关于隧洞开挖施工中不良地质条件处理措施及方法

在隧洞开挖施工中围岩类别相对较差，特别是隧洞涌水较大，经常出现坍塌的现象，致使开挖过程中存在很大的安全隐患，尤其是隧洞开挖施工中时常遇到断层的开挖，为了保证施工安全，根据以前隧洞开挖施工中所遇到的问题和采取的处理方式，对不良地质条件开挖支护施工制定相关的处理措施，以便在出现问题时及时采取相应的处理方法，避免造成更大的塌方和损失。     

大跨度矿山法地铁隧道快速施工技术

基于武汉地铁27号线纸坊出入场线大跨度矿山法隧道工程实际,根据现场地质条件,针对传统的CD隧道施工方法存在的不足,提出了双中隔壁台阶法+栈桥施工技术。通过对隧道破损围岩及与其密切溶洞进行预先加固和处理,确保开挖工作面的稳定;施作超前大管棚、超前小导管,与型钢拱架联合发挥棚架作用,避免拱部坍塌的危险,有效减小地表沉降;对中隔壁型钢和开挖断面形状进行优化,使开挖后隧道结构受力均衡,有利于临时和初次支护结构的稳定,减小拱顶下沉;对开挖方式进行优化,将隧道断面分为6块同时开挖,加快了隧洞开挖速度;采用栈桥施工,实现洞内交通、隧洞开挖及初支和二衬施工平行作业,提高施工效率。该技术主要用于地层较差、岩体不稳定且地面沉降要求严格的大跨度隧道施工,既可保证隧道施工安全,又加快了施工进度,取得了显著的经济技术效果。     

浅谈管棚施工技术在隧洞进口段开挖中的应用

在小型水利工程建设中,经常遇到隧洞布置处地质情况复杂,隧洞开挖过程出现坍塌的现象。本文阐述通过采用超前支护,及固结灌浆施工技术措施,加固了隧洞周边围岩,使进口隧洞开挖顺利穿过软弱岩层段,避免开挖中山体发生坍塌。为其他类似工程提供借鉴。     

极端降雨对黄土沟壑区隧洞施工力学效应影响分析

黄土地区输水隧洞的建设中,降雨入渗极大影响着输水隧洞围岩稳定性。本文利用非饱和渗流理论和数值模拟方法研究了极端降雨条件入渗与黄土沟壑区隧洞的开挖扰动耦合影响下围岩的变形和渗流场演变规律,通过Plaxis3D模型对降雨入渗下新奥法施工过程中围岩力学特性、初期支护过程进行流固耦合分析。结果显示,降雨等级越高,围岩孔隙水压力变化幅度越大,对围岩的稳定性越不利;降雨入渗与开挖扰动会加速土层中渗流场和应力场的重分布过程;基于沟道的汇水特性,隧洞围岩含水率在最初5~10 d呈台阶式增长,拱顶、拱腰和拱趾处的最大变形为17.8 mm、28.2 mm、24.6 mm,最大剪切应力为175.3 kPa、182.5 kPa、150.6 kPa,降雨结束约15~20 d围岩变形速率逐渐减小收敛至特定值,但围岩的应力持续增加,为避免围岩发生塑性变形,故可在15~20 d进行二次衬砌支护。本次研究结果可对极端降雨期黄土沟壑地区隧洞施工安全控制提供参考。     

浅析电站引水隧洞的开挖施工

本文根据电站引水隧洞的开挖施工情况,对于工程地质的描述,特殊地质情况下的施工方法,开挖前的起爆方式及爆破参数的确定,以及针对围岩的种类采取支护的方法进行论述。     

隧洞施工期有限元仿真分析

利用ANSYS APDL参数化有限元分析技术和生死单元技术,对西藏高海拔地区某一工程的引水隧洞施工期进行有限元仿真计算,基于岩石力学方法的围岩——结构模型对初期支护方案进行内力和变形的分析计算,同时得出了围岩开挖后的应力状态、塑性区大小和洞周变形等,从而可判断初期支护参数的选择是否合理。结果表明:1开挖初期支护后在围岩应力的作用下,发生了指向临空面的位移,最大位移发生在底板,值为4.601 mm,方向铅直向上,洞周的收敛位移都不大,围岩在施工中是稳定的;2最大应力值出现在底板两侧的边角位置,顶拱的拱铰处发生应力集中;3应力应变符合施工期隧洞工程的一般规律。     

巴基斯坦NJ水电站进厂交通洞开挖支护施工技术

针对巴基斯坦NJ水电站进厂交通洞砂岩和页岩为主,围岩差、互层多,易塌方和地下水丰富的特点,制定了合理的开挖支护方案.取得了满意的效果,为厂房及引水隧洞开挖支护积累了施工经验.     

软弱围岩公路隧道失稳变形特征及其施工技术

由于软岩自身的一些特性,隧道施工时将对稳定和安全产生影响,造成工程成本的增加等,因此软弱围岩隧道开挖支护具有不同的特点。软弱围岩隧道由于自身的地质原因和人为因素的影响,自身稳定性很差。若选择不好开挖支护方式或开挖后支护不足,支护质量达不到要求,忽视重点薄弱部位的加固,都会影响隧道围岩稳定,造成塌方。因此,合理的施工过程对维护围岩稳定、支护结构安全、保证施工顺利进行以及缩短工期和节约投资等都有着极其重要的意义。本文理论联系实际,结合龙池隧道工程实际,对软弱围岩公路隧道失稳变形特征及其施工技术进行探析。     

浅析贵州团坡水电站导流洞工程复杂地质施工技术

本文通过对贵州团坡导流洞地质描述、围岩分类及物理力学地质指标分析,得知该隧洞开挖将会遇到复杂地质条件,在确定该隧洞开挖施工技术方案时提出了在施工支洞布置、施工程序和方法、支护及不良地质洞段处理等方面具体落实了这一施工技术原则,确保了工程施工质量要求和施工安全。     

锤击法施工在沙湾隧洞掘进研究

在隧洞开挖施工中,“钻爆法”是最为常用的方法。但是,对于地质条件较差的Ⅳ、Ⅴ类围岩来说,采用“钻爆法”的光面爆破效果并不理想,并且爆破对围岩的扰动不利于围岩稳定和施工安全。针对沙湾隧洞工程地质条件复杂的特点,采用“锤击法”或“钻爆法”与“锤击法”相结合的施工方法,能有效地克服上述缺点,而且又能降低施工成本和加快施工进度,收到较好的技术和经济效果。     

岩质高边坡开挖对既有隧洞的影响研究——以贵阳市某建筑边坡工程为例

贵阳市郊靠山建筑物密集,轻轨、立交桥和隧道交错,岩质高边坡的开挖与施工对公路隧道安全构成威胁。本文以贵阳市东二环某建筑边坡工程为例,讨论边坡的开挖过程对既有的公路隧道的影响。采用FLAC3D程序建立二维模型,对岩质高边坡开挖未支护应力,应变分析与既有隧洞的应力、应变特征对比分析,得出岩质高边坡开挖后未支护,既有隧洞塑性变形区增大,边坡采用逆作法施工后隧洞塑性变形区减小。     

地下洞室开挖塌方的原因及处理措施分析

通过对老挝南俄5水电站长距离地下隧洞的施工中，对隧洞开挖过程中出现的塌方次数的统计，并结合隧洞断面大小、支护形式及支护参数，分析隧洞塌方原因，总结出不良地质条件下隧洞施工措施。     

隧洞施工开挖过程初次支护时机选择方法

建立某隧洞的二维和三维数值模型,分别以开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间的距离为控制参数,研究二维数值分析中的最佳初次支护时机问题和三维数值分析中的开挖面空间效应问题,并从隧洞开挖过程中围岩的变形规律出发,分析开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的关系。提出位移完成率的概念,并以此构建开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的对应关系,最终给出基于位移完成率的最佳初次支护时机选择方法。研究结果表明:不同支护时机下围岩稳定性差别明显;随着开挖荷载释放率的增大和开挖过程中掌子面的推进,监测断面的围岩位移不断增大直至最终稳定。     

浅埋黄土隧道不同施工与加固方法的颗粒流数值模拟

针对浅埋黄土隧道在开挖过程中发生的拱顶过量沉降问题,采用颗粒离散单元法模拟了不同开挖方法和加固措施对围岩稳定和变形的影响,分析了6种工况的围岩压力分布和位移发展情况,讨论了开挖方法和加固措施对隧道围岩稳定的影响.模拟结果显示,隧道拱肩和拱脚应力集中处水平位移较大,拱部和边墙开挖为黄土隧道留核心开挖施工中的关键工序,施工中宜及早支护避免隧道发生过大变形.浅埋黄土隧道拱顶下沉量远大于周边收敛;对于相同的支护形式,留核心土下部全断面开挖法产生的位移总量约为留核心土下半断面分部开挖法的1.2倍;对于相同的开挖方法,无超前注浆支护产生的位移总量约为有超前支护的1.5倍;而有无系统锚杆的隧道围岩变形量基本相同.研究表明,浅埋黄土隧道可采取超前导管注浆减小隧道开挖变形,而系统锚杆由于支护效果不明显可考虑取消.     

软岩大跨隧道施工力学研究

深圳大梅沙隧道修建于软弱围岩中，断面呈扁平状，且施工工序复杂，地层和支护结构的受力状态频繁变化。为保证施工过程中支护结构和围岩的稳定，采用ANSYS程序对施工过程中围岩和支护结构体的受力状态进行了模拟计算，结果表明：采用双侧壁导坑法施工，导坑的围岩应力呈不对称分布，尤其在临时支护与永久支护的结合部位会出现应力集中现象；中洞上步开挖是施工过程中最不利环节，容易产生较大的卸荷效应，引起拱顶和地表的大幅度沉降。据此提出了对拱部支护及时施作二次衬砌以及对拱腰和边墙底部围岩采取注浆加固等技术措施，保证了围岩和支护结构的稳定。     

鄂北丘陵岗地区浅埋隧洞劣质围岩支护数值模拟研究

浅埋隧道工程常遇强度低、风化严重且岩体结构破碎的劣质岩体,严重制约着工程设计与施工。为此,以鄂北地区水资源配置工程第15标唐县-尚市隧洞工程典型的绿泥石片岩为研究对象。采用Hoek-Brown的GSI方法估计围岩力学参数并开展数值研究,揭示开挖过程与支护结构对围岩力学响应和支护结构受力状态的控制作用。结果表明:对于工程区劣质绿泥石片岩采用钢拱架与喷锚支护能够有效控制围岩变形过程;围岩力学参数控制着开挖损伤区的分析规律;锚杆受力状态受围岩力学参数影响成非均匀分布状态,拉应力集中在开挖面附近,充分发挥了锚杆的作用。得出在Ⅴ类围岩设计方案下,支护结构在劣质岩体中的受力行为。可为同类工程支护设计提供研究思路。     

基于全位移理论的引水隧洞围岩变形全过程研究

鉴于当前隧洞监控量测方法无法测得由隧洞提前开挖扰动所产生的位移和未及时安装监测设备所损失的位移，因此隧洞围岩变形不能准确预测，基于全位移理论，提出了隧洞开挖过程中损失位移、超前位移和围岩内部变形全位移的计算方法. 对现场监测数据进行回归分析并采用FLAC3D有限差分软件模拟隧洞开挖.研究结果表明：隧洞开挖全过程中，围岩内部位移变化曲线呈S形特征，即分为初始增长、快速增长和稳定收敛3个阶段；掌子面空间约束效应的影响范围大致在前后4倍隧洞直径内；数值模拟中超前位移与全位移比值即围岩超前位移比，计算结果为0.3~0.4，与工程现场围岩实际变形规律相符. 因此，所求得的围岩内部变形全位移更符合现场实际情况，可为后续隧洞开挖过程中围岩内部变形全位移的计算，以及预留变形量的设置提供理论依据.     

软岩隧道建造过程三维有限元仿真分析

根据地下隧道施工不同的开挖程序和锚固施工方法，运用三维有限元数值分析方法模拟地下隧道施工建造过程，以期寻找有利于围岩稳定的开挖和支护方式。依据岩体破坏特性和弹塑性力学应变能原理，给出了隧道开挖的优化指标和方法，并以此得到较优的施工方案。     

大跨硬岩地铁车站拱盖法开挖力学机制及适用性分析

为研究地铁大跨暗挖车站拱盖法开挖过程中的围岩受力及变形特征,开展了硬岩大跨度地铁车站开挖的大比尺三维室内模型试验,真实再现了车站全断面无支护开挖、全断面支护开挖及拱盖法开挖的全过程,分析不同施工工况下车站围岩受力、变形机制及其稳定性.研究结果表明:(1)相比于全断面支护开挖,拱盖法可有效控制围岩沉降及收敛变形,减少20%～35%,开挖引起的围岩扰动深度约为半个跨度范围;(2)车站采用拱盖法施工,随开挖的持续推进,围岩变形大体经历3个阶段,即缓慢变形、急速变形及稳定变形阶段.相比于全断面开挖,拱盖法可有效保证车站开挖的稳定性及安全性;(3)拱盖法施工中,中导洞的开挖是车站拱顶变形急剧变化阶段,而支护的及时施作可有效抑制开挖引起的扰动范围,减弱掌子面前方应力的集聚程度,有利于掌子面及其附近围岩的整体稳定.     

大跨度隧道开挖施工技术

针对大跨度隧道施工，本文主要从超前支护，开挖，初期支护、围岩量测等方面浅谈了大跨度隧道开挖施工方法。