東深供水工程隧洞施工期圍巖變形規(guī)律及支護(hù)措施優(yōu)化分析

基于g106國(guó)道的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),討論了拱頂沉降和周邊收斂隨掌子面掘進(jìn)深度的變化規(guī)律,并利用回歸分析進(jìn)行了擬合。通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與擬合結(jié)果的對(duì)比表明:拱頂下沉與周邊收斂均隨著掌子面的掘進(jìn)深度呈非線性變化關(guān)系。

變形是圍巖穩(wěn)定性狀態(tài)的主要表現(xiàn)形式,圍巖穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)以位移變化過程曲線、分布特征為基本資料,以解讀變形量變化過程、變化趨勢(shì)和分布規(guī)律為主要。在圍巖穩(wěn)定控制過程中,變形變化過程控制理論、圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用理論是圍巖監(jiān)測(cè)的主要理論依據(jù)。隧洞開挖后,圍巖會(huì)經(jīng)受環(huán)境作用的變化,并根據(jù)環(huán)境的變化作出不

通過對(duì)新奧法監(jiān)控量測(cè)理論及三維有限元數(shù)值分析方法的應(yīng)用,并結(jié)合天恒山隧道工程實(shí)際,研究了該隧道某一典型斷面圍巖的變形規(guī)律。結(jié)果表明該隧道的開挖方法及支護(hù)方式均比較合理,可為今后該類地區(qū)土質(zhì)隧道的建設(shè)提供借鑒。

為確保隧道建筑限界準(zhǔn)確,一般將隧道設(shè)計(jì)預(yù)留變形量作為圍巖極限位移值。十堰至房縣高速公路隧道地層以軟巖為主,采用上述變形標(biāo)準(zhǔn),大部分地段圍巖變形量超過臨界值,造成預(yù)警頻繁,對(duì)施工進(jìn)度造成一定的影響。通過對(duì)拱頂沉降和周邊收斂實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,研究了軟巖隧道合理的變形位移極限值和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果可用做后續(xù)施工指導(dǎo),對(duì)軟巖隧道監(jiān)控量測(cè)工作有一定借鑒意義。

基于新奧法的基本原理,對(duì)東深供水改造工程鳳崗隧洞越過廣深公路的淺埋段的施工過程進(jìn)行了有限元三維數(shù)值仿真分析,并和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行了比較。結(jié)論認(rèn)為:有限元分析和隧洞圍巖變形位移監(jiān)測(cè)結(jié)果都表明隧洞設(shè)計(jì)的支護(hù)和施工方法是安全合理的;研究處于復(fù)雜地質(zhì)條件下的淺埋隧洞的開挖和支護(hù),對(duì)保證工程穩(wěn)定,加快施工速度,節(jié)省工程投資具有重大意義

目前,我國(guó)煤礦已經(jīng)進(jìn)入深部開采階段,巷道圍巖變形破壞嚴(yán)重給巷道施工和生產(chǎn)勞動(dòng)構(gòu)成威脅。在復(fù)雜高地應(yīng)力條件下,確保圍巖穩(wěn)定是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要前提。因此,研究圍巖變形規(guī)律具有重要意義。周邊位移測(cè)量是一種簡(jiǎn)單有效的研究圍巖變形規(guī)律的方法,可以獲得最直觀的巷道圍巖應(yīng)力變化狀態(tài),為判斷巷道穩(wěn)定性提供可靠的依據(jù),從而指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)和施工。

結(jié)合大伙房水庫(kù)輸水工程的建設(shè)實(shí)際,介紹了隧洞施工中監(jiān)控量測(cè)工作的目的、內(nèi)容和方法、監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)處理以及監(jiān)控量測(cè)成果的分析與應(yīng)用。

隧道圍巖變形監(jiān)測(cè)及變形規(guī)律分析

為研究斷層破碎帶隧道施工圍巖變形規(guī)律,采用數(shù)值模擬方法分別考查了臺(tái)階法、預(yù)留核心土法和三臺(tái)階法施工時(shí)圍巖變形及地表沉降情況.結(jié)果表明:斷層破碎帶隧道施工圍巖變形量隨著荷載步增加趨于穩(wěn)定,臺(tái)階法造成的拱頂沉降值較大,三臺(tái)階法和預(yù)留核心土法能較好的控制隧道拱頂沉降;隧道周邊收斂值也隨荷載步增加逐漸穩(wěn)定,臺(tái)階法周邊收斂值最大、三臺(tái)階法周邊收斂值最小;地表沉降隨荷載步增加逐漸達(dá)到穩(wěn)定,臺(tái)階法施工造成的地表沉降最明顯,三臺(tái)階法次之,預(yù)留核心土法地表沉降控制效果最好;預(yù)留核心土法隧道上方橫向形成明顯的沉降槽,隨著荷載步增加沉降槽趨于明顯,最終達(dá)到穩(wěn)定.

針對(duì)濕地隧道在我國(guó)相對(duì)來(lái)說比較少,其監(jiān)控量測(cè)在施工中的應(yīng)用也相對(duì)困難的現(xiàn)狀,通過對(duì)菩薩崗濕地隧道進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè),對(duì)其周邊圍巖進(jìn)行了研究,結(jié)合回歸分析所得結(jié)果,預(yù)測(cè)并最終得出了圍巖穩(wěn)定結(jié)論。

黃土隧道開挖中的變形與穩(wěn)定是重要的工程問題,為探索黃土隧道臺(tái)階法施工中的圍巖變形規(guī)律,以巴準(zhǔn)鐵路敖包溝隧道出口段的施工為例,采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)對(duì)敖包溝隧道臺(tái)階法施工過程進(jìn)行了分析,為隧道支護(hù)與加固提供依據(jù)。研究表明,拱頂下沉與水平收斂在隧道上臺(tái)階開挖后變形較大,地表沉降槽影響范圍主要集中在距隧道中線20m范圍內(nèi),且地表沉降主要由上臺(tái)階開挖引起,從拱頂?shù)降乇淼牡貙映两狄?guī)律是沉降值從拱頂?shù)降乇沓视纱蟮叫?變化為先急后緩的曲線分布態(tài)勢(shì)。

某工程引水隧洞施工過程中軟質(zhì)圍巖洞段出現(xiàn)了嚴(yán)重的洞室變形、掌子面的坍塌,為研究軟質(zhì)圍巖變形的原因及工程處理對(duì)策,根據(jù)本工程的特點(diǎn)和開挖洞段的技術(shù)資料,通過原位測(cè)試和試驗(yàn)、監(jiān)測(cè)等手段和方法,分析論證軟質(zhì)圍巖的變形特征和機(jī)理,提出了與之相適應(yīng)的施工方法和工程處理措施。

運(yùn)用相似模型試驗(yàn)和數(shù)值分析成果,分析巖溶區(qū)公路隧道在全斷面開挖過程中的圍巖變形特性.提出了巖溶區(qū)全斷面開挖隧道圍巖變形時(shí)空曲線的一般模式.在此基礎(chǔ)上,建立了巖溶區(qū)圍巖穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn),給出超前支護(hù)和二次襯砌的最佳時(shí)機(jī).并運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)果驗(yàn)證了所提出的巖溶區(qū)全斷面開挖隧道圍巖變形規(guī)律的正確性.

采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論,以滬昆客專高家屯隧道監(jiān)控量測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明,隧道凈空收斂和栱頂沉降與圍巖級(jí)別、時(shí)間因素和施工因素等呈正相關(guān),并與隧道圍巖級(jí)別相關(guān)性最好,研究結(jié)果可作為石灰?guī)r地區(qū)巖溶隧道施工方法和支護(hù)方案選擇的重要參考依據(jù),對(duì)確定合理的隧道二次襯砌時(shí)間具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

地下洞室支護(hù)措施的選取取決于圍巖類別的劃分,也直接影響工程的投資和運(yùn)行的安全。中條山供水工程實(shí)行的設(shè)計(jì)、施工總承包,使設(shè)計(jì)與施工一體化,通過勘察分析及對(duì)圍巖的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),全面、客觀地評(píng)價(jià)了洞室圍巖巖體質(zhì)量和穩(wěn)定性,調(diào)整優(yōu)化了設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù),使工程的支護(hù)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)科學(xué)化和經(jīng)濟(jì)合理化

為能及時(shí)掌握地下工程圍巖的工作性態(tài),確保其安全,驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化施工技術(shù),圍巖變形監(jiān)測(cè)對(duì)地下工程非常重要。結(jié)合某地下廠房工程實(shí)例,對(duì)施工期圍巖變形進(jìn)行初步分析。

以瀑布溝地下廠房施工期圍巖變形監(jiān)測(cè)資料為基礎(chǔ),結(jié)合施工開挖和地質(zhì)資料,分別從時(shí)間和空間維度分析地下廠房圍巖變形特征。

依托天恒山隧道為背景,利用監(jiān)控量測(cè)手段得到某一典型斷面圍巖的變形規(guī)律,同時(shí)利用有限元軟件進(jìn)行三維模擬分析,并將二者所得結(jié)果加以對(duì)比,得出隧道在開挖擾動(dòng)下圍巖的變形規(guī)律。在此基礎(chǔ)上對(duì)該類地區(qū)土質(zhì)隧道的開挖與支護(hù)方法以及支護(hù)時(shí)機(jī)提出一些建議。

以寧夏中南部某引水工程為對(duì)象,研究隧洞軟巖的工程特性,為工程設(shè)計(jì)、施工和安全運(yùn)用提供科學(xué)依據(jù)。通過勘探、試驗(yàn)、測(cè)試和數(shù)值模擬等手段,研究軟弱圍巖水理特性、脹縮性、流變特性、力學(xué)特性和變形機(jī)理。從軟巖的物質(zhì)組成、賦存環(huán)境等方面揭示了其區(qū)域特性方面的差異及軟弱圍巖變形隨環(huán)境的變化規(guī)律,提出了平緩層狀軟弱圍巖隧洞支護(hù)時(shí)機(jī)及支護(hù)措施。寧夏中南部地區(qū)廣泛分布的白堊系、第三系泥質(zhì)系列軟巖由于其親水性強(qiáng),具有脹縮、崩解、流變、時(shí)間效應(yīng)和對(duì)環(huán)境變化敏感等工程特點(diǎn),容易引起隧洞的變形破壞,研究成果從開挖方式、保護(hù)時(shí)機(jī)和支護(hù)技術(shù)方面,為采取有效的措施抑制或減弱泥巖產(chǎn)生對(duì)工程不利的變形影響提供依據(jù)。

新九燕山隧道紅黏土段圍巖變形規(guī)律分析及控制技術(shù)——新九燕山隧道是包西鐵路二線控制性工程，其中有2km左右的紅黏土圍巖。首先通過現(xiàn)場(chǎng)取樣，對(duì)紅黏土進(jìn)行了物理特性和力學(xué)特性分析。在此基礎(chǔ)上，采用了flac軟件對(duì)紅黏土圍巖的變形進(jìn)行了模擬分析，同時(shí)考慮...

隧道錨施工工序繁瑣、圍巖擾動(dòng)交互作用明顯,力學(xué)行為復(fù)雜。以岱山大橋隧道錨碇施工為工程原型,采用數(shù)值模擬結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道錨施工期間圍巖變形進(jìn)行了深入分析。研究發(fā)現(xiàn):上臺(tái)階開挖對(duì)圍巖擾動(dòng)最大,并伴有較大變形速率,但后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖的變形影響較小;小凈距隧道錨室采取兩側(cè)洞身開挖面錯(cuò)開一定距離進(jìn)行,可有效減少相互影響,并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)揭示了錨室圍巖變形規(guī)律及發(fā)展模式,為同類工程的施工和設(shè)計(jì)提供了有益的參考。

隧道錨施工工序繁瑣、圍巖擾動(dòng)交互作用明顯,力學(xué)行為復(fù)雜。以岱山大橋隧道錨碇施工為工程原型,采用數(shù)值模擬結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道錨施工期間圍巖變形進(jìn)行了深入分析。研究發(fā)現(xiàn)：上臺(tái)階開挖對(duì)圍巖擾動(dòng)最大,并伴有較大變形速率,但后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖的變形影響較小;小凈距隧道錨室采取兩側(cè)洞身開挖面錯(cuò)開一定距離進(jìn)行,可有效減少相互影響,并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)揭示了錨室圍巖變形規(guī)律及發(fā)展模式,為同類工程的施工和設(shè)計(jì)提供了有益的參考。