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胜利村隧道陡倾岩层挤压大变形控制及支护技术研究

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隧道建设（中英文） 2023年第S2期43卷 406-417页

作者：向龙林国进余涛李华明唐协罗虎王俊四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041 西南交通大学四川成都610041 四川乐汉高速公路有限责任公司四川峨眉614200

高地应力软岩是我国西部山区隧道建设过程中一种常见的不良地质,该类地层由于受较高地应力和特殊围岩力学特性的共同影响,在隧道施工过程中极易出现大变形灾害。系统总结目前国内外大变形隧道的处治思路和方法,并以乐汉高速胜利村隧道... 详细信息

高地应力软岩是我国西部山区隧道建设过程中一种常见的不良地质,该类地层由于受较高地应力和特殊围岩力学特性的共同影响,在隧道施工过程中极易出现大变形灾害。系统总结目前国内外大变形隧道的处治思路和方法,并以乐汉高速胜利村隧道变形段为工程依托,根据结构变形破坏特征、地质条件、监测数据等,分析大变形原因,并提出胜利村隧道陡倾岩层挤压大变形处治原则和具体措施。研究结果表明:1)胜利村隧道发生大变形主要是构造应力、围岩软弱破碎、岩层倾角、隧道走向、地下水等因素共同作用导致的;2)陡倾岩层变形破坏具有明显的非对称性和不均匀性,拱腰处易发生弯折内鼓,水平收敛显著大于拱顶沉降,并具有长期蠕变特性;3)根据“放抗结合”的大变形处治思想,“一次开挖、多次支护、释放变形、加固围岩、加强结构”措施在现场对围岩变形取得了良好控制效果。

关键词：隧道工程挤压大变形陡倾岩层高地应力变形控制

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陡倾岩层双洞四线暗挖车站结构设计研究

铁道工程学报 2016年第9期33卷 113-117页

作者：刘建伟卢致强张望张林森中铁隆工程集团有限公司成都610046

研究目的:重庆轨道交通环线涂山站为陡倾岩层中双洞四线大跨暗挖车站,单洞开挖跨度为21.6 m,双洞净距19.7 m,所处岩层中斜层理和交错层理较发育,贯通性好,层面结合处岩体破碎,结合较差。本文采用Unwedge软件进行地下洞室开挖稳定性定性... 详细信息

研究目的:重庆轨道交通环线涂山站为陡倾岩层中双洞四线大跨暗挖车站,单洞开挖跨度为21.6 m,双洞净距19.7 m,所处岩层中斜层理和交错层理较发育,贯通性好,层面结合处岩体破碎,结合较差。本文采用Unwedge软件进行地下洞室开挖稳定性定性分析,并采用MIDAS/GTS进行三维施工过程模拟,以研究隧道合理支护参数和施工步序。研究结论:(1)根据分析结果,建议左、右洞一次拆撑长度分别不超过6 m和9 m;(2)在结构面顺层滑动的迎压侧墙及拱顶处增设中空锚杆大角度穿过结构面注浆加固;(3)施工过程中应加强偏压和迎压侧墙背部的围岩压力监测;(4)支护设计和结构计算应充分考虑偏压的不利影响;(5)本研究成果对于陡倾岩层中类似暗挖隧道的设计施工有一定的参考价值和借鉴意义。

关键词：陡倾岩层暗挖车站稳定性施工过程模拟偏压

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陡倾岩层中公路隧道变形影响分析

山西建筑 2022年第12期48卷 161-164页

作者：彭涛内江师范学院四川内江641100

在陡倾岩层中存在的主要工程问题为陡倾地质构造带来的围岩大变形,其对地下工程设计和施工带来了巨大不便。基于重庆某高速公路隧道工程,主要对陡倾岩层中隧道变形影响进行研究,详细分析了地层倾角、岩层厚度、岩性和界面参数等因素对... 详细信息

在陡倾岩层中存在的主要工程问题为陡倾地质构造带来的围岩大变形,其对地下工程设计和施工带来了巨大不便。基于重庆某高速公路隧道工程,主要对陡倾岩层中隧道变形影响进行研究,详细分析了地层倾角、岩层厚度、岩性和界面参数等因素对隧道变形的影响,并得出了相关结论。

关键词：陡倾岩层围岩变形公路隧道

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陡倾岩层中浅埋暗挖车站设计与安全性分析

地下空间与工程学报 2020年第S1期16卷 115-120,146页

作者：曹伟李慧中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院) 西安710043

以重庆地铁某暗挖地铁车站为研究对象,通过陡倾岩层地质条件的定性与定量分析,从施工工法、支护参数以及工艺控制等方面采取综合控制措施,并将理论分析与监测数据相结合,全面论证了各阶段车站的安全性,其方法可行、结论可靠,对类似工程... 详细信息

以重庆地铁某暗挖地铁车站为研究对象,通过陡倾岩层地质条件的定性与定量分析,从施工工法、支护参数以及工艺控制等方面采取综合控制措施,并将理论分析与监测数据相结合,全面论证了各阶段车站的安全性,其方法可行、结论可靠,对类似工程的设计、施工具有一定的参考意义。研究结论表明:变大跨为小跨的思路,有效缩小楔形岩体体量;适当加大初期支护厚度,局部增设长系统锚杆,形成组合梁结构,提高了支护体系的前期刚度;通过工艺控制,减少层面摩擦力、黏聚力损失,充分发挥了围岩自身承载力。

关键词：陡倾岩层暗挖车站楔形岩体稳定性长系统锚杆

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陡倾岩层隧道开挖力学特性研究

地下空间与工程学报 2014年第4期10卷 823-828页

作者：吴梦军曹兴松方林招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 重庆中宇工程咨询监理有限责任公司重庆400067 重庆建工涪南高速公路有限公司重庆401122

陡倾岩层隧道由于层状结构的存在,在开挖过程中,围岩的破坏机理与方式、围岩与结构的变形、受力等特征明显不同于其它岩体隧道。本文在陡倾岩层隧道开挖破坏机理探讨的基础上,通过三维数值模拟,对不同陡倾角条件下围岩与结构的变形、受... 详细信息

陡倾岩层隧道由于层状结构的存在,在开挖过程中,围岩的破坏机理与方式、围岩与结构的变形、受力等特征明显不同于其它岩体隧道。本文在陡倾岩层隧道开挖破坏机理探讨的基础上,通过三维数值模拟,对不同陡倾角条件下围岩与结构的变形、受力特征进行了计算,分析了隧道开挖力学特性与倾角的关系,提出了陡倾岩层隧道设计施工建议。计算结果表明:倾角越大,隧道发生顺层滑移破坏的概率越大,地表沉降、拱顶位移、围岩主应力随倾角的增大而增大,但拱脚位移、围岩剪应力、喷射混凝土内力与倾角并非一致性关系。

关键词：陡倾岩层破坏机理力学特性数值模拟

陡倾岩层中隧道围岩失稳机理及塌方处置对策探讨

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陡倾岩层中隧道围岩失稳机理及塌方处置对策探讨

作者：苏俊军长安大学

学位级别：硕士

围岩稳定性是隧道及地下工程设计和施工关注的主要问题之一。对于修筑在强度和稳定性受结构面控制的岩体中的地下工程,其围岩的稳定性与岩体结构面的产状及其工程特性直接相关。论文探讨了陡倾岩层中隧道围岩的失稳机理及塌方处置对策,... 详细信息

围岩稳定性是隧道及地下工程设计和施工关注的主要问题之一。对于修筑在强度和稳定性受结构面控制的岩体中的地下工程,其围岩的稳定性与岩体结构面的产状及其工程特性直接相关。论文探讨了陡倾岩层中隧道围岩的失稳机理及塌方处置对策,并以磨河村隧道塌方的处置为例予以说明。在综述影响隧道围岩稳定性的因素的基础上,分析了影响陡倾岩层中隧道围岩稳定性的因素和围岩失稳特征。在此基础上,探讨了陡倾层状岩体中隧道围岩失稳的三种常见形式及其机理：①多组结构面控制的块体在重力作用下的塌落;②边墙处岩块的滑动失稳;③抗拉强度控制的岩层弯折破坏。在前人工作的基础上,给出了上述三种失稳机理的分析方法,以及围岩稳定的应力条件。依据分析结果,探讨了针对这三种失稳形式的处置措施。最后,以磨河村隧道塌方的处置为例,说明了岩体结构面及其产状对围岩稳定性和塌落体特征的影响、分析了塌方处置措施的效果。

关键词：陡倾岩层失稳机理塌方支护处置对策

含软弱夹层陡倾岩层中地铁车站围岩稳定性研究

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含软弱夹层陡倾岩层中地铁车站围岩稳定性研究

作者：龙帅重庆大学

学位级别：硕士

重庆市轨道交通环线莲花村站为暗挖大断面车站,其场地岩层倾角大,且部分地段存在软弱夹层,在此复杂工程条件下研究围岩稳定性很有现实意义。论文以重庆市轨道交通环线莲花村站为依托,采用理论分析、现场监测和数值模拟等方法对陡倾岩层... 详细信息

重庆市轨道交通环线莲花村站为暗挖大断面车站,其场地岩层倾角大,且部分地段存在软弱夹层,在此复杂工程条件下研究围岩稳定性很有现实意义。论文以重庆市轨道交通环线莲花村站为依托,采用理论分析、现场监测和数值模拟等方法对陡倾岩层中隧道围岩稳定性进行研究。主要工作及研究成果如下:①在前人研究成果的基础上,总结分析层状岩体的破坏类型及破坏机制,概括出陡倾岩层中常见的5种破坏类型;分析大跨度暗挖车站常用的开挖方法及其优缺点;总结分析软弱夹层特性对围岩稳定性的影响。②根据工程地质条件,建立暗挖车站双侧壁导坑法和三台阶法施工过程的二维有限元数值分析模型,研究围岩的变形和应力特征。分析结果表明:对所研究的工程地段来说,采用三台阶法施工更为科学、合理、快速,在实际施工中也证实了采用三台阶法更适合依托工程。③建立砂质泥岩-砂岩陡倾岩层暗挖车站三维有限元模型,从围岩变形特征、应力特征及塑性区分布特征三个方面,对车站开挖过程中的围岩位移、应力、时间及空间效应进行了研究。分析结果表明:围岩的位移、应力及塑性区表现出明显的非对称性,且在砂质泥岩-砂岩接触面两侧出现位移错动现象。④结合工程实际,设计了六种不同的软弱夹层分布的工况,通过数值模拟分析陡倾岩层中软弱夹层的分布对车站围岩稳定性的影响。分析结果表明:软弱夹层的分布位置对暗挖车站不同部位的围岩位移及应力影响十分明显,这对含软弱夹层的类似工程的设计与施工有很好的指导意义。

关键词：地铁车站陡倾岩层软弱夹层施工方法围岩稳定性

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陡倾岩层深埋地铁车站3台阶开挖可行性分析

土木工程 2019年第2期8卷 271-277页

作者：汪涵刘信谢景涛胡世兴中建交通建设集团有限公司四川分公司四川成都重庆大学土木工程学院重庆

岩石地层中的地铁车站施工多采用双侧壁导坑法,工程实践中发现深埋地铁车站局部地段有采用3台阶法施工的案例。以陡倾岩层某深埋地铁车站为例,采用三维有限元数值模拟方法,从围岩变形、应力特征及塑性区分布特征三个方面,对车站采用3台... 详细信息

岩石地层中的地铁车站施工多采用双侧壁导坑法,工程实践中发现深埋地铁车站局部地段有采用3台阶法施工的案例。以陡倾岩层某深埋地铁车站为例,采用三维有限元数值模拟方法,从围岩变形、应力特征及塑性区分布特征三个方面,对车站采用3台阶开挖过程中的车站围岩应力应变特征随时间和空间的变化规律进行研究。有限元分析表明:岩石地层深埋地铁车站围岩的位移、应力大小及塑性区范围可以满足稳定和安全要求,且表现出明显的非对称性,在砂质泥岩–砂岩接触面两侧出现明显的位移错动;对研究断面影响较大的位置,基本上位于断面前后3个施工步(6.0 m)内。在车站施工过程中要注意岩层层面对围岩稳定性的影响,加强顺倾侧的监测和支护。

关键词：陡倾岩层深埋车站 3台阶法 3维有限元

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挤压陡倾千枚岩地层小净距隧道大变形研究

岩石力学与工程学报 2019年第2期38卷 276-286页

作者：李磊谭忠盛郭小龙喻渝罗宁宁交通运输部公路科学研究院桥梁隧道研究中心北京100088 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 中国中铁五局集团有限公司成都工程有限责任公司四川成都610073

为了探明小净距隧道穿越挤压性软岩地层的大变形机制,提出相应的大变形控制技术,本文采用理论分析、数值计算、现场试验等手段对这种隧道大变形的影响因素、围岩变形规律、支护受力特征等进行研究,得出主要结论如下:(1)高构造应力、陡... 详细信息

为了探明小净距隧道穿越挤压性软岩地层的大变形机制,提出相应的大变形控制技术,本文采用理论分析、数值计算、现场试验等手段对这种隧道大变形的影响因素、围岩变形规律、支护受力特征等进行研究,得出主要结论如下:(1)高构造应力、陡倾围岩产状、低围岩强度、近接施工扰动等多因素的耦合作用,导致了该隧道大变形的发生;(2)后行隧道对先行隧道的卸荷扰动,一方面使先行隧道承受偏压荷载,另一方面使先行隧道中岩柱侧围岩向洞外产生弯曲破坏,主要表现在先行隧道中岩柱侧边墙位移的减小、初期支护拱部受力状态的转变、二次衬砌拱部和仰拱拉应力的增大;(3)根据围岩变形和支护受力情况,按近接施工影响程度对小净距隧道进行分区,并以此作为控制措施动态调整和工程类比的依据;(4)严格控制施工工序,避免先行隧道二次衬砌端头处于后行隧道开挖作业面之内,并根据应力分布特征调整隧道断面形状,根据岩体产状特征调整锚杆角度,根据近接扰动情况对中岩柱进行保护与加固。

关键词：隧道工程高地应力陡倾岩层绿泥石千枚岩小净距隧道大变形控制技术