分布特征进行模拟。拟定以排水、隔水为主,同时采用锚杆加固、对侧墙变形严重区段分块拆除重建的工程修复方案,并提出在实际施工过程中应注意隧洞侧墙逆止阀安装、隧洞侧墙拆除重建等施工工艺要求。本隧洞修复工程最终取得良好的实际运用效果。

海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷

介绍国内外跨海隧道工程建设现况及其设计施工和研究特色,论述海床基岩工程地质、水文地质特征与综合地质勘察,对影响海底隧道最小覆盖层厚度——隧道最小埋置深度进行讨论,并就施工探水与治水、隧洞围岩防塌险情预报与预警——围岩稳定性评价,以及施工期对隧道衬护原设计参数的调整与修正等问题作分析与探讨。同时,对海底隧道衬砌结构选材,耐腐蚀高性能海工混凝土,以及公路与城市道路长、大海底隧道的防灾与救援等专门性问题阐述一点认识。最后,对超大型盾构机长距离掘进与深水急流海底沉管隧道的设计、施工等列出其中的若干技术关键问题。所论述的各个方面问题,可供国内当前在建和待建的几座海底隧道设计与施工技术人员参考。

骡坪隧道施工监控量测及其成果分析

新奥法施工的核心思想是把隧道围岩和支护结构作为一个完整的支护体系,而监控量测是新奥法施工的重要组成部分。以渝宜高速公路骡坪隧道为工程背景,基于隧道埋深大、大变形等工程特点,通过围岩变形监测、支护体系受力监测和锚杆轴力等现场监测,分析了隧道大变形段典型围岩的变形特点,得到了隧道在软弱岩体施工开挖过程中的围岩变形规律及支护体系受力特点,从而判断围岩的变形状态及支护的可靠程度。研究成果为隧道的现场施工提供了必要的依据,同时也可为分析研究其它同类工程提供参考。

对3车道大断面公路隧道问题的思考

从设计、施工与围岩稳定性、动态施工过程、仿真物理模拟和数值模拟技术等方面详细地阐述了国内外3车道大断面公路隧道的现状,并就大家关心的问题作了分析。

软弱围岩中修建大跨隧道的设计和施工

在大跨隧道的修建中 ,选择一套合理的设计和施工方案是十分重要的。本文以新建内昆铁路金竹林隧道进口端双线车站大跨隧道为例 ,较为详细地介绍了该隧道洞口段的山体滑移整治 ;洞口车站大跨段通过断层在设计上的特点 ;车站大跨段通过断层的施工方案比选等。文中提供的监控量测数据可作为今后类似条件下隧道结构设计的参考。

复杂山区铁路隧道软岩大变形防治

高地应力软岩隧道大变形是复杂山区隧道建设的世界性难题之一。本文以原铁道部科技研究开发计划《艰险困难山区高速铁路复杂地质隧道修建技术》课题为依托,从设计和施工两个方面对软岩隧道大变形的控制进行研究,提出了"让抗结合,柔刚相济,组合围岩,共同承载"的大变形控制理念、大变形四级分级方法、适宜于大变形的三种断面轮廓、不同变形等级的长锚杆的支护参数、台阶法施工时"长短锚杆结合,先短后长分次施作"的锚杆施工方法等研究成果,并对软岩大变形隧道采用"大断面+仰拱"法和全断面法的开挖工法进行了探索。

邻近既有线新云居山隧道群施工设计

在既有杭深铁路福州南—福清区间并行建设福厦铁路正线、福州南动走1线和动走2线。这三条线路穿越云居山共修建五座隧道(新云居山隧道和1#—4#隧道),存在新建隧道小净距上跨既有清凉山隧道施工和新建隧道相互影响的问题。本文针对新云居山隧道与1#隧道、3#隧道直立边坡进洞并行段、新云居山隧道小净距上跨既有隧道影响段、新云居山隧道与3#隧道小净距立体交叉段三个关键区段的施工方案进行设计,提出在进洞并行段对直立边坡采用锚固桩加固,对新云居山隧道采用加强型衬砌,在上跨影响段对既有隧道施作加强型衬砌,在立体交叉段对3#隧道及中夹岩采取加强型技术参数。经数值模拟,所提设计方案能有效降低隧道开挖对围岩的扰动,明显减小衬砌结构隆起量。现场监测结果表明,进洞并行段地表、上跨影响段衬砌加强后的清凉山隧道和立体交叉段3#隧道位移均较小,结构受力状态良好,说明设计参数和施工方法合理可靠。

挂榜岭公路隧道的设计与施工

简要介绍了广东省高州市府前路南段挂榜岭隧道的设计与施工概况。该隧道于１９９７ 年１０月动工，至１９９９ 年４ 月完成一期工程右洞的建设。该隧道埋深浅，所处地质条件差，围岩非常软弱，且根据实际需要，隧道跨度要求较大。

铁路膨胀岩隧道初期支护稳定性分析及设计优化

通过对国内外学者研究成果的归纳总结,结合隧道工程特点,提出一种膨胀岩综合分级标准。以玉(溪)蒙(自)铁路秀山隧道为工程背景,采用ANSYS软件分析中、强膨胀级别下膨胀力对初期支护的影响规律。结果表明:原设计中等膨胀工况膨胀范围为4 m时最小加固范围为6 m,强膨胀工况加固范围太大,常规注浆工艺较难实现;隧道断面优化后中等膨胀工况膨胀范围为4 m时最小加固范围为2 m,强膨胀工况膨胀范围为3 m时最小加固范围为4 m;随膨胀级别升高,初期支护仰拱底鼓和边墙收敛量增加;优化后由于加固范围减小,初期支护变形量增大。

对西康铁路软岩和极软岩隧道支护的认识

西康铁路沿线软质岩带在秦岭以南分布较广。在软质岩带集中出露的地段 ,地质情况复杂 ,隧道围岩稳定性差 ,其工程地质特性随着岩层矿物质成分、产状、风化程度、地下水赋存特征的不同有很大差异。本文介绍了西康铁路南段软岩和极软岩带的设计指导思想 ,并结合西康线具体情况 ,具体分析了软岩极软岩对隧道施工的影响 ,对该类地层铁路隧道的设计、施工 ,提出几点建议 ,作为今后工作的借鉴。

三车道大断面公路隧道研究现状综述

随着我国高等级公路的发展 ,三车道大断面公路隧道将成为高等级公路隧道的重要组成部分。本文从设计、施工与围岩稳定性、动态施工过程、仿真物理模拟和数值模拟技术等方面详细地阐述了国内外三车道大断面公路隧道的研究现状。

钻爆法隧道智能建造技术研究综述与展望

首先,概述智能建造的基本内涵,即采用新一代信息技术、人工智能技术和机器人技术,构建智能超前地质预报、智能围岩质量评价、智能设计、智能施工、工程智能管理的多系统协同控制的隧道建造新模式。其次,从智能超前地质预报、智能围岩质量评价(钻进参数、数字图像、三维激光扫描点云等)、智能设计(信息化和数字化支护参数设计、智能化生成式设计方法等)、智能施工(施工工法工艺、施工装备等)、智能建造协同管理平台5个方面总结钻爆法隧道智能建造技术的研究现状。最后,从以下方面对智能建造今后的发展前景和方向进行展望:需构建与钻爆法隧道智能建造相适应的智能算法和模型;探索智能建造条件下隧道围岩响应规律和支护力学特性;发展考虑时间效应的隧道围岩整体稳定性评价方法和支护体系一体化设计方法;研制自感知、自适应、自决策的谱系化、多功能智能装备;形成更为安全、高效、经济的隧道智能建造标准化工法工艺;开发覆盖面更广、功能更强大、智能化水平更高的协同管理平台。

成兰铁路杨家坪隧道活动断裂软岩大变形处治设计施工技术

随着中国铁路建设的如火如荼,铁路隧道已经不再受地域和地质条件的过多限制,进而在实际施工中也遇到了各类问题。如,成兰铁路"四极三高"的特殊地质,致使隧道施工中遇到了普遍的支护大变形、开裂,杨家坪隧道3#横洞工区的支护变形率竟高达70.5%。文章结合实际案例,对该隧道支护变形进行了深入的原因分析,提出了合理的处治措施,成功地处治了支护大变形段落和顺利地渡过了活动断裂、软岩大变形段。并对此隧道活动断裂、软岩大变形进行了系统总结,此隧道大变形的处治设计施工经验,对类似隧道项目有着较好的借鉴和参考价值。

古城水电站引水隧洞围岩稳定分析及支护结构设计

结合古城水电站工程实际,对施工开挖过程中的围岩稳定问题进行了分析论证,并分析了典型工况下的衬砌受力。为验证引水隧洞施工开挖方式及衬砌型式的合理性,通过平面非线性有限元计算分析,确定各类围岩初期支护及二次支护参数,确保工程质量。