佛嶺隧道淺埋段圍巖穩(wěn)定性與支護(hù)結(jié)構(gòu)體系工作性狀

淺埋隧道圍巖工程是非常重要的交通構(gòu)筑形式，多見于在丘陵、山區(qū)等斜坡地段，而且是鐵路建設(shè)、市政地下空間有效利用過程中不可避免的，因淺埋隧道開挖造成的圍巖應(yīng)力比深埋隧道復(fù)雜。本文將對(duì)淺埋隧道穩(wěn)定性與圍巖壓力關(guān)系進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何進(jìn)行施工建設(shè)，談一下自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，僅供參考。

基于能量的角度,采用極限分析理論中的上限定理對(duì)軟弱圍巖下淺埋隧道的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,得到了圍巖壓力的理論公式。研究表明：埋深、土體容重越大及黏聚力、內(nèi)摩擦角越小,淺埋隧道的圍巖壓力越大,破壞范圍也越大;當(dāng)埋深較大、圍巖較好時(shí),淺埋隧道由于自穩(wěn)能力有可能不會(huì)發(fā)生破壞,而對(duì)于比較差的圍巖,在施工過程中應(yīng)采取更為安全可靠的支護(hù)措施,以防止發(fā)生垮塌破壞。

基于能量的角度,采用極限分析理論中的上限定理對(duì)軟弱圍巖下淺埋隧道的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,得到了圍巖壓力的理論公式。研究表明：埋深、土體容重越大及黏聚力、內(nèi)摩擦角越小,淺埋隧道的圍巖壓力越大,破壞范圍也越大;當(dāng)埋深較大、圍巖較好時(shí),淺埋隧道由于自穩(wěn)能力有可能不會(huì)發(fā)生破壞,而對(duì)于比較差的圍巖,在施工過程中應(yīng)采取更為安全可靠的支護(hù)措施,以防止發(fā)生垮塌破壞。

深埋隧道圍巖_支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究——依據(jù)隧址區(qū)工程地質(zhì)特征，建立通—渝深埋公路隧道1:1實(shí)體模型。通過有限元數(shù)值模擬，結(jié)合量測(cè)資料，分析了隧道按全斷面法和臺(tái)階法動(dòng)態(tài)施工過程圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)屈服接近度、位移和應(yīng)力特征，以及支護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐受力、二次襯...

依據(jù)隧址區(qū)工程地質(zhì)特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1實(shí)體模型。通過有限元數(shù)值模擬,結(jié)合量測(cè)資料,分析了隧道按全斷面法和臺(tái)階法動(dòng)態(tài)施工過程圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)屈服接近度、位移和應(yīng)力特征,以及支護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐受力、二次襯砌軸力和彎矩特征。結(jié)果表明,在相同的地質(zhì)條件和支護(hù)條件下,臺(tái)階法較全斷面法沒有明顯的優(yōu)勢(shì),為深埋公路隧道優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供了科學(xué)依據(jù)。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析是該工程領(lǐng)域亟需解決的問題。本文主要針對(duì)圓形斷面隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析,建立了合適的地質(zhì)模型,分析了隧道開挖過程中,隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用力的變化規(guī)律,為今后的相關(guān)研究提供了一個(gè)思路。

重慶軌道交通5號(hào)線3標(biāo)段淺埋扁平超大斷面隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖。對(duì)施工過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)各施工階段圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:扁平超大斷面隧道拱頂受力面積大,受力部位下移,拱腳應(yīng)力集中；拆除中隔墻時(shí)拱頂沉降幅度大,拱腳水平收斂對(duì)開挖過程較敏感；開挖完成時(shí)隧道仰拱隆起,應(yīng)當(dāng)及時(shí)封閉成環(huán)。

結(jié)合熊渡隧道的工程實(shí)踐,通過拱頂沉降、錨桿應(yīng)力的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)和數(shù)值計(jì)算工作,研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下巖溶隧道全斷面爆破開挖時(shí)圍巖的穩(wěn)定性,研究結(jié)果表明,熊渡隧道ⅴ級(jí)圍巖段的破碎帶采用現(xiàn)有的施工工藝和支護(hù)參數(shù)是可行的,圍巖變形可控,支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果顯著,圍巖基本穩(wěn)定。

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,人們對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性研究的方法呈現(xiàn)出各種各樣。文章通過資料的查閱,總結(jié)了隧道圍巖穩(wěn)定性研究的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀,在前人研究的基礎(chǔ)上分析了其以后的發(fā)展趨勢(shì)。

采用midas/nx有限元模擬軟件,模擬了淺埋偏壓小凈距隧道的開挖施工過程,研究了不同施工方法下淺埋偏壓小凈距隧道的洞周圍巖位移、仰拱位移、地表沉降及巖質(zhì)邊坡位移的變化規(guī)律.結(jié)果表明:開挖方法對(duì)圍巖位移、地表沉降、邊坡位移的影響較大;在巖質(zhì)邊坡的存在下,左洞與右洞的位移有較大的差別;中隔壁法對(duì)位移的控制最好.在巖質(zhì)邊坡下開挖隧道,邊坡各個(gè)方向的位移都較大,因此,在隧道開挖過程中應(yīng)充分做好邊坡的防護(hù)工作.

通過曼歇2號(hào)隧道中導(dǎo)洞開挖中的地質(zhì)素描和資料收集,依據(jù)掌子面和兩壁出露的地質(zhì)體的巖性、節(jié)理、巖體結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)構(gòu)造特征等綜合特征,沿其走向、傾向和傾角的延伸推斷工作面短距離前方的地質(zhì)情況,應(yīng)用赤平投影分析法對(duì)正洞的圍巖穩(wěn)定性和邊坡的變形破壞做出定性和定量分析,從而預(yù)測(cè)兩側(cè)正洞的地質(zhì)情況,對(duì)連拱隧道上、下行線正洞的施工予以指導(dǎo)和控制,進(jìn)而達(dá)到短期預(yù)報(bào)的目的。

隧道是修建在底層中的工程結(jié)構(gòu),在挖開地層并把隧道襯砌修建在地層內(nèi)的過程中和以后,地層始終對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用,本文在提出圍巖穩(wěn)定性基本判據(jù)的基礎(chǔ)上,著重對(duì)公路隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。

采用midas/nx有限元模擬軟件,模擬了淺埋偏壓小凈距隧道的開挖施工過程,研究了不同施工方法下淺埋偏壓小凈距隧道的洞周圍巖位移、仰拱位移、地表沉降及巖質(zhì)邊坡位移的變化規(guī)律。結(jié)果表明

版次:第一版出版時(shí)間:2018-12開本:異16開出版單位:中國建筑工業(yè)出版社標(biāo)準(zhǔn)書號(hào):978-7-112-22739-6【內(nèi)容簡(jiǎn)介】本書以深圳茜坑隧洞建設(shè)為背景,總結(jié)了我國已建類似條件下工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),制定了新奧法施工中弱圍巖支護(hù)與襯砌結(jié)構(gòu)可靠性試驗(yàn)研究與安全監(jiān)測(cè)計(jì)劃,建立了監(jiān)測(cè)信息采集、信息處理、信息利用系統(tǒng)。利用監(jiān)測(cè)信息分析軟弱圍

煤礦巷道圍巖穩(wěn)定性與適時(shí)支護(hù)分析——巷道開挖后圍巖發(fā)生位移變形，需采用支護(hù)加固，以阻止圍巖強(qiáng)度進(jìn)一步衰減，通過對(duì)確保圍巖穩(wěn)定的定性和定量分析，證明適時(shí)支護(hù)對(duì)圍巖穩(wěn)定的重要性，同時(shí)，闡述了實(shí)際支護(hù)過程中如何界定適時(shí)支護(hù)的一般性原則，具有普遍的...

公路隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與展望

隧道開挖引起應(yīng)力的重新分布,出現(xiàn)應(yīng)力集中、圍巖變形等問題,產(chǎn)生圍巖穩(wěn)定問題,而隧道支護(hù)是解決圍巖穩(wěn)定問題的重要措施之一。本文結(jié)合觀音閣引水工程隧道支護(hù)方案,分析了錨網(wǎng)噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理,并通過數(shù)值模擬的方法,驗(yàn)證了錨網(wǎng)噴支護(hù)對(duì)提高圍巖穩(wěn)定性的效果。

圍巖穩(wěn)定性受眾多的因素影響，主要影響圍巖穩(wěn)定性的因素有圍巖的巖性和力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力、地下水、工程因素。圍巖的支護(hù)方法和開挖的方式都是由圍巖的穩(wěn)定性決定的[1]，因此正確合理的評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性，對(duì)隧道施工合理性和運(yùn)營(yíng)安全性都起到了重要的作用。文章以何家莊隧道為例，通過勘察資料和現(xiàn)場(chǎng)施工開挖圍巖揭露，以工程地質(zhì)分析法從圍巖巖性、結(jié)構(gòu)面特征等方面對(duì)圍巖開挖穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

通過建立有限元、離散元兩種數(shù)值力學(xué)模型,開展開挖跨度對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律研究。結(jié)果表明:在不考慮洞室形狀影響的前提下,當(dāng)圍巖按連續(xù)介質(zhì)假設(shè),且開挖后仍處于彈性應(yīng)力狀態(tài)時(shí),單純?cè)黾铀淼篱_挖跨度對(duì)圍巖應(yīng)力狀態(tài)影響不大;但若開挖后進(jìn)入彈塑性應(yīng)力狀態(tài),則單純加大開挖跨度會(huì)導(dǎo)致塑性區(qū)半徑大幅度增加,影響圍巖穩(wěn)定。當(dāng)圍巖按非連續(xù)介質(zhì)假定時(shí),巖體失穩(wěn)主要呈現(xiàn)節(jié)理面間剪切滑移。開挖跨度增大相當(dāng)于隧道跨度與巖塊的相對(duì)尺度增大,隧道關(guān)鍵塊體失穩(wěn)概率加大,對(duì)于相同產(chǎn)狀節(jié)理巖體,關(guān)鍵塊體出現(xiàn)部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道開挖的應(yīng)力擾動(dòng)區(qū)內(nèi)遭遇節(jié)理的組數(shù)增加,組數(shù)越多,巖體越破碎,失穩(wěn)概率越大,且失穩(wěn)模式各有不同,增加了支護(hù)難度。

針對(duì)2種不同施工順序?qū)Φ叵露词覈鷰r穩(wěn)定性的影響,其一是先開挖地下隧道,后修建地面建筑,分析了隧道洞頂?shù)某两滴灰?、洞室圍巖的變形、塑性區(qū)、拉壓破壞區(qū)等;其二是先修建地面建筑地面建筑先完成,后開挖地下隧道,分析了地下隧道的受力、變形、破壞區(qū)以塑性區(qū)等。通過分析得出了前一種施工順序更為有利的結(jié)論。

以納溪高速公路敘嶺關(guān)隧道為背景,以方形溶洞為例,運(yùn)用三維有限元方法分析隧道側(cè)部溶洞對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:隨著隧道的不斷推進(jìn),右拱腳附近豎向位移和最大主應(yīng)力有較明顯的增加;拱頂、拱底圍巖變形有朝溶洞方向位移的趨勢(shì);側(cè)部溶洞對(duì)圍巖的影響范圍大約是2倍隧道洞徑,對(duì)1倍隧道洞徑內(nèi)的圍巖及側(cè)部溶洞應(yīng)及時(shí)處理。隧道圍巖位移、應(yīng)力的變化規(guī)律可為巖溶處理、支護(hù)時(shí)機(jī)提供依據(jù)。

對(duì)巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性理論和分析方法的發(fā)展進(jìn)行了梳理,并對(duì)當(dāng)前該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和在工程實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行了全面闡述,在此基礎(chǔ)上分析了巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性研究的主要發(fā)展方向,并總結(jié)了當(dāng)前該領(lǐng)域研究中存在的一些問題,為今后的研究提供參考。