隧道临界稳定断面确定方法及应用

文中提出一种基于参数化建模和强度折减法的隧道临界稳定断面确定方法.通过定义数值模型的关键点坐标,实现了基于FLAC3D的多心圆断面隧道参数化建模.定义一个尺寸调整系数,为强度折减计算得到的安全系数和安全系数目标值的比值.当尺寸调整系数大于1时,说明计算安全系数大于目标安全系数,隧道开挖断面小于临界稳定断面,可将隧道几何尺寸乘以尺寸调整系数,使得隧道开挖断面等比例扩大;反之,则说明隧道开挖断面大于临界稳定断面,将隧道几何尺寸乘以尺寸调整系数,使得隧道开挖断面等比例缩小.通过FLAC3D内置的FISH语言编程,根据尺寸调整系数,对隧道开挖断面进行等比例调整,直至尺寸调整系数等于1,迭代终止,得到最终临界稳定断面.

山岭隧道超大断面盾构组装洞室关键施工技术

以渝湘高铁重庆到黔江段重庆长江隧道为例,针对该隧道洞室施工工艺复杂、施工难度大、危险性高、施工周期长的特点,提出了盾构组装洞室总体施工方案,即盾构组装洞室采用分部分层台阶法施工,对其施工工艺及施工方法进行详细论述,结果表明,该施工技术科学合理、安全可行。

隧道进口穿越断层破碎带洞身开挖施工分析

为探讨隧道进口穿越断层破碎带洞身开挖施工,以立洲水电站工程实例为背景,分析了三台阶设置临时仰拱法在穿越断层破碎带洞身开挖中的应用。分析表明,断层破碎带洞身地质条件复杂,围岩稳定性比较差,存在塌方的概率比较大,利用三台阶设置临时仰拱法配合系统锚杆、钢筋网、钢架及湿喷混凝土联合支护的施工方法,既能保证施工效率,也可以很好地控制塌方问题,促使施工任务高效、安全、有序完成,可为类似工程施工提供参考和借鉴。

桑树坪煤矿岩巷掘进爆破参数优化

为有效保护钻装机组、提高出碴效率、合理提高循环进尺,在充分调研现有爆破技术的基础上,提出了以“中空孔直眼掏槽”为基础的爆破试验方案。通过爆炸成形中空孔双七眼掏槽爆破试验、下台阶双掏槽区直眼掏槽爆破试验、下台阶单掏槽区3步起爆爆破试验以及3步起爆法优化等确定了桑树坪煤矿岩巷掘进最优爆破参数,实现了爆破飞石距离小于15 m、大块率低、爆堆集中的目标,对移动受限的钻装一体设备、拱顶锚网支护具有明显的保护作用,每月掘进进尺能提高20~30 m。该试验方案有效解决了岩巷掘进效率低和爆破飞石抛掷远的问题,为煤矿岩巷快速掘进综合技术的应用提供了参考。

开挖方式对跨基覆界面浅埋偏压隧道变形的影响分析

崩坡积~灰岩交界段(土岩交界段)一部分为松散的坡积体,一部分为岩体,工程性质相差较大,不同的隧道开挖方式会对隧道的稳定产生较大的影响。基于四川省九寨沟—绵阳高速公路某隧道工程,采用模型试验和数值模拟的方法,对有挡土墙预加固措施情况下崩坡积~灰岩接触地段浅埋偏压隧道在环形开挖预留核心土法、三台阶七步开挖法、CD法和CRD法4种开挖方式下的受力和变形特性进行研究。结果表明:土岩交界段浅埋偏压隧道的地表沉降呈现出明显的不对称特征,4种开挖方式下的最大地表沉降均向左侧偏移;4种开挖方式产生的最大围岩位移都发生在隧道的拱顶处,且右拱肩、右拱腰的沉降值小于左拱肩、左拱腰;4种开挖方式最大主应力的最大值出现在隧道右拱腰位置处,最小主应力的最大值出现在隧道右拱脚位置处;相较于三台阶七步开挖法,环形开挖预留核心土法、CD法及CRD法都能够最大限度地保证隧道施工的安全。

破碎板岩隧道两台阶带仰拱一次开挖工法特性研究

为保证破碎板岩隧道施工的安全性及稳定性,本文以玉磨铁路立新隧道为研究背景,对破碎板岩隧道的破坏特征和工法特性进行了研究。结果表明:(1)破碎板岩隧道的破坏特征可分为应力重分布作用下的层理破坏、重力作用下的块体滑落、掉块导致的大范围塌方3个阶段;(2)两台阶带仰拱一次开挖工法较传统台阶法拱顶沉降最大值减小10.66%,仰拱隆起最大值减小8.22%;开挖阶段最大水平位移值减小7.92%;(3)两台阶带仰拱一次开挖工法下收敛值较传统台阶法有所减小,控制效果为12.22%;(4)在支护完成时,两台阶带仰拱一次开挖工法较传统台阶法最大主应力、最小主应力、最大剪切应力分别减小14.29%、13.33%、13.17%;(5)破碎板岩隧道中两台阶带仰拱一次开挖工法优于传统台阶法。研究成果可为破碎板岩隧道的安全施工提供参考。

极小覆岩厚度条件下地铁隧道逆台阶法开挖稳定性分析

为减少台阶法施工时爆破扰动对隧道上覆围岩稳定性的影响,针对极小覆岩厚度条件下的隧道塌方问题,提出适用于极小覆岩厚度条件下的逆台阶开挖工法(下台阶先行开挖,再通过爆破控制技术开挖上台阶),并依托青岛地铁某区间隧道,通过有限元软件FLAC 3D对逆台阶法开挖稳定性进行数值模拟分析。模拟结果与工程实践表明,在极小覆岩厚度条件下,采用逆台阶法先行开挖下台阶可额外为上台阶提供开挖临空面,从而有效减少上台阶爆破扰动对上覆围岩力学性能和完整度的影响,充分保护上覆围岩的承载能力,保障地铁隧道开挖安全。

三台阶七步开挖法在高速公路隧道工程中的应用

文中以某高速公路隧道工程为例,通过对隧道施工难点的分析,提出三台阶七步开挖法施工方案。实践证明,地表沉降、拱顶沉降、周边收敛均控制在许可范围内,隧道施工安全性良好,且质量可靠。三台阶七步开挖法在本高速公路隧道工程中应用具有可行性。

连霍高速杏花村1号大跨扁平超大断面隧道开挖方案研究

为研究大跨扁平超大断面隧道围岩和支护结构受力变形影响,以连霍高速杏花村1号隧道为工程背景,采用有限元软件FLAC^(3D)对V级围岩进行数值模拟,对双侧壁导坑法和三台阶四部开挖法在隧道开挖时的位移、塑性区、初期支护应力的影响规律进行了研究,提出适用于大跨扁平超大断面隧道不同地质条件下安全经济的开挖方法。对比分析结果表明:隧道开挖时,采用三台阶四部开挖法的隧道拱顶位移、临时支护结构的应力、隧道岩体周边位移较采用双侧壁导坑法大。双侧壁导坑法安全性更高,对围岩位移的控制效果更好,研究成果为今后此类工程的施工提供经验和理论指导。

电液比例控制油气悬架模拟试验台设计与分析

针对现有油气悬架模拟试验台加载精度不高、功能相对单一的问题,设计了一套基于电液比例控制技术的多功能复合式模拟试验台.通过建立电液比例液压加载系统的数学模型,完成了系统传递函数的推导.利用Matlab绘制Bode图,分析得到系统的幅值裕度为11 dB,相位裕度为74.9°,系统具有良好的稳定性.利用Simulink搭建系统仿真模型分析其动态特性,结果表明:阶跃响应完全消除稳态误差的时间为0.35 s,系统响应速度较快.因此,该系统可以满足重载车辆油气悬架模拟试验的加载需求.

高速公路隧道S-Ⅲ级围岩上下台阶法开挖施工技术研究

文中研究了高速公路隧道S-Ⅲ级围岩上下台阶法开挖施工技术,采用C32混凝土喷护岩石,通过小管棚预注浆加固锁口段岩体。通过钻爆作业来保证开挖轮廓正常,安装小导管向四周围岩合理注浆,实现超前加固。采用上下台阶法进行开挖,并采取相应支护措施完成施工。测试结果显示,断面处岩石试件回弹表征值均在45以内;三个测试点的沉降量均在20 mm以下,结果符合预期,该技术能够有效控制围岩变形,施工效果良好。

兰州市某深基坑锚杆支护开挖过程数值分析

利用ADINA有限元软件,以兰州市某深基坑开挖及支护工程为案例,对施工全过程进行模拟,分析锚固、未支护和坑顶超载基坑在开挖过程中基坑的位移场、应力场及锚杆拉力的变化规律,结果表明,锚杆能有效限制基坑水平位移,开挖深度和超载增加,锚杆拉力、基坑水平位移增大,其规律可为今后该地区深基坑设计和施工提供经验和依据。

悬臂式掘进机隧道开挖施工技术研究

目前传统钻爆施工受地质情况、外部环境及人为因素影响较大,施工安全系数较低,且光面爆破对技术的要求很高,容易出现超欠挖等缺陷,因此提出在隧道横洞工程开展悬臂式掘进机施工技术研究。文章简要阐述悬臂式掘进机的工作原理和施工特点,然后对悬臂式掘进机隧道开挖技术要点进行分析,最后与钻爆法施工相比,总结出悬臂式掘进机隧道开挖施工能有效控制隧道超欠挖,具有对围岩扰动小、施工效率高等优势。

隧道台阶法开挖进尺及台阶长度优化分析

开挖进尺及台阶长度取值是采用台阶法进行隧道施工的必要参数。本文以某区间隧道工程为依托,采用有限差分软件FLAC3D构建数值计算模型,对比不同开挖进尺及台阶长度工况下初期支护拱顶沉降、水平收敛及地表沉降的影响。数值模拟计算结果表明:拱顶沉降最大沉降值及水平收敛值均随着开挖进尺及台阶长度的减小而减小,拱顶沉降曲线及初期支护水平收敛曲线呈“S”型分布。最终得出,最合理的开挖进尺及台阶长度分别为0.8 m,6 m。

微台阶法在高风险软弱围岩隧道中的应用及创新

本文介绍了微台阶法在高风险软弱围岩隧道中的应用及创新。针对高风险软弱围岩隧道常规掘进工法存在安全风险高、掘进速度慢等问题,我们提出了采用微台阶法进行掘进的方案。此外,我们还对微台阶法的相关参数进行了优化和改进,使其在实际工程中更加适用。在实际工程中的应用结果,证明了微台阶法可以有效地提高隧道的稳定性和安全性,且有效提高了掘进速度。

公路隧道三台阶七步开挖法力学响应研究

为研究隧道三台阶七步开挖法施工过程中的受力机理,以某公路隧道为背景,运用FLAC3D模拟隧道开挖全过程。研究显示,上台阶开挖诱发的变形超过隧道总体变形的50%,应加强该工序动态过程控制;由于隧道开挖围岩应力重分布,拱顶上部围岩形成低应力区,拱腰处围岩出现应力集中现象,支护设计时应适当提高拱腰部位衬砌强度;上导洞掌子面前约0.5D(D为洞径)区域为岩体塑性区,而核心土体对应掌子面未出现塑性区,说明核心土有利于掌子面的稳定性。

水封爆破在软弱围岩隧道台阶法开挖中的应用研究

软弱围岩隧道中采用钻爆法开挖,可形成光滑的开挖轮廓并减小爆破扰动,对提升隧道施工效率以及保证施工安全性至关重要。依托哈牡专线威虎山隧道,研究了水封爆破在软弱围岩隧道台阶法开挖中的应用,对比了常规爆破与水封爆破的超欠挖以及振动安全控制效果。研究结果表明,在软弱围岩隧道台阶法开挖中,采用水封爆破更有助于形成光滑的开挖轮廓,降低了爆破诱发振动;相比常规爆破,水封爆破更适用于软弱围岩隧道开挖。

三台阶七步开挖法在超大断面扁平隧道的应用

针对Ⅳ级围岩超大断面扁平结构矿山法隧道洞身开挖及支护施工,为保证施工安全前提下降低施工成本,提高工程的施工效益,优化施工工序同时降低现场人员施工作业难度,提高隧道工程施工主体结构的施工质量,本文深入分析了三台阶七步开挖法实际应用过程中如何有效保障作业人员施工安全、洞身开挖支护实体结构工程质量,以及三台阶七步开挖法在超大断面扁平结构Ⅳ级围岩地质结构中高效施工的优势。

水电站进水口陡倾角超高边坡开挖支护施工技术

以巴基斯坦Mohmand水电站进水口为依托,其边坡具有倾角陡、高差大等典型特征,为解决进水口高陡边坡施工面临的结构安全问题,提出“台阶开挖法”与“全面浅层支护联合局部深层支护”相结合的施工技术。通过工程实践表明该施工技术切实可行,能有效规避边坡失稳风险。

台阶法施工时台阶长度对富水隧道稳定性影响研究

为提高富水隧道条件下台阶法施工效率,以小麻柳尾矿库主隧道工程为例,根据工程实际情况构建三维数字模型,进行流固耦合分析,分别模拟长台阶法、短台阶法以及微台阶法隧道施工过程。在此基础上,根据施工后隧道渗流场、位移场、应力场及塑性区分布情况分析不同台阶法施工效果,以CRITIC算法对其进行综合评价。结果表明,微台阶法更适于富水条件下隧道工程施工,其次为长台阶法,短台阶法施工效果较差。