隧道爆破水介质轴向不耦合装药振动规律三维数值模拟研究

文章依托郑万铁路七峰山隧道工程,采用现场试验和三维动力数值模拟方法开展了隧道掏槽眼在空气和水两种介质的轴向不耦合装药结构工况下爆破振动传播规律研究,对比分析了掌子面后方不同距离和位置的初期支护结构振动速度的衰减特征。结果表明,爆心距相同时,上台阶爆破引起的拱顶振速峰值最大、拱腰次之、边墙最小;当采用边墙测振方法优化掌子面上台阶掏槽最大段药量时,结果偏于不安全;在掏槽眼总药量相同情况下,水介质轴向不耦合装药爆破引起的振速较明显小于空气介质不耦合装药爆破。研究结果可为类似隧道工程提供借鉴。     

茂县隧道挤压性变形段锚杆作用效果分析

针对茂县隧道穿越活动断裂带及其影响区所遇到的挤压性变形问题,通过对1号斜井及左洞前期施工变形统计分析,以及现场锚杆施工存在的问题,针对性地提出锚杆施工工艺的改进措施,并开展长期跟踪监测。研究结果表明:锚杆工艺改进前,1号斜井和左洞收敛均值分别为689.2 mm和624.8 mm,且1号斜井变形不收敛,左洞收敛时间达6个月;锚杆工艺改进后,左、右洞水平收敛均值分别为320.4 mm和141.2 mm,相比左洞工艺调整前分别下降77.4%和40.6%,且收敛时间缩短至约4个月;按"孔腔通畅+非收缩浆液+可简单验证和不可逆转灌注满浆"的思路综合性改进锚杆施工工艺可显著提升锚杆质量,发挥其在抑制隧道挤压性变形中应有的作用。     

地下过街通道管井降水施工实例分析

通过水文地质调查和现场降水试验,提出了适用于无隔水层而引起滞水存赋的强透水地层中开挖浅埋地下结构的“大管井群降,小管井辅助”的降水方案。分析了该方案在沈阳市文安路地下过街通道施工中的应用过程及其降水效果。研究结果表明,对于渗水系数较高的强透水圆砾地层,采用该方案可有效地解决高水位的问题,满足通道开挖支护无水作业的要求;除局部地表出现较大的沉降变形外,对周围建筑物未造成明显的影响。该方案可对类似浅埋地下结构的降水施工提供参考。     

地铁盾构下穿多股道铁路路基变形控制优化研究

为研究盾构下穿铁路时不同加固方案的效果,通过FLAC~(3D)数值模拟,在分析盾构参数对地表沉降影响的基础上,对比研究D型梁加固和管棚注浆加固2种股道加固方案的特点,得到如下结论:地层损失率越低、盾构密封舱内压力越大,地表沉降越小,针对不同工程,应对比选取最佳密封舱内压力以保证整体沉降最小;D型梁的隔离作用优于管棚注浆,但其施工会对股道造成较大扰动;D型梁加固具有一步到位的效果,后期安全系数更高,复杂工程中,D型梁的适用性强于管棚注浆;管棚注浆和D型梁2种加固方案,管棚注浆的经济性和可操作性更强,2种股道加固方案都满足变形要求时,宜优先采用管棚注浆加固;管棚注浆无法满足股道变形要求时,宜考虑D型梁加固。     

某铁路隧道底部结构隆起病害成因分析及治理对策探讨

西南地区YD隧道长约7 850 m,设计时速200 km,系双块式无砟轨道;建成通车后,K108+600~K109+350等区段底部结构出现不同程度的隆起,引起无砟轨道板开裂、破坏,致使轨道几何尺寸处于不稳定状态,影响列车正常运营。该隧道病害段穿越地层为薄至中厚中风化泥岩、砂岩缓倾互层围岩体,地应力测试表明该段存在与隧道轴线近似垂直的水平高地应力。通过采用现场调查测试、理论分析和数值计算等手段,分析总结认为该隧道底部结构隆起的主要成因是:1)以水平构造应力为主导的极高地应力作用于隧底下伏薄至中厚缓倾互层围岩体;2)仰拱参数不满足工程所处的地质环境。在锚索加固治理方案实施后,YD隧道的底部结构隆起依然没有稳定,在分析其原因、经验、教训的基础上提出治理及今后遇到类似工程的方向性建议:1)在缓倾互层围岩体环境中且埋深50~300 m的隧道工程中,应特别重视底部结构的针对性设计,恰当选择仰拱的矢跨比和刚度;2)锚索必然的松动、滑移特征决定了其不能作为隧底结构隆起病害整治的单独和主要技术手段,以低预应力锚杆锚固、至少是"刚柔相济"的方式应被重视。     

某铁路明洞拱部裂缝成因分析

某双线铁路明洞结构拱部产生纵向裂缝,为分析该明洞拱部裂缝产生的原因,对裂缝分布情况及裂缝形态进行分析,拱部裂缝宽度与回填土石厚度存在正相关性,裂缝宽度随回填土石厚度增加而增大;当回填土石厚度为15 m时,裂缝宽度为0.55~1.00 mm。通过对明洞施工数值计算分析认为： 当回填土石厚度小于5 m时,随着拱顶回填土石厚度的减小,拱顶拉应力增大,此时施工动载对明洞结构受力影响较大;边墙回填密实度对拱顶拉应力影响显著,密实度为60%时,拱顶拉应力值为完全密实时的1.44倍,且已超出结构极限强度。综合分析认为,回填土石施工时机不当及边墙回填不密实是导致该明洞拱部产生裂缝的主因; 提出明洞结构设计计算应纳入施工动载,施工应严格掌控回填土石施作的时机,同时应加强建设管理等。     

富水昔格达组软弱易滑地层PBA进洞法实践

针对攀西地区昔格达组地层软弱易滑、隧道进洞易产生边仰坡开裂造成进洞困难的问题，以成昆铁路前家山隧道进口浅埋富水昔格达地层进洞施工为例，分别进行以锚固桩、旋喷桩及PBA法为主的3次进洞工法尝试，前2次方案均导致地表开裂、大尺度变形和开挖陡立面蠕动变形，第3次方案采用PBA进洞法施作桩（P）-梁（B）-拱（A）组成的明洞体系，再实施结构外回填，有效解决富水昔格达组软弱易滑地层的不稳定问题。通过实践及分析认为: 1）富水昔格达特殊地质条件的隧道进洞困难，原因不仅在于隧道双侧挖掘临空引起的横断面不稳定，而且也因为隧道进洞纵向单侧临空导致的纵向不稳定十分显著。2）PBA法处置隧道进洞纵向不稳定性有明确的力学基础，是颇具针对性的有效措施。     

隧道衬砌强度沿厚度变化规律及模板台车设计理念探讨

隧道衬砌强度检测常采用回弹法和钻芯法，两种方法检测的对象分别是混凝土表面和结构内部，回弹法的检测强度普遍高于钻芯法，对此，为查明出现这种差异的原因，采用回弹法和钻芯法对新建隧道衬砌强度进行了一系列检测和试验，经回归处理并结合数值模拟分析，研究结果表明:衬砌强度沿深度方向呈先缓慢降低而后加速下降再趋于平稳的变化趋势；衬砌表面回弹法检测强度R1、钻芯强度R2与钻芯拟合强度R3之间满足R1=β1R2和R3=β2R2，并提出了检测工程中β1，β2的建议值；根据模拟结果，探讨了整体式衬砌模板台车的设计理念。