隧道松散破碎软弱围岩管锚与注浆联合支护技术

在管锚与注浆联合支护对松散、破碎等软弱围岩加固作用分析的基础上,建立管锚与注浆联合支护的力学模型,通过管锚与注浆联合支护与一般喷锚支护塑性区范围大小的对比分析,揭示管锚与注浆联合支护的机理。理论分析及工程实践表明:管锚与注浆联合支护对提高松散、破碎软弱围岩完整性、强度,控制围岩变形有十分明显的作用,是一种特别适宜于松散、破碎软弱围岩洞室支护的方法。此外,还对管锚与注浆联合支护的设计、施工要点、施工加固效果评价方法进行分析和论述。     

锚杆支护参数对巷道围岩变形的控制作用分析

为了研究锚杆最大锚固力、刚度及初锚力对巷道围岩变形的控制作用,采用三维有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,对锚杆支护参数的选择进行数值计算。通过锚固力、刚度及初锚力大小的改变对巷道围岩变形的影响进行分析,结果表明:最大锚固力和初锚力限制围岩变形的能力要明显高于锚杆支护刚度,但底鼓较严重,锚杆支护的3种参数调整对防止底鼓的发生作用不明显。     

爆破荷载下岩质直立边坡预应力锚板墙动力响应机理

以重庆沙坪坝铁路枢纽综合改造工程开挖形成的岩质直立边坡为原型,利用FLAC3D软件建立数值计算模型,分析预应力锚板墙边坡支护结构在不同开挖位置的爆破荷载作用下的动力响应特性。在此基础上,讨论锚杆预应力大小、爆破峰值荷载和锚固段长度几种参数对于支护结构受力状态和结构变形的影响。计算结果表明:爆破作用下锚杆轴力增量分布与静力作用下相似,并且锚杆轴力增量和板墙位移都在边坡中部达到最大,而上下位置较小。对比锚杆轴力增量和板墙水平位移增量的数值模拟和理论计算结果,验证了板—锚结构之间存在的变形协调现象。通过各种影响因素的计算结果分析得到了岩质边坡预应力锚板墙支护在爆破作用下的动力变化规律。     

浅谈新奥法初期支护-喷锚支护在软弱围岩的应用

结合赣龙铁路考塘隧道中的Ⅲ级围岩地段初期支护中的锚杆数量与喷层厚度控制，介绍了新奥法初期支护的作用原理以及此类支妒在软弱围岩中的应用。     

京沪高铁西渴马隧道初期支护受力特征分析

结合京沪高铁西渴马隧道工程,建立三维数值计算模型,根据相关勘察设计资料选取隧道围岩、注浆锚杆和初期支护力学参数。从隧道围岩最大主应力、最小主应力和塑性区等方面分析围岩的受力特征;从喷射混凝土受力和锚杆受力方面分析隧道支护结构应力特征。通过对现场典型断面实测,计算得到支护结构弯矩最大值处的最大压应力2.41 MPa,表明现行支护参数满足安全性要求。     

土钉加固软岩边坡监测分析与数值分析

软弱、破碎围岩的公路边坡支护一直是困扰公路边坡施工的技术难题.结合梅江软弱围岩公路边坡工程地质条件和边坡开挖设计参数,采用FLAC软件对土钉支护结构进行数值模拟研究,并从应力、位移和塑性区3个方面分析了边坡围岩的稳定性.计算结果表明:该支护结构能有效地控制边坡的变形,获得了满意的支护效果.     

软岩隧道支护结构优化研究

为控制软岩变形,确保施工安全,结合谷竹高速公路油坊坪隧道在施工过程中多次出现的大变形情况,提出"弱化锚杆+增强初期支护的刚度与强度"的支护方案,并与原方案及"弱化锚杆"的支护方案进行对比研究。通过数值模拟对不同支护方案下位移变形量、锚杆受力情况、塑性区的发展情况、喷射混凝土的应力以及二衬结构的受力情况进行分析;同时现场选取3组试验段,对3种不同支护方案下的围岩变形及围岩压力情况实施现场监控量测。数值模拟结果和现场监测结果表明:弱化锚杆的措施对支护体系的整体支护效果影响不大,而且能节省工序和降低工程成本;增强初期支护的刚度与强度能有效地控制围岩大变形。提出的"弱化锚杆+增强初期支护的刚度与强度"支护方案是可行的,可为沿线同类隧道支护优化提供参考。     

深埋软岩隧洞围岩变形破坏分区规律反演分析

研究目的:榴桐寨隧道是新建成都至兰州铁路线的关键性控制工程,其围岩大变形问题十分突出,而目前对深埋隧洞围岩流变条件下的变形预测尚无成熟的计算方法。本文在总结现有围岩变形研究成果的基础上,将隧洞围岩简化为理想弹塑性介质并布设全长锚固锚杆,基于锚杆-围岩协调变形原理,分析杆体表面摩阻力及其轴力的分布规律,由静力平衡条件推导锚杆中性点处的最大轴力值,进而建立变形稳定后围岩的塑性区及松动区半径公式,从理论上确定榴桐寨隧道围岩的松动区及塑性区范围,为优化围岩支护方案及参数提供重要的技术支撑。研究结论:(1)工程实际中,围岩流变是导致深埋隧洞出现大变形的根本原因,隧洞围岩变形通常在初期锚杆支护一段时间后才趋于稳定;(2)隧洞围岩与锚杆协调变形,杆体所受正、负摩阻力的分界面即为杆体中性点,该点杆体与其周围岩体的相对位移及表面摩阻力为零,但其所受轴向拉力达到最大值;(3)通过锚杆所受最大轴力可对变形稳定后的隧洞围岩塑性区及松动区范围进行反演分析,围岩塑性区及松动区范围的大小随岩体黏聚力和内摩擦角的增加而减小,随隧洞半径的增加而增大,但受支护阻力的影响不大;(4)现场应用结果表明,基于锚杆轴力反分析隧洞围岩分区规律的方法是合理可行的,该研究成果对于类似隧洞工程的安全快速施工具有一定的借鉴意义。     

石质铁路隧道初期支护优化研究

以蒙华铁路九岭山隧道为工程背景,运用强度折减法计算围岩强度储备并将其作为围岩稳定性的参考指标。依据现场监测,得到初期支护的受力特征。基于围岩强度储备指标与初期支护的受力特征,对初期支护进行优化设计,并应用于现场。研究结果表明:在围岩具有足够强度储备的前提下,初期支护主要承受形变压力;系统锚杆未发挥作用,喷射混凝土抗压性能未被充分利用,格栅钢架钢筋难以发挥其抗拉和抗弯性能;可将现有初期支护"喷射混凝土+格栅钢架+系统锚杆"的结构形式优化为"喷射混凝土+格栅钢架"。对原有设计和优化方案进行数值模拟,对比其锚杆轴力与喷射混凝土应力分布,同时应用现场试验验证该优化方案的安全性与可行性。该优化方案已在蒙华铁路应用推广。     

雁门关隧道富水段软弱围岩初期支护开裂变形控制技术

结合北同蒲铁路取直线雁门关隧道软弱围岩初期支护开裂变形控制施工实例,介绍施工地质揭示情况,分析围岩与初期支护开裂变形原因,提出针对富水段软弱围岩初期支护开裂变形控制施工技术方法,创新了钢拱架锁脚锚管施工新工艺。     

组合支护形式在地铁车站围护中的应用

研究目的:通过介绍近年来对地铁车站围护结构组合的应用研究与实际应用经验,探讨和创新设计理念,以期达到安全经济的目的。研究方法:通过工程实践,结合工程周边环境、地质水文情况,对地铁车站围护结构形式和施工技术进行深入的阐述,并将单一的围护桩支护形式和土钉墙与围护桩组合形式进行了对比分析。研究结果:在基坑开挖过程及车站主体施工阶段,基坑围护经历了时间和恶劣天气的考验。通过对基坑的监控量测,基坑位移及地面沉降等各项数据都在控制值范围之内,充分验证了基坑的安全性。研究结论:在地质及周边环境允许的情况下,基坑围护采用上部放坡土钉支护、下部排桩 内支撑或预应力锚索支护方案,有利于土方挖运,提高了机械利用率,施工进度快,且节约了成本;设计时应根据地质勘察报告,分析场地土的性质,根据理论分析、类似工程的经验和监控量测结果,及时修正设计参数。     

地铁车站深基坑开挖监测与数值分析

研究目的:在地下工程建设过程中,地铁车站作为重要的地下建筑公共设施,其安全性和稳定性显得尤为重要.本文通过研究某地铁车站深基坑开挖过程,对土体和支护的变形与稳定性展开研究,为今后的地铁车站建设提供借鉴和参考.研究结论:通过综合分析评价,我们得出深基坑开挖过程中土体及支护的变化规律:入土较深的围护墙体水平位移自下而上程递...     

车站异形深大基坑施工过程试验研究

研究目的:异形深大基坑施工过程的稳定性一直是工程界研究的热点和难点问题,为探究异形深大基坑施工过程中支护结构变形演化规律和受力特征,本文以某大型异形深基坑为依托,开展支护结构变形和受力现场试验研究,以期为依托工程和类似工程设计施工提供指导。研究结论:(1)异形深大基坑支护结构变形的空间效应显著,异形段的墙顶水平位移大于标准段;(2)地下连续墙的水平位移两头小、中间大,随深度增加呈三角形分布,位移最大处发生在基底±3 m附近;支撑处墙体位移较小,外荷载、施工中断会使墙体位移增大;(3)当基坑深度小于15 m时,支护结构土压力分布规律接近朗肯土压力理论值;当基坑深度大于15 m时,支护结构土压力明显小于朗肯土压力理论值,按理论计算值指导设计施工偏于保守;(4)异形深大基坑施工建议采取"地下连续墙+钢筋混凝土支撑+钢支撑"的组合支护形式,可有效控制支护的过大变形;(5)本研究成果可为基坑工程施工提供参考和借鉴。     

特长隧洞TBM施工与锚喷支护应用研究

研究目的:通过对特长隧洞衬砌结构的选择、支护参数设计、不良地质段支护技术等方面的研究,为特长隧洞的优化设计和TBM的结构安全和快速施工提供技术支持,工程经验可供今后类似工程参考。研究结论:大伙房输水工程特长隧洞根据围岩条件选择了开敞式TBM+锚喷支护复合衬砌施工方案,并且获得成功。实现的采用锚喷支护+二次衬砌复合衬砌替代管片衬砌既符合现代支护系统的NATM设计理念,解决了TBM施工的止水与排水难题,又节约了大量土地和大量资金。     

地铁换乘车站深基坑支护体系测试研究

研究目的:城市地铁换乘车站基坑施工难度大,维护结构安全性和稳定性尤为重要。针对某换乘车站工程地质条件、周边建筑环境和工艺特点,选取合适的围护方案和水平支撑体系。采用现场测试方法,分析基坑围护桩水平位移和钢支撑轴力变化规律,得出城市地铁换乘车站基坑支护有益结论,为相类似工程提供借鉴。研究结论:基坑开挖过程中,围护桩的变形随着开挖深度的增加而增大,由于桩顶设置有冠梁,围护桩变形最大值出现在开挖深度的中下部,随着开挖深度的增加,最大位移值的位置也随之下移。支撑轴力值在开始时增加量很大,随着基坑的开挖和下一道支撑的安装,变化幅度不大;施工过程中各道支撑的实测轴力占设计值百分比均小于70%。     

水中大体积V型墩斜腿组合式支撑体系下施工技术研究

研究目的:针对铁路客运专线V型墩刚度大、线形精度要求高的特点,通过研究水中大体积V型墩斜腿施工时的支撑体系和混凝土浇筑方法,确保其线形精度小于1 cm,且斜腿根部不开裂。研究结论:(1)以桩基础与混凝土支墩作为竖向承力结构,以精轧螺纹钢水平预应力索作为抵消水平推力的综合承力体系保证了分层现浇施工期间V型墩斜腿大体积混凝土现浇时梁部小于1 cm的线形精度和斜腿根部不开裂。(2)一种可单端张拉的锚箱实现了对桥梁斜腿张拉时的无损伤;避免了端头搭拆专用工作平台,且张拉操作容易,保证了安全和快速施工,同时提供了作业人员良好施工环境。     

乌鞘岭隧道千枚岩地层初期支护参数研究

研究目的:针对乌鞘岭隧道深层地段千枚岩地层,隧道开挖过程中,围岩产生大变形的特点,进行初期支护合理性的研究,提出有效的支护措施。研究方法:结合兰武二线乌鞘岭隧道岭脊地段千枚岩地层的设计施工,采用动态设计方法,根据千枚岩不同含量,确定试验段,布置量测断面,通过现场位移量测,分析总结深埋条件下,千枚岩地层变形特点和初期支护设计方法。研究结果:通过对隧道开挖过程中围岩变形和初期支护的研究,提出了千枚岩地层初期支护参数的建议方案,对同类工程的设计施工有一定的借鉴意义。研究结论:对于以千枚岩为主、围岩变形大的地层,采用长锚杆大刚度型刚支架,结合网喷纲纤维混凝土等初期支护措施,是控制围岩产生大变形的有效方法之一。     

浅埋不良地质条件下小净距隧道掘进与减振爆破技术研究

研究目的:研究重庆轻轨新郑区间浅埋、上软下硬地层、软弱夹层岩柱等不良条件下小净距隧道掘进和爆破减振技术,保证围岩与支护结构的稳定性、光爆良好效果和地下管线安全。研究结论:(1)洞口回填松软土层浅埋地段采用超前大管棚支护,并对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ四种围岩段,采用正三台阶、正二台阶预留核心土、正二台阶及全断面开挖方式,配合采用光爆技术,适合浅埋不良地质条件下双隧道净距仅5.8 m情况下小净距隧道修建;(2)小净距隧道爆破中掏槽孔爆破产生的振动强度最大,通过对不同地质段采取预裂光面爆破和预留光爆层爆破两种方法,掏槽眼分别采取五梅花中空直眼掏槽及斜眼掏槽方法,实测地面测点振速1.8 cm/s,相邻洞内边墙衬砌振速11.02 cm/s,爆破振速满足规程要求,且确保了光爆效果,减振爆破技术可行。     

大直径超前管幕施工沉降试验研究

研究目的：北京地铁5号线崇文门站从既有运营地铁下穿过，运营地铁对沉降有严格要求，为安全顺利修建崇文门站，特进行大直径超前管幕施工沉降试验研究。 研究方法：为研究施工引起的沉降变化情况，采取了实验的方法；具体实验时，管幕采用与施工方案完全一样的实物，选取了地质情况相似的地层，管幕顶进采用水平液压干取土螺旋钻机，长支架水平导向，管幕采用的是直径600mm管棚组合，工字钢咬合，实验前已进行了理论计算，以便实验后进行实际对比。 研究结果：施工方案中提出了大直径超前管幕支护措施，用以控制地层变位。实验过程顺利，测试到了管幕施作对土层的影响，基本达到了预期目的。 研究结论：实验验证了大直径管幕施工对周围上体影响较小，实际测试数据与理论计算结果较接近，大直径管幕超前支护措施可以在实际工程中应用。     

拼装虚托对装配式顶拱结构的力学影响

在装配式双构件顶拱结构的实际拼装过程中,因托拱千斤顶行程不同步,易导致千斤顶虚托现象发生。基于三维数值计算,分析不同虚托条件下装配式双构件顶拱结构的力学性能,并依据最大主应力失效准则,完成不同虚托状态下装配式顶拱结构的力学性能评价。研究分析发现：上部承托平台虚托时,结构内部最大主应力向压应力趋势发展;下部承托平台虚托时,结构内部的最大主应力向拉应力趋势发展;仅上部承托平台虚托时,装配式双构件顶拱结构主体均满足最大主应力抗拉设计限值;出现任一下部承托平台虚托时,装配式双构件顶拱结构局部区域不满足最大主应力抗拉设计限值。