软岩隧道掌子面挤出与拱顶沉降变形相关性

依托某通过水平旋喷超前加固后实现了大断面开挖的软弱围岩铁路隧道,通过在掌子面和掌子面后方拱顶布设监测点,进行相关项目的量测。按照施工组织情况,建立计算模型,设计相应的计算工况。基于实测结果和数值模拟结果,研究掌子面挤出变形、拱顶沉降变形与仰拱跟进距离之间的关系,分析掌子面挤出变形与拱顶沉降变形之间的相关性,为其后续施工和工法改进提供了数据支持和参考。     

浅析旋喷桩在黄土隧道地基加固中的应用

旋喷桩地基处理是加固黄土隧道地基的重要方法。如何在黄土隧道地基加固中应用旋喷桩是当前地基加固关注的焦点。因此,研究旋喷桩在黄土隧道地基加固中的应用具有十分重要的现实意义。该文以旋喷桩为切入点,在概述旋喷桩地基加固原理的基础上,通过分析旋喷桩施工工艺要点,探讨了旋喷桩在黄土隧道地基加固中的质量控制,旨在说明在黄土隧道地基加固中应用旋喷桩的重要性,以期为地基加固提供参考。     

富水软弱V级、VI级围岩隧道施工技术探索

以江门隧道施工为实例,具体介绍了Ⅴ级、Ⅵ级浅埋富水全风化花岗岩隧道的施工工艺和施工方法,采用洞内降水和洞内外土体改良及加固方法。实践证明,针对隧道下穿玉龙湖泄洪道段隧道洞身超浅埋、强-弱风花岗岩软弱围岩、裂隙发育、地表水发育等特点采用的脚手架网格配合防水板铺底、水平选喷桩超前支护以及在进行水平选喷的前提下采用三台阶加临时仰拱的开挖方法等技术方案在提高隧道围岩强度、防止地表水渗流至洞内、降低地表沉降和变形方面是成功的,确保了隧道的开挖安全,顺利通过泄洪通道。针对浅埋富水软弱围岩段隧道下穿过程中围岩软弱、下穿道路过程中沉降控制严格的特点,在施工过程中从加强超前支护强度、全断面注浆等技术、保证隧道开挖安全;对隧道开挖地表段采用了旋喷桩和搅拌桩组合加固措施进行地表加固,控制隧道开挖过程中地下水的流动。通过采用以上技术措施,实现了隧道下穿过程中安全施工,保证了地面城市道路和周围建筑物的安全。     

湿陷性黄土隧洞水平旋喷桩加固效果研究

针对引洮工程总干渠7#隧洞4#吴家坪支洞含水疏松砂岩洞段施工难题,为保证施工安全和工程质量,采用水平旋喷桩超前加固措施。借助大型有限元软件ANSYS,对隧洞开挖过程进行数值模拟,对开挖过程中围岩应力、位移及地表沉降量的变化进行了分析,并将有、无旋喷桩两种情况进行比较。分析表明:在湿陷性黄土隧洞含水疏松砂岩洞段采用水平旋喷桩超前加固措施,围岩受力、变形及地表沉降都相对较小,水平旋喷桩能有效提高地层自稳能力,保障施工安全。     

高压旋喷桩复合地基在大型填充性溶洞处理中的应用

以采用高压旋喷桩加固处理某隧道工程施工过程中遇到的填充性岩溶地质问题为例,详细介绍了高压旋喷桩加固软基方法,包括桩的平面布置、水泥浆配制、注浆量及注浆压力、施工工艺、复合地基强度计算和室内试验与现场检测效果评价等。指出采用高压旋喷桩复合地基处理填充性溶洞可操作性强,加固效果及经济性良好,可为类似工程的地基处理提供借鉴。     

主动区土体加固对深基坑变形及周边环境的影响

为减小基坑变形和保护周边环境,采用高压旋喷桩对基坑主动区加固,采用土体卸载条件下的修正摩尔库伦有限元模型,分析深基坑开挖过程中主动区加固体强度对深基坑变形及周边环境的影响。数值模拟结果表明,主动区土体加固能抑制基坑及周边环境的变形,支护结构水平位移、地表沉降、建筑物不均沉降随着加固强度的增大而减小;经加固后,桩体最大水平位移位置在桩顶,最终减小水平位移达87%;主动区加固会使坑后土体产生“上拱”现象,地表沉降曲线由加固前的“凹槽型”变为“上拱型”;不均匀沉降是评价建筑物安全的重要指标之一,增加加固体强度对初期开挖的建筑物不均匀沉降无显著影响,但能减小最后一步开挖工况下建筑不均匀沉降达90%。因此,主动区加固不仅可以和被动区加固一样抑制基坑变形,同时可以保护临近建筑物安全。     

节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究

某高速铁路XHS隧道穿越节理化炭质页岩地层,在施工过程中围岩大变形、失稳坍塌现象显著,现场采用强支护和仰拱加深等措施后围岩变形控制效果不佳。针对XHS隧道节理化炭质页岩地层地质条件,结合现场监测手段、离散-连续耦合数值模拟分析围岩大变形及破坏特征,基于数值模拟提出以采取地层预加固为主的围岩变形控制措施,并通过现场试验探讨该控制措施的应用效果。研究结果表明：隧道开挖后,围岩变形具有变形量大、变形速率快的特点,围岩拱部沉降量大于水平收敛量且变形具有非对称的分布特征;受三台阶法多次开挖扰动影响,围岩卸荷范围动态发育并不断向全环扩展,松动区逐渐由浅部围岩向深部转移,并呈现出非对称的破坏特征,最终引发围岩大变形;采取地层预加固后,模型中围岩变形和松动区范围明显减小,围岩非对称变形破坏也得到了有效控制;在采用地层预加固、管棚超前支护、三台阶临时仰拱法开挖的控制措施后,围岩变形得到控制,施工效果良好,隧道恢复正常施工,保证了隧道的顺利贯通;以地层预加固为主的控制措施是此类节理化炭质页岩地层围岩变形控制的有效手段。     

黄土地层雨水管道施工对既有下卧地铁变形的影响

为探究基坑开挖和顶管施工共同作用下下卧隧道结构的响应规律,以西安兴善寺东街雨水管道工程为背景,采用数值模拟和实测数据分析相结合的方法对比分析采用明挖法和顶管法两种不同施工方式施工时下卧隧道变形规律,利用正交试验法研究基坑开挖和顶管施工共同作用时下卧隧道隆起量影响因素。结果表明：下卧隧道沿纵向5倍基坑开挖宽度内结构的隆起变形受基坑开挖影响较大,且基坑开挖卸荷使下卧隧道结构发生不均匀变形。左隧道拱顶最大隆起量为4.13 mm,拱腰最大收敛值约为0.55 mm,结构易发生扭转变形;右隧道拱顶最大隆起量约为3.19 mm,拱腰最大收敛值约为0.24 mm,结构易发生竖向拉伸变形。采用顶管法施工可以减少下卧隧道的变形量,实测数据表明顶管施工会使下卧隧道产生横向收敛,最大为1.7 mm,实际工程中应注意控制既有隧道结构的横向变形。基坑开挖和顶管施工共同作用时,各因素对左右隧道的影响程度不同,左隧道的隆起量主要受基坑开挖卸荷作用影响,右隧道的隆起量主要受顶管施工的顶推作用和开挖卸荷作用影响。同时应注意各因素之间不一定是相互独立的,需要考虑因素组合对下卧隧道隆起量的影响。     

基坑卸荷开挖对下卧地铁隧道影响的数值分析

基坑卸荷开挖引起围岩应力场的改变,必然对下卧运营隧道的安全性造成影响。以北京地铁8号线上方基坑卸荷开挖为背景,运用MIDAS/GTS软件、分别针对3种不同工况对施工全过程进行动态模拟。结果表明:基坑按分块、小面积开挖,底部土体注浆加固可以有效控制隧道隆起变形。隧道隆起变形近似呈正态分布,最大值发生在基坑正下方的隧道断面,从基坑正下方沿隧道纵向向左右各30m为开挖主影响区,左右各60m范围为开挖扰动区。     

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.     

基坑开挖对下方既有盾构隧道影响的数值分析

以杭州某基坑工程实例为背景,采用MIDAS/GTS有限元软件建立了三维基坑模型,研究了基坑开挖对下卧盾构隧道变形的影响以及不同加固控制措施的效果.研究结果表明:基坑开挖会引起下方隧道和基坑封底的隆起变形,封底浇筑完成后隧道隆起达到最大值(4.88mm),与实测数据4.9mm相符;在加固控制措施由简单到严格的工况下,隧道和基坑封底的隆起值呈递减趋势,表明各工况下的加固控制措施均有一定效果,其中坑外加固和坑底堆载对降低隧道隆起效果明显,钢支撑和坑底加固对降低封底隆起效果明显.     

浅埋暗挖黄土隧道地层及围岩力学特性变化规律

以新建蒙华铁路运煤通道青化砭隧道为依托,埋设地层变位和围岩应力测试元件,对开挖时黄土地区大跨径浅埋隧道的地层及围岩力学特性变化规律进行了研究。结果表明：拱顶沉降和水平收敛变形可分为均匀变形阶段和稳定变形阶段,竖向地层沉降随埋深的增大先增大后减小;当工作面稳定时,横截面方向和轴线方向的水平位移超前影响距离分别为8m、15m。滞后和超前开挖时,周围土体横截面方向和轴向水平位移分别向隧道内侧和背离隧道方向发展;初期支护施做后,衬砌应力重新分布,仰拱压力增大,而左右拱腰压力不变。所得结论可为黄土地区浅埋暗挖大跨度隧道的设计和施工提供参考。     

浅谈富水黄土隧道施工技术

富水砂质黄土隧道，裂隙水发育，地质条件极差，围岩呈流～软塑状，施工难度大，风险等级高，为了预防富水黄土隧道施工发生大变形和坍塌问题，在高压旋喷桩加固地层的基础上，采用CRD法开挖，做好防排水和井点降水措施，开挖中采用侧壁大管棚加固预防垮帮。同时做好监控量测工作，及时反馈数据，验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性，为调整支护参数和施工方法提供有力依据。     

竖井工法开挖深基坑对下卧既有隧道上浮变形的控制

基坑开挖卸荷将改变地应力平衡状态,位于基坑正下方的地铁隧道将随基底一定深度范围内土层回弹而发生上浮变形。本文结合深圳地铁11号线正上方某采用竖井工法开挖的基坑工程为例,通过建立三维有限元模型分析下卧地铁隧道随竖井开挖过程的变形规律及竖井工法保护机制。结果表明：基坑开挖对下卧地铁隧道竖向卸荷作用显著,采用竖井工法能有效减缓隧道上浮趋势,减小最终上浮量;隧道纵向变形呈双峰形态,纵向变形曲率半径未超过规定值;隧道横截面随开挖过程而发生两侧拱腰压缩、拱顶与拱底之间拉伸的变形趋势,附加弯矩随开挖卸载率增大而逐渐减小,最大附加弯矩位于拱顶附近;竖井工法能减小基底土层的扰动程度,有效抑制基底土体以及隧道围土塑性区发展深度和面积,从而有效控制下卧地铁隧道的隆起量。     

大跨度变截面隧道围岩及中岩柱的稳定性

为了研究大跨度变截面隧道施工过程中隧道变截面的稳定性,保障施工安全,利用FLAC3D软件对某隧道变截面进行三维数值模拟,通过监测隧道围岩的收敛情况与中岩柱的位移与应力变化趋势,结合实际监测数据,分析截面转换过程中围岩内部的位移与应力的变化特征。结果表明：在施工开挖过程中,监测点处产生的竖直方向位移远大于水平方向位移,位移变化主要发生在监测点附近导洞进行开挖时,并且具有一定的滞后性;中岩柱在分岔隧道段开挖过程中会产生2次反方向的位移变化,采用对拉锚杆加固与注浆加固措施可以有效减小位移变化量,增大最小主应力,有效保障中岩柱的稳定。     

浅埋泥岩隧道仰拱底鼓力学特性

为了研究浅埋泥岩隧道仰拱底鼓变形特征,提出一种新的模型试验法,以强制位移的加载方式模拟基底围岩的膨胀作用,对隧道基底围岩膨胀引起的衬砌与围岩受力变形破坏特征进行了系统分析。结果表明：泥岩隧道因基底膨胀作用发生仰拱底鼓后,衬砌的应力及洞周围岩压力分布发生显著变化;拱脚外侧和仰拱内侧表现为环向拉应力,容易出现受拉破坏;相较于衬砌的其他部位而言,拱脚和仰拱对基底膨胀的力学响应更为明显,且随着膨胀作用的增强,拱脚和仰拱之间的应力差值逐渐增大;按照围岩的失稳状态,将围岩压力的变化状态分为初期增长、中期稳定和末期快速增长3个阶段,在末期快速增长阶段,隧道竖向收敛值快速增加,衬砌应力增长速率变大,加剧了仰拱的破坏;基底膨胀作用下使得隧道两侧围岩容易失稳。研究结果可为泥岩隧道结构设计优化提供有益参考。     

含软土夹层地基高压旋喷桩加固方法研究

含软土夹层地基,用高压旋喷桩仅加固中间软土夹层,不仅可以提高软土地基承载力,相对于传统的桩基加固方法也降低了造价。结合芜湖高压旋喷桩加固软土夹层工程项目,提出了含软土夹层地基高压旋喷桩加固方法,进行了不同位置、不同掺入比、不同龄期下的水泥土的无侧限抗压强度试验和压缩试验,通过对比分析得到合理的掺入比,并得到试件90 d后的无侧限抗压强度和压缩模量。通过理论计算分析了各层土的应力,计算了各层土的沉降,结果表明含软土夹层地基采用高压旋喷桩加固后地基的强度和沉降量均满足设计要求。     

浅谈树根桩加固铁路隧道基底

地基不均匀沉降将直接影响到线路的使用效果。介绍了树根桩加固地基的发展情况、树根桩的优点及适用范围、树根桩加固地基的加固机理,采用树根桩加固隧道基底,可以有效地降低地基的沉降量,提高地基的承载力,将此法用于陕西省神木县红柳林至神木西新建铁路专用线骆驼场隧道,取得了良好的效果,为以后同类隧道的施工提供参考。     

考虑剪切变形下隧道开挖引起邻近桩基水平向响应简化分析

隧道开挖引起邻近桩基的变形影响理论研究都将桩基简化成Euler-Bernoulli梁搁置在传统的Winkler地基模型和Pasternak地基模型上,忽视了桩基变形时桩基自身剪切变形的影响。基于两阶段分析法,采用Loganathan公式计算隧道开挖引起邻近土体自由位移场,再将桩基简化成可考虑剪切变形的Timoshenko梁放置在Kerr地基模型上,建立桩基水平方向受力平衡方程,结合桩基两端约束条件,获得邻近桩基的水平位移及其内力半解析解。随后考虑群桩间土体遮拦效应,进一步获得隧道开挖对邻近群桩的变形影响。通过与工程实测数据及有限元模型计算结果对比,验证了本文方法的合理性。研究结果表明：邻近群桩水平位移及其弯矩随着地层损失率增大而线性增大;隧道埋深增大会引起邻近群桩水平位移减小,桩基弯矩峰值在隧道埋深较大时明显减小;桩隧间距增大会引起邻近群桩水平位移及其内力减小,其减小速率逐渐变缓。     

高压旋喷桩在高速公路隧道软基加固中的应用

以万开高速公路某隧道工程施工过程中遇到的填充性岩溶地质问题采用高压旋喷桩进行加固处理为工程背景,详细介绍了高压旋喷桩加固隧道软基桩的平面布置、加固深度、复合地基强度计算、室内试验与现场检测效果评价,可为类似工程应用提供借鉴.