小净距隧道围岩稳定性控制技术研究

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双洞隧道围岩稳定性分析及最小净距确定方法研究

双洞隧道围岩稳定性分析及最小净距确定方法研究

双洞隧道围岩稳定性分析及最小净距确定方法研究目前双洞隧道广泛应用于公路,铁路,水工等多种工程领域,双洞隧道的设计既要考虑提高其通行能力同时也要考虑其受地质、环境、征地等造成的影响,众所周知,围岩的稳定是隧道正常施工的必要条件,尤其是双洞隧道净距的取值是直接影响双洞隧道稳定性的重要因素。

本文利用弹塑性理论且结合数值模拟对双洞隧道净距的取值进行研究,主要结论如下:(1)对与本文理论推导有关的隧道围岩稳定性相关理论进行总结分析,即:总结了单洞隧道围岩应力的弹塑性公式;定性的给出双洞隧道的破坏失稳过程;对围岩稳定性的影响因素从埋深、净距、围岩级别和支护条件等四方面进行了分析;最后给出本文净距的确定原则:围岩体塑性区不相交、中间岩柱没产生破坏、围岩应力场基本不发生叠加。

(2)将双洞隧道中间岩柱划分为塑性区和中间核区,简化双洞隧道中间岩柱受力模型,对浅埋双洞隧道中间岩柱进行了弹塑性分析,得到侧压力系数λ等于1、侧压力系数λ小于1和有支护的情况下双洞隧道最小净距公式;随后引入压力拱理论改变双洞隧道压力分布形式推导出深埋双洞隧道最小净距公式。

(3)对各条件下最小净距公式中所涉及到的参数进行分析,分别得到各参数与最小净距的关系,即:双洞隧道最小净距随隧道的埋深,重度增大而非线性增大;随粘聚力、内摩擦角,计算内摩擦角和侧压力系数的增大而非线性减小;其他参数相同时,侧压力系数λ小于1时最小净距比侧压力系数λ等于1时大,有支护条件下最小净距比无支护下最小净距小。

(4)对某山岭隧道工程实例进行数值模拟,根据塑性区应力分布和两隧道中间连线上的竖向应力可知实际选取1.5倍的洞径开挖是安全的。

公路隧道设计规范中只是给出不考虑两隧道间的相互影响时各级围岩下分离式隧道的净距取值,其中VI级围岩下双洞隧道净距应取2.5倍的洞径,而根据本文考虑了两洞室的相互影响和埋深理论计算得到的最小净距为1倍的洞径,虽小于实际工况和规范中净距取值,但由隧道塑性区分布和两隧道中间连线上的竖向应力可知理论计算得到的净距取值也是安全合理的。

隧道围岩稳定性分析与加固技术研究

隧道围岩稳定性分析与加固技术研究

隧道围岩稳定性分析与加固技术研究隧道作为地下交通工程的重要组成部分,其决定着城市交通的畅通与发展。

然而,在隧道的建设、运营及使用过程中,会因为地质条件、水文地质条件、姿态等多种因素导致围岩的不稳定性,从而引起严重的安全隐患。

因此,对隧道围岩稳定性进行分析及相应的加固技术研究,具有重要的实际意义。

一、隧道围岩稳定性分析1、地质条件及水文地质条件分析在隧道建设前,需要进行地质钻探等一系列勘探工作,获取地质、水文地质等方面的相关信息,以便为后续的设计工作提供精确的基础数据。

同时,根据不同地质条件和水文地质条件的特点,对于岩体的物理力学性质、化学特性和水文地质特征等进行分析,以提高隧道围岩稳定性预测的准确性。

2、姿态分析隧道的几何姿态是影响隧道围岩稳定性的重要因素之一。

根据隧道的设计参数和围岩的力学特性,对于姿态角、掏切比、围压大小等因素进行科学分析和提前预测。

只有将所有影响因素加以综合考虑,才能够准确预测隧道围岩稳定性,为后续的加固工作提供科学依据。

3、稳定性计算根据隧道的设计参数和围岩的力学特性,采用方法计算出隧道各截面的围岩稳定系数,确定隧道围岩的稳定性。

同时,进行有限元模拟分析,确定隧道围岩的应力状态,为后续的加固设计提供参考依据。

二、隧道围岩加固技术研究1、高压注浆高压注浆技术是目前隧道围岩补强加固技术中最常用的一种。

该技术通过向岩体内部注入一定数量的水泥浆,进而增强岩体的密实度和抗压强度,改善其力学性质,进一步提高隧道的围岩稳定性。

2、锚杆加固锚杆加固是指将钢筋或拉索预埋在洞壁内或洞壁周围的土层、岩体中,利用锚固力,将锚杆与洞壁紧密连接,从而达到加固效果。

该技术适用于较软的岩石或土壤,其不仅在岩体内部产生锚杆支撑框架,还可以增加其抗拉强度。

3、喷涂加固喷涂加固是利用喷涂机,将钢筋、混凝土等材料喷涂在洞壁上,形成喷涂墙或喷涂块,从而形成能够抗拆、抗析的加固效果。

相比于传统的加固方法,喷涂加固获得了广泛的应用,同时也逐步成为了加固技术的主要趋势。

公路隧道工程中的小净距隧道施工技术

公路隧道工程中的小净距隧道施工技术

公路隧道工程中的小净距隧道施工技术摘要:小净距隧道是一种新型的隧道结构,具有边坡规模小、展线自由度高、成本低等优点。

这种隧道结构的净距较小,可以有效地缩减隧道所占用的土地面积,适合在山区等用地有限的地区进行建设。

随着公路建设的不断发展和完善,隧道结构也在不断地探索和改进。

小净距隧道作为一种新型的隧道结构,将为公路建设带来更加创新和高效的解决方案。

关键词:公路;隧道工程;小净距隧道;施工技术小净距隧道是一种相邻隧道之间的最小净距不能满足设计规范的隧道工程。

此类隧道工程施工难度大,工程造价高。

因此,研究和实践小净距隧道施工技术,可以提高施工质量,降低施工难度,降低工程成本。

小净距隧道在交通工程中的应用也有着广阔的前景。

这种类型的隧道工程可以有效解决城市交通拥堵问题,提高道路通行能力,改善城市交通环境。

此外,小间距隧道还可以广泛应用于水利、矿山、地铁等领域,为这些行业的发展提供有力支撑。

进一步发展小净距隧道在交通工程中的应用,将为城市交通发展提供新的支撑,促进交通发展。

1概述小净距隧道施工技术是一种能够提高隧道施工效率、降低成本的技术,其应用带动了公路行业的快速发展。

该技术在施工过程中不需要使用大量的支撑结构,从而减少了施工时间和成本。

同时,小净距隧道的施工技术在保证隧道结构稳定性的同时,还可以提高施工效率,提高隧道施工质量。

2小净距隧道的设计首先,隧道入口位于强风区,围岩风化严重,相对脆弱。

同时,它们之间夹着一层土,覆盖层相对较弱,使土壤难以拱起。

这给隧道建设带来了重大挑战。

为了解决这个问题,我们可以采取施工方法和逆向施工方法相结合的方法。

这种方法可以提高隧道支护的强度和稳定性,从而保证施工的顺利进行。

其次,在设计小净距隧道时,需要考虑地质条件、施工条件、断面尺寸、地下水分布等。

这是因为隧道施工需要考虑各种因素的综合影响,以确保隧道的安全稳定。

在设计过程中,我们采用了相应公路隧道工程技术标准的要求,确定了隧道断面的设计方案。

高速公路小净距隧道施工控制技术探讨

高速公路小净距隧道施工控制技术探讨

隧道之间 ,一般小于 1 . 5 倍隧道开挖断面宽度的一种特 殊 结构形 式隧道 。相 比普通双线分离式隧道 ,施工难 度较大 ,施工风险较 高。对于 小净距隧道 ,最重要 的
是考虑施 工期间双洞的相互 影响 ,一般要考虑相邻两
隧 道 的 施 工 对 围 岩 的扰 动 和松 弛 的相 互 影 响 , 以及 对 中 夹 岩 柱 稳 定 性 的 影 响 。 因 此 ,对 小 净 距隧 道 的施 工
护 、截水沟砌 筑 、明洞衬砌及洞 门墙修筑等一系列工
程 。洞 口工程 主要 是 为洞 内施 工创 造条 件 ,但 由于洞 口 段 埋 深 小 ,难 以形 成 稳 定 的承 载 拱 ,而 且 当地 形 、地
力为 0 . 5 MP a ,终 止 压 力 为 1 . 5 MP a ,必要 时 加 大到
2. OM Pa。
3 洞身 开挖
3 . 1 V级 围岩开 挖施 工顺 序
质 、地下水 、降水等条件变化时,易引发坡面崩塌 、滑
动 、地表下沉 、掌子面崩塌等 ,也易受新作用的上覆荷
载和土压力变化的影响。
2 . 1 洞 口开挖
洞身开挖仿照成熟的单洞掘进控制措施即可 ,这里 不在详述。后行洞洞身开挖一般推荐采用正向单侧壁导 坑开挖法如 图1 所示。
根据震动速度的衰减规律 ,可采用下列公式对震动
速度进行预估计算 :
V= K ( Q“ / R . )a
受力要比V级围岩浅埋段的受力更为严峻。 根据上述分析 ,可得出结论 :由于小净距隧道中夹 岩的厚度远小于普通分离式双洞隧道的中夹岩厚度 , 在 隧道施工中该处二次应力场在此叠加 ,出现应力集中 ,
控制技术进行总结 ,为今后的类似工程提供 参考 ,就

小净距隧道支护设计与施工控制技术

小净距隧道支护设计与施工控制技术

小净距隧道支护设计与施工控制技术发布时间:2022-02-14T07:35:23.802Z 来源:《防护工程》2021年28期作者:文云波郝渝军俞凡[导读] 当进行地下铁路、公路隧道施工过程中,由于施工的条件和线路线型都存在一定局限性,常常会在间距不充分的情况下进行两孔或多孔隧道的建设。

重庆市市政设计研究院有限公司重庆 400020摘要:小净距隧道通常是介于普通分离式隧道与连拱隧道之间的一种结构形式,因为不会受到地形因素限制和总体线路影响,比连拱隧道的施工操作更加简单一些,并且造价也比较低,备受工程界青睐。

但是因为小净距隧道中间岩柱体的厚度是小于普通分离式的隧道,有着围岩变形、支护结构受力复杂的特点。

本文主要从作者实际工作经验入手,对其小净距隧道的支护设计和施工进行探讨,希望对有关从业人员带来帮助。

关键词:隧道工程;小净距;支护设计;施工控制1 前言当进行地下铁路、公路隧道施工过程中,由于施工的条件和线路线型都存在一定局限性,常常会在间距不充分的情况下进行两孔或多孔隧道的建设。

通常在这种情况下,应用了连拱隧道和小净距隧道等相关特殊结构。

结合相关实践情况分析,其中连拱隧道的存在多处缺陷,第一,由于开挖断面比较大、较低的扁平率,而且施工工艺和施工流程也比较复杂,因此会有一定的安全隐患问题存在,很容易导致坍塌现象发生。

第二,由于结构较为复杂,很难解决中枪顶部连接处防水性问题,当完成建设后很容易出现渗漏问题,严重影响到了公路隧道的质量和使用寿命。

第三,连拱结构变形相对比较敏感,在衬砌时很容易有裂缝问题产生,破坏了整体结构性能和安全性能。

第四,低类别玮岩段和浅埋段的工程造价比较高。

当小净距隧道工艺比较与普通分离式隧道,没有太大的差别,相对连拱隧道施工来说较为简单,并且工程造价也比较低,有效的保障了施工项目的安全性和可靠性。

然而由于小净距隧道中夹了较小的岩柱体厚度,围岩具有稳定、变形小特征,支护结构受力机制也有自己独特的特点,因此支护结构设计的方法和原则以及结构形式等相关区别都比较大。

小净距隧道围岩应力分布规律及稳定性研究

小净距隧道围岩应力分布规律及稳定性研究

小净距隧道围岩应力分布规律及稳定性研究提纲:1.小净距隧道围岩应力分布规律的研究2.小净距隧道围岩稳定性分析3.影响小净距隧道围岩稳定性的因素4.小净距隧道围岩稳定性评价方法5.小净距隧道围岩稳定性控制措施论文报告:1.小净距隧道围岩应力分布规律的研究小净距隧道围岩应力分布规律的研究是建筑专家们解决隧道工程问题的首要任务之一。

隧道建设过程中,围岩受到剥离、冲刷、滑移等多种力的作用,挖掘面周围地应力状态会发生明显变化。

在不同的地应力状态下,围岩的受力分布情况也会发生变化。

因此,准确掌握小净距隧道围岩应力分布规律是保证隧道建设质量的必要条件之一。

在小净距隧道建设中,建筑专家们采取了多种手段对围岩应力进行测量。

首先,通过采样进行岩石物理力学性质的试验,间接推算地应力。

其次,利用应力应变关系,结合围岩压缩试验数据,推算围岩在不同地应力状态下的稳定性分析。

最后,利用现代技术手段,采用真三向力传感器、测斜仪、“静力水准仪+GPS”等,直接测量围岩的应力状态和变形情况,支撑隧道建设的稳定性分析。

2.小净距隧道围岩稳定性分析小净距隧道围岩的稳定性分析是隧道建设过程中的重要环节。

稳定性分析可以帮助建筑专家们分析岩体的破坏机理,确定优化支护措施,减少工程风险。

小净距隧道围岩主要受到自重、维修荷载、地震等多种力的作用,易发生冲蚀、岩屑垮落、冻融翻转等破坏。

建筑专家们根据隧道围岩的物理力学性质及岩层构造、地质条件等种种因素,采用数学模型、有限元分析、实测数据等多种手段对小净距隧道围岩的稳定性进行评价和分析。

同时,细致观察隧道施工过程中的不同阶段,总结出隧道围岩破坏的规律性和实战应对措施,为后续建设提供借鉴。

3.影响小净距隧道围岩稳定性的因素小净距隧道围岩稳定性的分析需要综合考虑多种因素。

建筑专家们常常通过实地调查、试验研究等方式,探讨各种因素对隧道围岩稳定性的影响程度和机制,为后续隧道建设提供精准指导。

一般来说,小净距隧道围岩稳定性受到多种因素的制约。

八仙岩小净距隧道施工围岩稳定分析

八仙岩小净距隧道施工围岩稳定分析

支撑 内力 量测 、 锚杆 内力 量测 .
地质及支护状况观察要求对岩性 、 岩层产状、 结 构面 、 断层进行描述 , 对支护结构裂缝进行观察. 周 边 收敛 量 测 的 目的 是 根 据 位 移 及 其 收 敛 状
作者简介 : 大权 (9 6 ) 男 , 朱 16 . , 贵州赤水人 , 高级工程师 , 从事公 路工程施工与管理.
的下 坡 .
段及围岩差的地段辅 以格栅钢架 、 超前小导管等初
期支护手段 , 二次衬砌 采用 C 0的模筑砼衬砌. 2 隧 道风机悬挂段、 口加强衬砌采用钢筋砼. 洞
隧道 穿越 的地层 主要 为 : 寒 武 系 清 虚洞 组 灰 下

深灰色薄 一中厚层泥质灰岩夹灰岩 , 较大范围内
岩层产状为 8 。 4 。 l — O , 0 一15 / 1 3 。综合产状为 lO - l。
目和选测 项 目.
断层通过 , 但局部地段受褶皱挤压影响, 层间褶皱发 育. 在菩提寺一带 , 发育一条压性走 向正东 的逆 断 层 , 8 m, 长 0 断距 O 2 06 规模较小. . — .m, 隧道区内发 育两 组走 向 20 30 的大型 节理 , 角 7 。一 8 。一 1。 倾 5 8 。节理的张开度为 2 e 随深 度有所增 大 , 3, 5m, 延伸
必测项 目包括 : 地质和支护状况观察 、 周边收敛 量测、 拱顶下沉量测 、 地表下沉量测. 选测项 目 包括 : 围岩内部位移量测 、 围岩与喷射
迹长 3 7 m逐渐 尖灭. 5— 5 倾斜的单斜构 造 , 产状约 砼 间接触压力量测、 喷射砼与二次衬砌 间接触压力 9 。 4 。地 下水 主要 为基 岩裂 隙水 . 0 / 2. _ 量测 、 喷射砼内应力量测 、 二次衬砌内应力量测 、 钢 八仙 岩 隧道 左线 桩 号 : K 5+60一Z 1 Z1 8 K 6+

公路小净距隧道施工技术探讨

公路小净距隧道施工技术探讨

公路小净距隧道施工技术探讨摘要:与连拱隧道相比,小净距隧道具有施工工序更简、工期更短、造价更低、防渗漏水等优点。

为确保小净距开挖过程中的围岩稳定,本文介绍了公路小净距隧道施工技术的原理及施工中开挖工序、爆破作业、中间岩体加固、锚喷支护及监控量测等关键技术措施,以期为同类工程的施工提供参考。

关键词:小净距;公路隧道;施工技术1.引言在工程应用中,传统分离式隧道常受特殊地质和地形条件的限制,连拱隧道虽能克服地形的不利,但却存在施工工序繁琐、工期长、造价高、防水性差及中墙开裂等问题,为避免以上缺点,产生了小净距隧道。

它的提出以充分利用中间围岩的自承、自稳能力为基点,对中间岩柱进行加固,可减小隧道间距、减少隧道两端接线工程的规模并增加隧道工程的自由度。

严格意义上讲,此种隧道形式属于狭义的小净距隧道,在工程中更具现实应用价值。

目前,小净距隧道已成为我国山区特殊地质和地形条件下修建公路的主要新型隧道结构形式,已有的成功范例如:京福高速公路上的金旗山隧道、都汶高速公路上的紫坪铺隧道、宁波镇海的招宝山隧道等。

根据笔者多年在小净距施工建设的经验,本文就公路小净距施工的原理及关键技术做了相关介绍,以期为同类工程的施工提供参考。

2技术原理由于小净距隧道中夹岩柱体较薄、稳定性不好,因此,在施工中需要合理掌握隧道开挖工序、爆破作业、中夹岩加固、锚喷支护及监控量测等关键措施。

施工时注重科学利用隧道周围岩层的自我承载、自我稳定的能力,可确保隧道开挖过程中周围岩层的稳定,以此保障隧道的合理经济安全建设。

3 技术流程及要点3.1开挖工序为避免因爆破震动所导致的施工中周围岩层的不稳定或因隧道净距小而造成的周围岩层变形,施工时应坚持“短进尺、弱爆破、早支护、快衬砌、勤检查、稳前进”的原则,并对不同围岩类别的小净距隧道采用不同的施工工序:3.1.1 I类、II类围岩施工工序由于这两类围岩土层相对较松软,可采用正向单侧壁导坑法开挖。

施工顺序如图1所示。

山西某地浅埋偏压小净距黄土隧道工程的稳定性分析

山西某地浅埋偏压小净距黄土隧道工程的稳定性分析
第20415卷9年第1119期 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
NVoovl..4 52N0o1.919 ·111·
·桥梁·隧道·
文章编号:10096825(2019)19011102
山西某地浅埋偏压小净距黄土隧道工程的稳定性分析
2.3 变形持续时间较长
扈世民等学者[6]对大断面黄土隧道拱顶沉降的监控量测中发 现,沉降量较大的部位位于隧道拱顶,特别是在掌子面开挖的 2d~ 6d内,之后沉降量越来越低,但是一直趋于变小的状态,最大沉降量 将近 40mm,之后开挖仰拱后,也要逐渐沉降,直至支护结构闭合。
2.4 开挖过程容易导致地表裂缝的产生
1)稳定 型 变 形。变 形 阶 段 比 较 明 显,同 时 拥 有 较 高 的 安 全 性,是理想状态。变形分为三个阶段,急剧、匀速以及围岩稳定阶 段。三个阶段顺时产生,其中最后一个阶段基本可以达到自稳状 态。该状态的变形常常出现在地质良好的地区,如果可以加强支 护手段和施工工艺则在地质比较复杂的条件下也可以实现。
3 工程实测
3.1 工程地质分析
工程位置位于黄土丘陵区,黄土部分覆盖在隧道建址区上层 结构,经勘查未发 现 有 构 造 现 象,而 且 阶 段 性 的 升 降 运 动 是 地 壳 运动的主要形式,具有黄土峁状的地表形态,呈现东西走向,两侧 均为黄土冲沟,谷坡陡立。
3.2 隧道设计参数与施工方法
隧道属于中隧道,两洞内侧间距约 10m,总长 206m,施工方法 采用台阶法进行开挖,左右线均采用机械加人工组合方式开挖。
3.3 现场实测内容
主要采用相对简 单 的 量 测 工 具,应 用 常 见 的 数 学 测 量 仪 器, 采用动态化观测隧道开挖过程中围岩变形的情况。各监测项目 的监测频度与监测次数如表 1所示。

大跨度小间距隧道开挖围岩稳定性分析

大跨度小间距隧道开挖围岩稳定性分析
HUJ i a n g c h u n , S U NF a y o n g I , C U I L i , L I Y u a n , J I Me n g j i e , HU O Mi n g y u
( 1 . Z h o n g y u a n U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y , Z h e n g z h o u He h a l l 4 5 0 0 0 7 , C h i n a ;
S t a b i l i t y An a l y s i s o n S u r r o u n d i n g Ro c k o f La r g e S p a n S ma l l S p a c i n g
Tu n ne l Ex c a v a t i o n
大跨度小间距隧道开挖围岩稳定性分析
胡江春 , 孙发用 , 崔 力 , ห้องสมุดไป่ตู้ 渊 , 吉梦洁 , 霍明宇
( 1 . 中原工学院 , 河南 郑州 4 5 0 0 0 7 ; 2 . 河南省有色金属地质矿产局 , 河 南 郑州 4 5 0 0 1 6 )
【 摘要】 大跨度小净距 隧道开挖对岩土体扰动较大, 其开挖过程 的稳定性问题一直是人们关注的焦点之一。以大帽山隧道 为研 究对象 , 选择 V级围岩 采取 C RD法开挖 为研究 目标 , 运用 F L AC软件对隧道开挖全 过程进行数值分析, 结果表 明新建 隧 道 采取 C R D法开挖 围岩竖向应变大于水平方向, 有利于减小围岩扰动程度并充分发挥 自身稳定性 , 拱腰和拱 底围岩应力释放较 大, 开挖过程中应加强支护刚度 , 研究成果可为施工过程中有效控制围岩应力、 应变提供 借鉴。 【 关键词】 稳定性 ; 数值分析; C R D法; 应力; 应变 [ e 0 图分类号】 U 4 5 9 . 2 【 文献标志码 】 A 【 文章 编号】 1 6 7 1 -3 7 0 2 ( 2 0 1 7 ) 0 9 —0 0 3 7 —0 4

小净距并行三线隧道中间岩柱稳定性分析

小净距并行三线隧道中间岩柱稳定性分析

小净距并行三线隧道中间岩柱稳定性分析摘要:基于小净距并行三线隧道不同净距条件,通过围岩竖向应力分析、中夹岩应力分析、围岩的塑性应变分析和位移场对比分析,对其中间岩柱稳定性进行数值模拟分析。

计算结果表明:中间岩柱应力、围岩塑性应变区域、地表沉降及拱顶位移随着净距的增大而减小,中间岩柱的应力在净距增大到10m后基本稳定,地表沉降在净距增大到8m后出现分离式隧道特征,拱顶位移在净距增大到10m后开始稳定。

最后,探讨了小净距三线并行隧道中间岩柱稳定标准,并对该类隧道中间岩柱采取预加固措施。

该研究成果可为并行多线隧道设计和施工提供参考。

关键词:小净距;并行三线隧道;中间岩柱;稳定性STABILITY ANALYSIS OF MIDDLE ROCK PILLAR FOR THREE PARALLEL AND SMALL CLEAR DISTANCE TUNNELMA Hai Qiang1,SUN Xiao Meng2(1.The Second Engineering Company of China Railway No.4 Engineering Group Co.,LTD, Suzhou, 215131, China;2.Post-Doctoral Research Center, China Railway No.4 Engineering Group Co.,Ltd . Hefei, 230023, China)Abstract: Based on different conditions of small clear distance in three parallel and small clear distance tunnels, numerical simulation for stability of middle rock pillar was performed by analyses of vertical stress of surrounding rocks、stress of middle rock pillar、plastic strain and vrtical displacement of surrounding rocks. The results show that stress of middle rock pillar、plastic strain of surrounding rocks、surface subsidence and vaults settlement will decrease with increasing clear distances between three tunnels. The stress of middle rock pillar and vaults settlement will tend to stable when clear distance increases to 10m; surface subsidence will appear the feature of separated tunnel after clear distance increases to 8m. The stability standard of middle rock pillar for three parallel and small clear distance tunnel was discussed, and pre-consolidation measure was adopted for this kind of tunnels. The results will provide reference for design and construction on several parallel tunnels.Key words:small clear distance;three-parallel-tunnel;middle rock pillar;stability1引言新世纪以来,随着我国交通路网的完善和扩建改造、提速,特别是客运专线、高速铁路的大力发展,作为其重要组成部分的隧道得到了飞速、多样化发展[1]。

小净距隧道在复杂环境下的稳定分析

小净距隧道在复杂环境下的稳定分析

Roads and Bridges 道路桥梁27小净距隧道在复杂环境下的稳定分析彭涛(重庆交通大学,土木工程学院重庆 400074)中图分类号:U45 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2017)06-0027-01摘要:为缓解我国公路交通运输的压力,小净距隧道以其独特的优势而在城市公路建设中频繁出现。

本文以重庆市渝中区连接隧道为依托,采用有限元软件ANSYS对复杂环境下的小净距隧道做了稳定分析。

研究结果表明:围岩位移计算值小于规范允许值;初支阶段局部出现应力集中,主要发生在拱顶、拱脚处。

该研究方法对类似小净距隧道的稳定分析有较大借鉴意义。

关键词:小净距隧道;稳定分析;复杂环境;围岩位移0 引言伴随着我国交通运输量逐渐加大,越来越多的农村人口流入到城市,导致城市交通变得愈加拥挤。

为缓解城市的地面交通压力,地下交通变成为最佳发展方向。

交通行业作为我国的支柱产业之一,对提高人民的生活水平起到了至关重要的作用。

因此,高速公路里程变得更长,鉴于我国是一个多山的国家,为缩短里程而穿越山脉不得不开挖隧道。

小净距隧道由于接线短、占地量小、节约资源等优点,由于小净距隧道的这些特点而被大量工程技术人员所看重。

在我国城市地下交通中和高速公路建设中,小间距隧道变得更加普遍。

本文以渝中连接隧道为依托,利用有限元软件ANSYS重点研究了左右不同跨度小净距隧道在复杂荷载下的稳定性分析。

1 项目概述1.1 工程概况本文的研究对象为渝中区连接隧道暗挖断,出口段与解放碑地下环道相接。

左右隧道跨径不同,最浅埋深为5.6m,左右隧道最小净距为4.2m,该段地表建筑物有重庆市第一人民医院保留门诊楼、道门口农贸市场。

地质情况由地表而下依次为杂填土,砂岩及砂质泥岩互层且节理裂隙不发育,完整度较好,因此其自承能力较强。

整个围岩级别为IV级,因此不宜用全断面法开挖。

1.2 物理力学参数及地表荷载按地层结构法计算整个模型所采用的力学参数主要分为围岩的力学参数和隧道结构计算参数,详见表1。

不同施工顺序下小净距隧道稳定性分析

不同施工顺序下小净距隧道稳定性分析

采用 Midas GTS NX 有限元软件袁 模拟该隧道工程施工过 程遥 本次模拟岩土体模型采用 100m伊100m伊50m遥 该陡坡偏压小 净距隧道为双车道隧道袁单洞开挖跨度 11m袁净距 8m袁浅埋侧拱 顶覆土厚度 10.6m袁地面坡度 38毅左右遥 整体及支护结构模型如 图 2 所示遥
图 2 整体模型 其中模型材料参数见表 1遥
图 5 不同施工顺序深埋侧隧道拱部沉降图
道的左拱肩隆起量比其他两个工况大一倍左右袁但拱顶和右拱 肩的沉降量均小于其他两个工况袁 其与施工扰动有关遥 三种工 况下的最大沉降量均发生在拱顶遥
图 4 不同施工顺序中夹岩柱观测点沉降图 不同工况下深埋侧隧道拱部测点的沉降量如图 5 所示袁可 以看出袁对于工况 1尧工况 3袁深埋侧隧道拱顶尧左拱肩刚开始就 发生巨大沉降袁对于工况 2袁深埋侧隧道拱顶尧左拱肩一开始由 于深埋侧隧道还未开挖袁几乎没有沉降袁但当开挖深埋侧隧道 时袁也同其他两个工况一样发生巨大沉降袁但随着支护的施作袁 两测点沉降速率逐渐减缓至一微小值遥 三种工况的深埋侧隧道 右拱肩则只发生了轻微沉降袁此原因可能与偏压有关遥 同时开 挖时深埋侧隧道的右拱肩沉降量与其他两个工况几乎相同袁但 拱顶和左拱肩的沉降量均小于其他两个工况袁其与施工扰动有 关遥 三种工况下的最大沉降量均发生在拱顶遥 不同工况下浅埋侧隧道拱部测点的沉降量如图 6 所示袁可 以看出袁对于工况 2尧工况 3袁浅埋侧隧道拱顶尧右拱肩刚开始就 发生巨大沉降袁对于工况 1袁浅埋侧隧道拱顶尧右拱肩一开始由 于浅埋侧隧道还未开挖袁不但没有沉降袁还轻微隆起袁但当开挖 浅埋侧隧道时袁也同其他两个工况一样发生巨大沉降袁但随着 支护的施作袁两测点沉降速率逐渐减缓至一微小值遥 三种工况 的浅埋侧隧道左拱肩均发生了轻微隆起遥 同时开挖时浅埋侧隧

开挖工法对灰岩地区小净距公路隧道稳定性影响研究

开挖工法对灰岩地区小净距公路隧道稳定性影响研究

0引言随着交通运输需求的日益增长,受隧址区地形和周边环境的影响,小净距隧道成为高速公路中常见的结构形式,其洞室开挖对围岩稳定性影响成为重要的研究内容。

许多学者对小净距隧道围岩受力特征[1-3]、中夹岩稳定性控制[4-6]、开挖方法和安全间距[7,8]、支护效果[9,10]等方面进行了一些研究。

本文主要针对灰岩地区大跨小净距隧道开展研究。

隧址区为剥蚀低山丘陵地貌区,主要为中风化灰岩、局部夹泥灰岩。

采用数值模拟的方式,通过对比不同开挖工法对隧道围岩稳定性影响进行研究,从而得到最优开挖方式,降低施工成本、保障施工安全,满足低碳环保的要求。

本文针对小净距隧道开挖方案的优选进行研究,可为类似工程地质条件下小净距隧道实现快速、经济、安全的开挖施工提供参考。

1计算模型及参数为分析该灰岩地区小净距公路隧道左右洞开挖对隧道围岩及中夹岩稳定性的影响,左右线隧道轮廓相同,隧道开挖净宽17.35m ,断面高度为10.5m 。

选取左、右洞净距最小处为7.2m 断面为研究对象,建立有限元模型,模型共计302980个单元体,58628个网格节点。

计算模型四周和底部的外边界约束边界面法向位移,上边界地表为自由表面。

岩土体结构计算采用Mohr-Coulomb 本构模型。

计算模型中各土层的参数根据设计单位提供的地质资料,结合类似石灰岩隧道工程资料确定。

隧址区地层分布较为简单,隧址区主要岩性为中风化灰岩。

计算选用的物理力学参数参考表1。

2开挖工法对小净距隧道围岩稳定性分析为探究开挖工法对小净距隧道围岩稳定性的影响,模拟计算共讨论了4种工况,见表2。

2.1围岩位移影响特征分析为研究不同开挖工况对小净距隧道围岩稳定性的影响,选取隧道拱顶、左拱腰、右拱腰、左侧墙、右侧墙、拱底共6个关键点作为研究对象(如图1)。

其中,左线关键点编号为Z01~Z06,右线隧道关键点编号为Y01~Y06。

提取———————————————————————作者简介:王玮(1981-),男,江苏盐城人,高级工程师,本科,研究方向为公路工程;史奎(通讯作者)(1991-),男,河南驻马店人,助理工程师,本科,研究方向为公路工程。

软弱围岩偏压小净距隧道施工技术

软弱围岩偏压小净距隧道施工技术

软弱围岩偏压小净距隧道施工技术摘要:本文以某高速公路项目小净距隧道为例,通过对小净距隧道的施工,总结出一套小净距隧道施工控制技术,在施工质量、安全,效益、进度等方面取得了很好的效果,可为同类小净距隧道施工技术提供借鉴资料。

关键词:小净距爆破监控偏压软弱围岩一、小净距隧道简介近年来我国交通事业的发展迅速,公路特别是高速公路逐渐向山区延伸,公路隧道数量和型式越来越多,难度也越来越大。

我国隧道建设型式和规模也不断发展,分离隧道、连拱隧道和小净距隧道的建设规模与数量也将不断增加。

路线沿河傍山,拉开路线间距,对隧道洞外路基、桥梁等方案有较大影响,桥隧相连,采用分离式隧道方案对洞外桥梁布设和工程规模控制有较大影响,中短隧道:受路线整体线型技术指标控制,调整隧道间距自由度低。

为减小路线间距,国内逐步修建了一批连拱隧道。

连拱隧道存在的问题:施工工序较为复杂;工程造价高,工期长;易发生开裂渗漏,防水性能较差。

基于上述因素,加上高速公路建设中强调环境保护和土地利用率,小净距隧道应运而生并越来越受欢迎。

小净距隧道既能解决接线难、土地利用率,简化工序等问题,又较连拱隧道施工造价低、难度低。

继连拱隧道之后,国内出现了首批的小净距隧道:(图1:国内首批小净距隧道)1、小净距隧道指的是围岩的位移场和应力场存在相互影响的双洞隧道结构,介于分离式隧道和连拱隧道之间。

而中隔墙最小合理净距指的是能保证小净距隧道施工中隔墙塑性区不重叠的中隔墙厚度。

目前对中夹岩的术语应用上较为混乱,有中间岩柱、中岩柱、中夹岩、中岩墙等。

(图2:小净距隧道分类)2、偏压隧道成因:偏压隧道指的是由于某种原因而引起的围岩压力呈不均匀性分布,使得支护承受偏压荷载的隧道。

隧道产生偏压的因素有很多,主要包括地形、地质和施工三个方面。

3、地形因素:隧道顶部覆盖层相对较薄,地表有明显倾斜的土质并且松散的围岩,由于地形原因引起的偏压主要有单侧偏压、双侧偏压、隧道轴线与斜坡走向平行、隧道轴线与斜坡走向斜交等类型。

铁路隧道小净距下穿桩网结构岩层稳定性分析

铁路隧道小净距下穿桩网结构岩层稳定性分析

铁路隧道小净距下穿桩网结构岩层稳定性分析摘要:铁路隧道小净距下穿桩结构存在围岩失稳、隧道结构破坏、桩基础变形的风险。

结合某机场隧道下穿地下停车楼桩网结构,分析了隧道顶部岩层稳定性及隧顶附加荷载,确定了隧道下穿段维持岩层稳定的最小岩板、混凝土厚度,并明确了隧道施工风险控制措施,为相关工程提供参考。

关键词:铁路隧道;小净距;桩网结构;岩层稳定0 引言土与结构物之间的相互作用问题,一直是岩土工程领域中一个重要的研究内容,国内外专家和工程技术人员已经对隧道施工对近接桩基的力学行为影响进行了研究,并提出了相关工程对策,隧道截面形状系数(宽高比)、地应力大小(指侧压力系数)、埋深、泊松比以及施工方式等多种因素影响桩及隧道结构安全,安全、经济、可行的隧道下穿桩结构施工措施成为工程中的一个难点。

1 工程概况本铁路工程以一个双线隧道、两个站台隧道的三个平行隧道下穿某机场拟建地下停车楼段,隧道结构横断面跨度分别为14.4m、15.3m,隧道间净岩柱约9m。

本段桩网结构柱截面均为0.7m×0.7m,桩结构间距8m×9m(横向×纵向),地下车库底板与原始地表间回填土石,桩网结构单桩设计荷载800吨。

地下停车场桩网结构与铁路隧道关系详见图1~2。

图1 桩网结构与隧道平面关系图图2 桩网结构与隧道纵断面关系图本段隧道埋深浅,局部隧道顶部与桩底仅有约7m岩板,下伏W2灰岩、泥质灰岩夹白云岩(T1a),陡倾角节理、裂隙较发育,岩体较破碎,主要发育9~10组陡倾角节理,多为张开型,节理间距0.5~1.2m,节理面较光滑,少数有薄层黏土充填,岩层内摩擦角35°,节理面凝聚力400kPa,饱和极限抗压强度25Mpa,极限抗拉强度1.0Mpa。

工程建设工期建设时序为先行施作地下停车楼桩网结构,再进行隧道开挖。

2 岩层稳定性分析本工程隧道顶部与桩底间岩层厚度较小,且浅表节理发育,隧道开挖下穿桩结构受岩石物理力学、岩层节理、软弱夹层等影响并非理想的均质体,且受隧道爆破振动、开挖扰动及应力释放可能引起围岩失稳或岩层破坏,危机破坏桩网结构及机场地下停车场安全,桩及回填土附加荷载也可能对运营结构隧道结构产生破坏,影响铁路隧道运营安全。

小净距隧道.doc

小净距隧道.doc

小净距隧道围岩应力分布规律及稳定性研究【摘要】小净距隧道在公路、铁路及城市地下铁道建设中经常出现。

由于小净距双线隧道两隧道间净距很小,所以隧道间的相互影响十分明显且修建过程十分复杂。

本文应用有限元数值模拟的方法对小净距双线公路隧道围岩应力分布状态随隧道间的净距变化和围岩类别变化的变化规律进行分析。

【关键词】隧道小近距围岩应力分布有限元法1 前言在城市繁华地区或一些特定地段,受既有建筑物或地质条件的限制及地下空间综合开发利用的影响,隧道间距或隧道与其他结构物间的距离变得越来越小,为了适应这种发展,小净距隧道的修建也越来越多。

小净距隧道是介于连拱隧道和普通分离式双洞隧道间的一种结构形式,在工程应用上有自身的特点:(1)造价与普通分离式双洞隧道相比差别较小,但比连拱隧道要低得多;(2)肩章仔公路整体线形规划和优化。

目前单洞隧道及分离式双洞隧道的相关技术已趋成熟。

但对于小净距隧道,隧道距离近,地质条件又往往是浅埋的软弱围岩,隧道间相互影响,这类隧道的施工仍然十分的困难。

本文针对城市隧道小净距的特殊性,通过大型通用软件ANSYS从数值分析着手研究双线小净距平行隧道的围岩受力状态及稳定性随净距变化和围岩类别变化的变化规律,为隧道工程修建提供参考和积累经验。

2 有限元建模计算计算对象为某城市双线小净距隧道,隧道单洞跨度10.4m,高8.54m。

在ANSYS中建模分网如图1,计算范围为宽90m,高60m,围岩采用平面四节点实体单元(plane 42)模拟,围岩材料为线弹性,物理力学参数见表1。

表1 围岩物理力学参数3 小净距双线隧道的围岩受力及稳定性分析《公路隧道设计规范》中规定,两相邻隧道的剐、净距应按围岩、地质条件和隧道断面尺寸及施工方法等因素来确定。

一般可按表2的数值取用。

表2 两相邻单线隧道的最小净距注:B-隧道开挖断面的宽度上表要求的最小净距的主要因素是,将两相邻隧道应分别置于围岩应力相互影响及施工影响范围之外,或者说使其间岩柱具有足够强度和稳定性。

小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究的开题报告

小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究的开题报告

小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究的开题报告题目:小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究一、选题背景近年来,因城市化进程加速,人们对交通出行的需求也不断增加,隧道在城市建设中得到了广泛应用。

而隧道施工环境往往极为恶劣,施工力学效应十分明显。

尤其对于小净距大断面的隧道,隧道的稳定性问题在施工过程中尤为突出。

因此,对于小净距大断面隧道施工过程中的力学特性及其长期稳定性进行研究,对于保障隧道施工的安全与顺利进行具有重要意义。

二、研究内容(1)小净距大断面隧道的力学特性分析,包括隧道地质、水文、温度等环境因素对隧道的影响,探究这些因素对隧道施工过程中的影响及其对隧道稳定性的影响。

(2)针对小净距大断面隧道施工过程中的力学特性进行数值模拟研究,利用有限元或离散元等方法,模拟隧道施工过程中的应力、应变、位移等力学参数,探究这些参数变化对隧道制造及安全稳定性的影响。

(3)基于所得到的力学参数分析及数值模拟结果,探究小净距大断面隧道施工后,其稳定性及后期变形演化情况,寻找可行的施工方案和隧道支护措施,并根据实际情况进行应用验证。

三、研究方法(1)调查及采集隧道的地质、水文、温度等环境因素数据,建立模型;(2)分析模型中的力学特性,包括应力、应变、位移等参数;(3)设计数值模拟算例,采用有限元或离散元等方法,对隧道开挖、支护等过程进行模拟研究;(4)利用模拟结果,分析隧道施工后稳定性及变形演化情况,并寻找可行的施工方案及支护措施,进行实际验证。

四、预期成果及意义(1)深入探究小净距大断面隧道在施工过程中的力学特性,为隧道施工和支护提供依据;(2)研究流程实用化,为后续类似研究提供经验与方法;(3)帮助提高城市隧道施工的安全性和稳定性,为城市化进程做出贡献。

五、论文结构(1)绪论:介绍研究背景、选题意义、研究方法和预期成果等;(2)文献综述:对相关领域已有的研究进行整理、对比、分类及分析;(3)小净距大断面隧道的力学特性分析:分析模型中的力学特性,包括应力、应变、位移等参数;(4)数值模拟研究:设计数值模拟算例,采用有限元或离散元等方法,模拟隧道开挖、支护等过程;(5)稳定性分析:利用模拟结果,分析隧道施工后稳定性及变形演化情况,提出可行的施工方案及支护措施;(6)实验验证:对提出的施工方案及支护措施进行实际验证;(7)结论:总结研究成果,对论文进行归纳和说明,指出研究结果的意义和贡献,并对后续相关研究工作进行展望。

小净距隧道施工安全控制技术

小净距隧道施工安全控制技术

小净距隧道施工安全控制技术本文主要围绕着小净距隧道施工展开分析,探讨了小净距隧道施工过程中安全控制技术,提出了一些控制安全的措施,以期可以为小净距隧道的施工提供有意义的参考。

标签:小净距隧道;施工;安全控制技术引言:目前,在小净距隧道施工过程中,安全控制技术至关重要,只有做好了小净距隧道施工的安全控制技术,才能够提高施工的安全性,确保施工可以更好的展开,顺利完工。

一、技术原理由于小凈距隧道中夹岩柱体较薄、稳定性不好,因此,在施工中需要合理掌握隧道开挖工序、爆破作业、中夹岩加固、锚喷支护及监控量测等关键措施。

施工时注重科学利用隧道周围岩层的自我承载、自我稳定的能力,可确保隧道开挖过程中周围岩层的稳定,以此保障隧道的合理经济安全建设。

隧道施工安全风险管理的特点:1、由于隧道开挖围岩性质工程水文地质条件复杂,隧道施工的风险是客观存在的;2、由于勘察设计资料有限,设计计算理论不完善和在隧道施工中会不可避免地遇到一些突发偶然事件等原因,使得隧道施工的风险具有发生的偶然性和大量发生的必然性;3、在隧道施工过程中,由于试验数据离散性大,勘察报告提供的场地性质资料有限,地下情况的不可预知性,施工风险的可变性就更加明显;4、由于隧道施工对场地周围土体的扰动大,造成了对场地周围建(构)筑物地下管网(线)居民生活和环境的影响,除本身的技术因素影响外,隧道施工还不得不与外部环境发生关系,这样使得隧道施工风险不但具有内部因素的多样性,而且还具有鲜明的层次性,同时也使得隧道工程风险更加复杂化。

二、小净距隧道合理净距研究随着小净距隧道建设数目的日益增多,何种净距下可以实现安全、经济最优化成为研究的一个核心问题。

合理净距的研究实质是相近洞室的相互影响程度问题,其决定因素主要有地质因素、支护因素和施工因素。

其中围岩级别是主要因素,国内外已有净距值规定都是从围岩分级的角度提出的;支护措施可以加固围岩,为净距的进一步优化提供条件;施工中,不同的施工方法对隧道之间的影响是不同的,施工水平也影响着净距的取值。

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小净距隧道围岩稳定性控制技术研究
发表时间:2019-03-25T16:13:46.133Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:李群武
[导读] 但小净距隧道能够满足特定的地质地形条件及线桥隧衔接的需要,当长、特长隧道需要洞口局部压缩净距时可以考虑使用。

中铁十六局集团第五工程有限公司河北唐山 064000
摘要:近年来,我国的隧道工程建设有了很大进展,在隧道工程中,小净距隧道围岩稳定性是小净距隧道工程的基本问题之一。

通过对小净距隧道围岩变形、应力以及塑性区分布特点进行系统研究,总结分析了小净距隧道围岩稳定性特点,基于此对小净距隧道围岩稳定性控制技术进行了探讨,提出了小净距隧道围岩稳定性控制技术应从充分发挥围岩自承能力、加强中夹岩墙加固措施以及减小围岩扰动等3个方面进行考虑,并对中夹岩墙合理加固参数的确定进行了研究。

研究成果可为小净距隧道的设计和施工提供参考。

关键词:小净距隧道;围岩稳定性;中夹岩墙;控制技术;合理加固参数
引言
小净距隧道是双洞最小净距小于正常使用规定范围的隧道,因其中间岩柱较薄、双洞净距小、对施工相互影响大,而不宜应用于长、特长的隧道。

但小净距隧道能够满足特定的地质地形条件及线桥隧衔接的需要,当长、特长隧道需要洞口局部压缩净距时可以考虑使用。

1小净距隧道围岩压力演化特点
支护结构的受力状态直接体现了隧道的稳定性,因此为了研究小净距隧道施工期间围岩的稳定性,对支护结构的安全性进行评价,达到信息化施工的目的,需要对小净距隧道围岩压力演化规律有一个充分的认识。

本文取小净距隧道双洞内侧围岩压力进行研究,一般来说,小净距隧道双洞内侧受施工影响较为明显,为支护结构受力最不利位置,结构安全性低,因此取双洞内侧围岩压力进行分析具有较强的代表性。

2小净距隧道围岩塑性区发展特点
对于不同的侧压力系数,围岩塑性区分布情况也大为不同,当侧压力系数较小时(λ=0.1),围岩无塑性区产生,这说明无需进行辅助施工即可保证隧道安全,随着侧压力系数的增大,不仅在隧道周边出现了塑性区,在地表也出现了屈服,这表明对于浅埋小净距隧道而言,地层变形可向上传递至地表,使得地表处于不稳定状态,因此,在进行隧道施工时地表变形也应格外关注。

此外,随着侧压力系数的不断增大,地表塑性区范围和围岩塑性区范围均不断增大,λ=1时双洞间塑性区已然贯通,此时中夹岩墙处于极不稳定状态,但地表塑性区与围岩塑性区并未贯通,在二者中间存在受力状态相对较好的弹性区将二者隔开,此时需及时对中夹岩墙进行加固,否则一经施工扰动将诱发进一步围岩失稳,塑性区范围扩大,甚至可能使得地表塌陷,造成不可估量的经济损失和人员伤亡。

3小净距隧道围岩压力影响因素分析
①垂直围岩压力影响因素分析。

浅埋小净距隧道垂直围岩压力主要与隧道跨度、埋深和双洞净距有关。

小净距隧道垂直围岩压力与隧道开挖宽度(即跨度)和双洞净距相关性较弱,这是由于在隧道开挖宽度较大或双洞净距较小时,隧道施工风险较大而采取了相应的辅助施工方法,从而一定程度上影响了隧道围岩压力的分布;而随着埋深的增加,垂直围岩压力近似呈直线增加,这表明上覆岩土层自重对垂直围岩压力有直接影响。

②侧压力系数影响因素分析。

小净距隧道侧压力系数随埋深的增大而减小,其机理为隧道埋深增大有利于压力拱的形成,虽然在浅埋隧道中无法形成成熟的压力拱,但这种趋势使得随着埋深增大,小净距隧道内侧垂直压力增长率要比水平压力大,因此使得“偏压”现象更为明显。

随着净距增大,侧压力系数值也逐渐增大。

这是由于当净距增大时,双洞间相互影响减弱,荷载模式逐渐趋近于单洞,这表明小净距隧道侧压力系数要小于相同条件下的单洞情况。

侧压力系数与围岩地质参数黏聚力和内摩擦角相关性较强,黏聚力和内摩擦角越大,侧压力系数越小;而与围岩弹性模量相关性较弱,笔者认为这与统计样本较少而弹性模量相对较为集中有关。

但总体而言,围岩条件越好,侧压力系数则越小。

侧压力系数与隧道跨度之间并无明显相关性,这是由于实际工程中,在条件允许的情况下,隧道跨度不仅应满足工程要求,其选取往往与净距相互制约,在施工工艺、支护时机的选择等方面也会作出相应的调整,因此隧道跨度对侧压力系数的影响并不明显。

4小净距隧道围岩稳定性控制方法
4.1小净距隧道围岩稳定性控制原则
隧道开挖使得原本处于平衡状态的岩土体受到扰动,通过围岩变形和应力转移寻求新的平衡状态,对于小净距隧道,这一过程尤为漫长。

通常情况下小净距隧道双洞施工进程因场地和设备限制而不同步,先行洞的施工对围岩形成一次扰动,后行洞在开挖时对双洞之间的中夹岩墙形成二次扰动,此时先行洞的支护-围岩平衡状态也被打破,因此,在后行洞施工过程中应减小围岩扰动,同时通过对先行洞的实时监控量测及时对支护进行加强,防止围岩失稳。

根据隧道设计要求,隧道围岩变形标准一般是确定的,这就决定了隧道的容许变形量一般是确定的,因此可以通过加固和支护措施来控制围岩变形的大小,从而达到控制围岩稳定性的目的,据此可得小净距隧道围岩稳定性控制流程。

首先进行隧道围岩稳定性判别,根据本文提出的方法对围岩塑性区、变形量以及应力集中程度进行预测,并采用工程类比法或理论分析等手段确定以上3个评价指标的控制标准,并依次对三者进行评价,只要有一项不满足安全性要求即视为隧道围岩无法长期稳定,需对其采取相应的辅助措施,并实时对围岩变形和受力进行监控量测,实现信息化施工,确保施工安全。

4.2合适的施工方法
小净距隧道后洞开挖往往会打破既有隧道的平衡状态,围岩经过复杂的应力重分布后达到新的平衡。

不同的施工方法和施工顺序对既有隧道的扰动也不尽相同,引起的围岩应力重分布、变形等都不一样。

由本文分析可知,侧壁导坑法由于对中夹岩墙的干扰较小,中夹岩墙受力状态较好,因此优于台阶法。

然而侧壁导坑法施工工序复杂繁琐,且施工空间狭小造成施工难度加大,施工工期较长,而台阶法施工设备简单,工期较短,经济效益比较理想,因此施工方法的选择需要结合具体工程进行优化。

4.3合理的支护设计
由于小净距隧道应力集中程度较大,易出现受力薄弱区,在长期的隧道施工过程中较难维持其自身稳定,因此需要结合围岩变形和受力特征,选取合理的加固方法和加固时机对其进行干预。

当围岩条件较好时,侧压力系数相对较小,对中夹岩墙可采用锚杆支护协助其承载;对于极其破碎的软弱围岩,由于侧压力系数较大,中夹岩墙受力过大,其自身稳定性差,需要先对其进行注浆加固改善围岩条件,充
分发挥围岩自承能力,同时辅以锚杆支护协助围岩承载,即可达到较为理想的支护效果。

对于隧道结构设计,由于小净距隧道偏压效应显著,应采取不对称支护技术,双洞内侧支护结构受力较大,应适当加强,外侧支护受力较小,可适当弱化,从而使隧道围岩—中夹岩墙—支护结构形成共同承载的力学体系,改善支护结构的受力特性,防止围岩失稳和破坏。

结语
综上所述,本文对小净距隧道施工过程中围岩塑性区分布、变形和受力特点进行了分析,提出了小净距隧道围岩合理加固参数的确定方法,研究成果可为完善小净距隧道的设计和施工方法提供一种思路。

参考文献
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