浅谈湿陷性黄土隧洞开挖施工技术

湿陷性黄土遇水极易发生破坏变形。针对湿陷性黄土隧洞开挖中的施工技术进行了描述,并结合工程施工实际情况,阐述了湿陷性黄土隧洞在开挖、支护、特殊地质情况的处理、洞内排水、施工观测及施工中应注意的问题。     

浅埋黄土隧洞施工过程数值模拟

【目的】针对浅埋黄土隧洞顶覆土薄,自稳能力差,特别是开挖初期变形增长较快,极易产生坍塌的特征,利用有限元方法模拟隧洞不同施工工序的施工过程,通过比较得出较为合理的施工工序,以指导工程施工。【方法】结合某工程输水隧洞具体施工问题,利用有限元分析计算软件ADINA,建立该隧洞的施工过程数值模拟模型,对上行法和下行法2种开挖过程进行数值模拟,分析2种施工过程中硐室周围土体所产生的应力、应变、屈服区以及位移等。【结果】通过对隧洞施工工序的模拟分析,得到上行法开挖时的拱脚压应力是下行法开挖时的1.5倍,对于拱顶位移和塑性区范围,上行法开挖均大于下行法。【结论】虽然该黄土隧洞埋深较浅,断面较大,采用人工分层开挖,下行法和上行法2种工序均是稳定的,但下行法优于上行法。     

甘肃省引洮二期四干渠24标输水隧洞铣挖法施工工艺研究

甘肃省引洮供水二期工程是甘肃省影响深远的惠民工程,其施工主要以输水隧洞为主。四干渠输水隧洞地质条件以砂岩、马兰黄土为主,围岩稳定性差,经技术方案比选采用铣挖法开挖、局部配合人工修整的施工方案进行开挖。该施工方法断面成型标准,开挖效率高,可在同类地质条件隧洞开挖施工中应用。     

浅谈隧洞围岩稳定性与支护方式

在水利水电工程建设中,经常会涉及到地下隧洞的开挖,如何准确判定地下隧洞围岩的稳定性,并根据隧洞围岩状况选择合理有效的支护方式,从而预防围岩发生位移变形及失稳坍塌,保证隧洞施工阶段及后续使用阶段的安全,对工程建设尤为重要。文章通过对美纳斯水电站引水隧洞开挖过程中现场地质编录资料进行收集整理,分析总结了影响围岩稳定性的各项地质因素,以指导隧洞开挖方式及支护参数的选取,确保施工安全。     

不同开挖方式对黄土浅埋隧道地表变形影响研究

目的研究影响隧道开挖引起的围岩变形与上覆地表沉降规律。方法以山西省某黄土特长隧道为工程背景,利用Midas-GTS软件模拟浅埋黄土隧道开挖与支护过程,分别选择环形留核心土法和双侧壁导坑法研究不同开挖方法对黄土隧道开挖过程中地表沉降和围岩变形的影响。结果与环形留核心土方法比较,采用双侧壁导坑法时隧道左线轴线上方地表竖向位移降低57.3%,右线降低53.9%;隧道左线拱顶下沉降低36.1%,右线降低38.4%;隧道左线拱底竖向位移降低47.2%,右线降低40.9%;隧道左线拱腰处水平位移降低73.7%,右线降低66.3%。结论采用双侧壁导坑法更适合黄土浅埋隧道的施工,对类似黄土隧道的施工提供参考。     

含水疏松砂岩隧洞冻结施工三维数值模拟

甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#引水隧洞出口,采用冻结施工法成功穿越了含水疏松砂岩地层.应用大型有限元软件ANSYS,对冻结施工过程进行了三维数值模拟,分析了隧洞开挖过程中冻土帷幕的位移和应力分布情况,并提出了在施工过程中的一些安全保障措施,以便准确地掌握冻土温度的变化及冻土帷幕厚度发展状况,从而确定最优的开挖时间.分析结果及工程实践表明:最大拉、压、剪应力计算值分别为3.02、0.15和0.97Mpa,计算值相对于设计值的安全系数分别为13、1.9和1.5,并确定了其极值发生位置.同时也表明利用冻结施工法穿越含水疏松砂岩地层隧洞是合理的,研究结果可为引洮供水一期工程总干渠7#引水隧洞出口冻结施工提供理论支持,同时也为类似工程提供参考.     

深基坑开挖对邻近通道影响的实测及数值分析

【目的】研究基坑开挖对邻近通道的影响,为邻近通道基坑开挖工程的设计与施工提供参考。【方法】以重庆某周围存在邻近人防洞通道的岩质深基坑工程为例,通过数值模拟和现场观测,研究土岩组合地层基坑与通道变形、通道拱脚推力及围岩破坏模式的关系。【结果】邻近通道会改变地表最大沉降点位置,土岩组合地层中地表沉降主要与基坑的水平位移和通道沉降有关。通道与基坑之间围岩间壁厚度较大时,隧洞破坏来自于拱顶;间壁厚度较小时,隧洞破坏来自于侧壁。由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,通道主要表现为横向变形。【结论】邻近通道会增加基坑的水平位移与沉降,通道的破坏方式与间壁岩体厚度有关。     

多因素对高温隧洞稳定性的影响

【目的】研究洞室围岩温度场扰动对洞室地层热力学平衡和围岩热物理力学性能的影响,为隧洞设计与施工提供参考。【方法】通过建立地下隧洞几何模型和洞内环境热力学模型,针对新疆某高温隧洞,根据实测洞内环境温度及围岩温度,应用 ANSYS 有限元程序,对不同施工工况下围岩的温度场变化进行模拟,深入研究温度场下隧洞的埋深、围岩类别（Ⅲ、Ⅳ1和Ⅳ2类）等不同状况对隧洞围岩稳定性的扰动规律。【结果】大量系统的数值试验表明,在影响高温隧洞围岩稳定性的各因素中,温度和围岩类别是影响围岩温度应力的2个主要因素。初始温度场的温度越高或温度差越大、围岩类别越好,围岩的温度应力越大;洞室埋深的增大对围岩二次应力场及围岩位移场均有显著影响。【结论】得到了温度 、温差、围岩类别、埋深对高温隧洞稳定性的量化影响规律,对于高温隧洞问题,可参考上述规律并结合工程实际进行综合分析。     

小导管超前注浆的施工方法

隧洞与地下工程小导管超前注浆是在地基处理灌浆法基础上发展起来的一项围岩加固止水新方法。它具有超前支护作用,是不良地质隧洞与地下工程施工常用的一种开挖辅助措施。通过在诸永高速公路第五合同段茅草尖、马坞隧道软弱围岩地段的施工,不仅采用小导管注浆超前支护,而且还配合管棚施工,成功地完成大跨度洞室的开挖,并在控制地表下沉中发挥了重要作用。     

开挖方案对洞群围岩稳定性的影响研究

应用ANASYS对紫坪铺水利工程4条引水隧洞拟定的3种开挖顺序进行了模拟施工过程的非线性有限元仿真分析。通过分析计算,探讨了引水隧洞施工期围岩稳定性与支护结构安全性的相互影响,评价了各个支护手段的支护效果,得出了合理的施工开挖程序。