隧洞围岩应力开挖扰动特征与规律研究

以锦屏二级水电站引水隧洞为研究实例,对引水隧洞掌子面推进过程中的围岩应力状态和主应力轴变化规律进行了研究.分别通过地质数据处理中的"极点图"表现方法和断裂力学应力状态参数应力三维度,来描述主应力轴的旋转变化规律和应力状态变化规律.研究表明,随着掌子面推进,掌子面前方的围岩主应力轴方向调整具有一定共性,均表现为最大、最小主应力以一定交角指向临空面,中间主应力近似平行临空面,隧洞围岩应力状态由三轴受压状态转化至双轴压缩或单轴压缩状态.最后,根据应力三维度随开挖进尺的变化关系和空间分布特征,将隧洞围岩开挖应力扰动区分为强应力扰动区和弱应力扰动区,分析了各扰动区的应力扰动特征和规律,相关结论与认识对于围岩开挖扰动研究具有较大的理论和工程意义.     

南水北调中线磁县段污水管下穿公路顶管施工地表变形规律

顶管施工对地层变形的扰动成为影响周围建筑物安全和环境变化的重要因素之一.以南水北调中线磁县段砂砾石地层中污水管网顶管下穿和谐大道施工为例,对顶管施工扰动下地表沉降变形进行理论预测和现场试验研究,并基于现场实测结果对理论预测模型参数进行了优化修正研究结果表明:当地层体积损失率控制在6.9％以内时,磁县和谐大道附近地表沉降量满足相关规范安全要求;南水北调磁县段污水管网施工范围内地表最大沉降量位于2.5～4 nun,未突破安全阈值;针对类似工况条件提出了地层损失率和沉降槽宽度系数指数建议取值,分别为2.81％和0.425.相关研究成果为类似工况条件下地表变形预测研究提供借鉴.     

双洞洞距洞径比对地震下围岩稳定性研究

为确保洞群间围岩的稳定性、施工及运行期的安全性以及经济上的合理性,选择相应合理的洞间距则至关重要.对于确定双洞合理洞距洞径比,规范往往只是针对开挖情况,并没有考虑地震作用.本文针对不同洞径的相邻隧洞,分析了在不同地震作用和不同本构下不同间距对软岩型洞室围岩的动力响应,基于洞间岩体塑性区贯通与否、隧洞围岩关键点相对位移曲线拐点,初步确定地震作用下软岩型双洞的合理洞距洞径比.结果表明,在地震作用下,双洞距离越近,围岩监测点的相对位移就越大,当距离小于洞径时,相对变形则远远大于其他情况,当距离在2～3倍时,相对变形则基本维持在一个稳定值;对于不同直径的洞室,在开挖作用下其合理间距是不一样的,但基本在1.5左右;先开挖,后受地震作用时,双洞围岩的响应趋势是一致的,与洞径大小无关,且其合理洞距洞径比大约在2～3之间;相比于开挖扰动影响,地震作用下的合理洞距洞径比要大,因此当需要确定高地震烈度地区软岩型双洞的合理洞间距时,除了要考虑开挖稳定情况,还要考虑地震作用.在类比其他文献的研究成果和国内外几个典型隧道的洞距洞径比的基础上,说明本文的结果比较符合实际情况.