隧道锚洞室施工对高陡边坡稳定性影响分析

为评价绿汁江特大桥隧道锚洞室开挖对仰坡整体稳定性的影响,建立FLAC3D数值分析模型,模拟隧道锚洞室开挖所产生的静力效应与爆破动力效应;将主缆设计荷载作用于模型,模拟围岩应力、位移与塑性区分布规律。结果表明:在降雨工况+左侧隧道锚洞室开挖条件下,隧道仰坡稳定性系数为1.35;降雨工况+主缆设计荷载作用时,隧道仰坡稳定性系数1.29。隧道仰坡围岩在隧道锚洞室开挖过程中最不利荷载工况下,整体处于安全稳定状态。

地震动作用下隧道洞口段破坏特征试验研究

为研究山岭隧道洞口段在地震动力作用下对边坡变形特征及其二者之间的相互影响,以宝兰客专某黄土隧道为工程背景,开展了大比例尺的黄土隧道洞口段大型振动台模型试验,输入不同类型的地震动参数,分析在地震动力作用下黄土隧道洞口段的动力响应及变形破坏特征。结果表明:(1)随着地震动强度的增大,模型表观和内部经历了弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;(2)阿里亚斯强度(Arias Intensity)的水平与垂直分量的放大系数云图呈现颜色区域互补状态,能量衰减区集中在洞口拱顶附近的围岩,仰拱底部1~4.50倍洞径和拱顶2.50~4倍洞径围岩范围则为能量加强区;(3)不同地震波形、相同加载方向,加速度水平、垂直分量的峰值连线线形相似,个别测点的加速度峰值突出到线形之外,峰值出现时刻明显提前或滞后,说明围岩发生较大的塑性变形或破坏;(4)单向加载时,拱顶、仰拱底部围岩沿隧道进深方向的加速度放大效应基本一样,沿垂直方向的放大系数连线的台阶式变化更为明显。双向耦合加载时,拱顶、仰拱底部围岩的放大系数连线的台阶式变化都较为明显。

隧道进洞施工简易力学分析方法

隧道进洞采用“导向墙+大管棚”的方法在围岩较好时,存在浪费的问题,而在围岩较差时,存在针对性不足且不够安全的问题。为了解决该问题,采取库仑土压力理论对隧道进洞施工过程中的洞口仰坡土压力进行计算分析,得出洞口端墙是稳定洞口仰坡的重要措施,控制初期支护沉降是洞口段施工的关键。以朗肯土压力原理计算出隧道各级围岩“浅埋等压”埋深,浅埋等压时隧道支护结构处于无弯矩的有利应力状态,而只有侧向荷载作用下的支护结构为最不利应力状态,计算其支护结构最大内力,得出结构的合理厚度,对于外露及接近外露的浅埋偏压支护结构部位采取以增加结构截面厚度为主的措施来应对。偏压状态的实质是正压状态下主应力作用方向的竖向偏转,将偏压初期支护的计算分析简化为正压主应力方向的偏转即可。以工程实例来对照说明“导向墙+大管棚”进洞和“棚洞”法进洞二者的优劣,证明当前隧道进洞方案有很大的优化空间,并以一个具有全、强风化花岗岩地质,具有支护结构外露的显著浅埋偏压的工程实例来验证说明上述技术的优势。本文认为以挡土墙来稳定洞口仰坡是隧道进洞的关键措施,洞口段施工的重点在于控制支护沉降,支护结构外露的浅埋偏压隧道应采取增大外露部位的支护结构刚度的处理措施。

微型桩加固隧道仰坡稳定性分析

本文依托湖南某隧道仰坡抢险工程,通过数值模拟对微型桩群加固欠稳定边坡的效果进行了研究。研究表明:(1)采用微型桩对隧道仰坡进行加固,能够有效提高仰坡的安全系数、限制隧道开挖对仰坡的影响;(2)与大截面钢筋混凝土抗滑桩相比,微型桩施工迅速、施工风险低,既能大幅降低工程造价,又能满足工程进度要求,十分适用于抢险工程;(3)微型桩群中不同位置的微型桩的内力不同,前排的微型桩为主要承载体,在确保安全的前提下,可加大前排桩的尺寸,适当优化后排桩的设计,从而降低工程造价。微型桩施工便捷,加固效果显著,十分适用于边坡抢险加固工程。同时,对微型桩加固方案进行了优化,为类似工程的处理提供一定的参考。

西渝高铁隧道零开挖进洞技术研究

零开挖进洞不仅可以避免产生大挖大刷问题,而且与绿色工程目标相契合,符合环保要求。为探索高铁隧道零开挖进洞技术,以西渝高铁七星坪隧道1#斜井和高升一号隧道出口为研究对象,介绍了以锚杆框架梁为仰坡防护措施、超前小导管为主要预支护措施、以临时防护明洞为主要手段的零开挖进洞技术。施工实践结果表明上述措施可以有效保证围岩稳定、控制地表沉降。

基于BP神经网络和R/S分析的隧道仰坡沉降变形预报预测

隧道洞口处多为软弱岩或浮土,稳定性差,地表位移监测成为判断洞口稳定性的重要手段,因此仰坡沉降变形预测显得格外重要。鉴于仰坡沉降变形具有很强的非线性特征,选取BP神经网络对仰坡的沉降变形进行预测,并验证其可行性,进而利用BP神经网络扩大沉降变形监测的样本。在此基础上,再利用R/S分析对新的监测样本进行重标极差分析,分别得到隧道仰坡沉降-时间序列和变形速率-时间序列的Hurst指数,并结合两项指数确定了隧道仰坡沉降变形的趋势,为判断仰坡的稳定性及治理提供了有力依据。

含软弱夹层和均质围岩隧道洞口仰坡动力特性研究

针对洞口段均质围岩仰坡和含软弱夹层仰坡2种工况,开展大型振动台模型试验,分析水平和竖向激振下仰坡加速度和洞口段仰坡模型土振动特性。研究结果表明:水平向激振时仰坡存在明显加速度放大效应,竖向激振对含软弱夹层仰坡的影响不可忽视;洞口段隧道衬砌各点加速度时程曲线不一致,衬砌结构受力状态复杂;在水平向激振作用下,均质仰坡模型土坡肩土体先出现张拉裂缝,而后坡肩土体局部出现倾倒崩塌,最后沿坡面滑落堆积;含软弱夹层仰坡坡脚土体先出现挤压破碎,而后坡顶表面沿软弱夹层位置出现张拉裂缝,上覆土体沿软弱夹层滑动,最后土体大规模崩塌、滑落。本文为山岭隧道洞口段边坡抗减震研究和设计提供参考。

强震区仰坡角度对跨断层隧道结构动力响应影响研究

随着西部大量复杂地质环境条件下隧道工程建设,由此在洞口段也经常出现断层破碎带,强震作用下隧道易遭受严重破坏,尤其断层与仰坡的倾向关系尤为重要。文中依托中亚某线管道隧道工程(PGA为0.6 g),通过数值模拟对与仰坡倾向相反的断层段隧道衬砌的动力响应开展研究,分析了不同仰坡坡角对跨断层隧道洞口段动力响应的影响。研究表明:地震作用时,随着仰坡坡角由30°增大到75°,隧道共轭45°相对位移峰值与分布范围与之正相关;震后隧道衬砌存在更严重的残余变形;拱腰与拱顶最小主应力值与应力集中范围也随之增大。沿轴向同一位置拱顶的最小主应力放大系数随着仰坡坡角的增加而增大,尤其仰坡坡角由60°增至75°时断层处放大系数增大30%,放大系数突变范围增大60%。经研究发现:隧道穿越与仰坡反倾向的断层破碎带时,仰坡坡角应尽量避免大于60°,抗震设防范围为洞口与断层面之间以及断层面向洞身延伸4倍隧道跨径。同时隧道共轭45°角方向是结构抗震薄弱部位,需要加强抗震设计。文中研究成果对超强震区穿越与仰坡倾向相反断层的隧道洞口段结构抗减震设计具有一定的参考价值。

小净距隧道洞口中岩柱对仰坡稳定性的影响分析

通过分析隧道洞口中岩柱的受力,研究隧道台阶法施工时隧道的中岩柱应力分布规律,然后运用有限元强度折减法计算仰坡稳定性安全系数,发现中岩柱宽度大于24m时,增加其宽度对仰坡稳定性无贡献,小于24m时,变形随宽度增加而减小,稳定性也减小,计算了24m宽中岩柱对应仰坡的安全系数,为1.42,并提出相应的治理措施。

塘朗山隧道出口仰坡稳定性分析与加固

由于隧道受洞口立交及其上跨线的影响,使隧道洞口仰坡较高,因此,隧道仰坡的稳定,直接影响隧道进洞和隧道营运安全。介绍塘朗山隧道出口高仰坡在施工过程中变形的原因、仰坡的稳定性分析和采取的加固设计方案。

吉茶高速公路坡头隧道高陡仰坡设计

吉茶高速公路坡头隧道仰坡高达70余m,采用1∶0.3以及垂直坡比。采用抗剪强度折减系数法,计算不加锚索、加锚索两种情况下的仰坡稳定性,可为山区高速公路类似的边仰坡设计与施工提供参考。

论山区高速公路运营期三坡工后评估及排查工作的必要性

针对目前高速公路建设形成的"三坡"(路基边坡、桥梁基坑边坡、隧道进出口仰坡)在运营期间发生的各类地质灾害现象,提出了高速公路"三坡"的工后评估与排查,为高速公路正常运营、地质灾害防治措施等方面提出建设性意见。

石门隧道洞口仰坡加固设计研究

石门隧道洞口仰坡地层风化严重、地质结构复杂、上覆巨大孤石,整体稳定性较差,在洞口段开挖和雨水影响下,可能出现较大的变形甚至失稳现象,严重影响工程施工安全。本文结合具体工况,采用理论计算和软件分析相结合的方法,提出预应力锚索的仰坡加固方案,有效地提高了仰坡的稳定性。

桥隧邻接工程多源损伤室内模型试验研究

对Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下的桥隧邻接工程,由于施工过程中桥、隧、岩的相互作用或运营中的汽车荷载及其冲击作用的影响而产生的力学行为、作用效应等进行了系统的室内模型试验研究,结果表明:桥隧邻接施工过程对桥、隧结构各部位的受力、变形、位移、沉降以及洞口围岩的压力、沉降和稳定性等均产生很小的影响;但桥头邻接端的汽车荷载及其冲击作用易使桥梁跨中、邻接端及隧道洞身产生较明显的沉降,并使桥头桩基础顶部产生一定的水平位移。因此,应对桥梁的各关键部位及桥头斜坡岩土体等采取局部加强措施,或减小桥梁跨径,加大邻接长度,避免过大的汽车荷载并减小汽车冲击影响等,防止桥梁各关键部位因不利作用而损伤甚至破坏,避免桥头桩基础产生过大沉降或斜坡岩土体出现失稳、滑坡等病害。

仰坡连拱隧道施工力学特性及控制技术研究

以沪昆高速贵阳至清镇段的灯草塘连拱隧道为背景,建立FLAC3D数值分析模型,研究了复杂地质条件下大跨度双连拱隧道施工过程中隧道洞口段隧道-仰坡体系应力应变变化规律,并分析了锚索对仰坡体的滑动作用与效果。结果表明:隧道三导洞开挖各阶段对中墙应力大小及分布规律有很大影响,隧道开挖完后,应力集中部位主要在中墙的腰部和底部位置,滑动面附近的坡体产生了较大面积的塑性区;锚索的施加,对坡体和围岩的应力重分布产生了一定的影响,有效减少了坡体塑性区的面积,降低了塑性区贯通。根据研究结果,提出控制隧道施工过程中进口段隧道仰坡稳定性的工程技术措施。

黄土隧道边仰坡动力响应的大型振动台模型试验研究

设计并完成了1∶80比例尺的高陡黄土边坡大型振动台模型试验。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波,探讨地震作用下模型洞口仰坡动力响应规律,以及地震动参数对动力响应的影响。试验结果表明,不同地震波加载的过程中,坡面的PGA随着测点高程的增大而增大,在隧道仰拱和拱顶所处的位置,PGA有突然减小的过程。其中仰拱周围边坡坡面的PGA减小更大,说明隧道的存在对坡面加速度的放大作用具有一定的抑制作用,其中仰拱位置比拱顶位置抑制作用更强。台面峰值加速度越大,仰拱对加速度的抑制作用更加明显,坡顶面的PGA最大,因此坡面越高,加速度的放大效应越明显,并没有出现加速度放大系数饱和的这种状态。试验结果有助于揭示黄土隧道仰坡在地震作用下的失稳机制,为工程的抗震设计提供有益的参考。

浅谈隧道洞口仰坡滑坡成因及综合治理措施

隧道洞口段一般均穿过浅埋山体表层,而山体表层多由风化严重土体组成,稳定性差,且隧道洞口段开挖施工会破坏原山体坡面的平衡状态,极易造成隧道洞口段仰坡失稳,进而导致仰坡发生滑坡事故。在洞口段地质条件较差、仰坡稳定困难时,特别是易导致仰坡滑坡事故时,结合现场实际情况,通过采取卸载和调坡方法进行综合治理,实际施工效果表明,按照该治理方案施工完成后,隧道出口洞口段仰坡未发现新的质量缺陷。研究结果可为类似工程提供一定的参考和借鉴。

隧道洞口设计原则探讨——施工便道引入对隧道洞口设计的影响

目前隧道洞口设计时常常强调贯彻"不破坏或少破坏原始地貌"的原则,很少提到"结合施工条件确定洞口设计方案"的原则,在一些特殊条件下隧道施工需要扩大洞口开挖范围从而造成洞口原始地貌的改变。为了解决目前铁路隧道洞口设计理念与实际施工脱节的问题,对几条铁路隧道洞口设计及实际施工进行了对比分析,提出了为确保铁路施工及运营安全,当隧道洞口地形陡峻且需要开辟洞口工区时应该结合施工便道引入确定洞口的开挖及支挡结构,强调隧道洞口设计不但要贯彻"不破坏或少破坏原始地貌"的原则,在地形陡峻时也要贯彻"结合施工条件确定洞口设计方案"的原则。

高速公路隧道洞口施工技术研究

文中结合某隧道工程实例,从隧道洞口设计、洞顶截水沟、洞口边仰坡开挖等五个方面对高速公路隧道洞口施工技术进行分析,可供类似工程参考。

某隧道仰坡力学参数确定及稳定性分析

对某隧道进口仰坡进行分析,在RMR评价的基础上确定岩体的力学参数,利用赤平投影法对仰坡的稳定性进行定性分析,找出其最可能的破坏形式,然后对仰坡的稳定安全系数进行了计算,结果表明,该隧道仰坡安全储备不大,隧道施工扰动下,仰坡有失稳的可能。