复合岩层地质下铁路隧道围岩控制技术研究
隧道围岩稳定性及超前地质预报应用研究的开题报告
隧道围岩稳定性及超前地质预报应用研究的开题报告一、研究背景隧道工程是现代城市建设中不可或缺的一部分。
由于隧道工程施工中涉及到大规模地下开挖,因此隧道围岩稳定性是影响隧道工程安全的一个主要因素。
为了保证隧道工程安全和高效,需要对隧道围岩的稳定性进行研究和预测。
超前地质预报是一种新的地质工作方法,它能够通过人工干预的方式,对隧道围岩进行预测和处理,从而提高隧道工程的施工效率和安全性。
二、研究目的本研究旨在通过对隧道围岩稳定性及超前地质预报应用的相关研究,探讨隧道围岩稳定性的影响因素和预测方法,并探讨超前地质预报在隧道工程中的应用情况和优势。
三、研究内容1. 隧道围岩稳定性的影响因素:本部分将分析影响隧道围岩稳定性的因素,包括地质条件、围岩性质、地应力和水文等因素,以建立隧道围岩稳定性的数学模型,并对模型进行验证和优化。
2. 预测隧道围岩变形和破坏的方法:本部分将探讨数值模拟法、经验公式法和分析法等多种方法,分析其优缺点,以实现对隧道围岩变形和破坏的准确预测。
3. 超前地质预报在隧道工程中的应用:本部分将介绍超前地质预报在隧道工程中的应用情况和优势,包括超前地质预报的方法和过程、超前地质预报在隧道施工中的应用实例和效果等。
四、研究意义本研究将为隧道工程中的围岩稳定性和地质预报提供新的思路和方法。
通过对隧道围岩稳定性和地质预报的研究,可以全面了解隧道施工中涉及的围岩问题,建立科学的预测方法和预警机制,保证工程的安全和效率。
五、研究方法本研究将采用文献综述、实地调查、数值模拟和实验等多种研究方法,以建立隧道围岩稳定性的数学模型和预测方法,探讨超前地质预报在隧道工程中的应用。
六、预期成果1. 完成隧道围岩稳定性和地质预报的相关研究,建立科学的预测模型和方法。
2. 探讨超前地质预报在隧道工程中的应用情况和优势,提出改进建议。
3. 发表高水平学术论文,为隧道施工提供科学的理论支撑和实际指导。
复杂地质条件下铁路隧道施工技术的研究
复杂地质条件下铁路隧道施工技术的研究1. 引言1.1 研究背景在当前社会发展中,铁路交通一直扮演着重要的角色,而铁路隧道是铁路建设中不可或缺的重要组成部分。
在复杂地质条件下铁路隧道的施工却面临诸多挑战和困难。
复杂地质条件不仅会增加施工风险和成本,还会影响隧道的安全性和施工进度。
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术具有重要意义。
随着交通运输需求的不断增加和铁路建设规模的扩大,复杂地质条件下铁路隧道的建设已成为当前铁路工程领域的一项重要课题。
在选择合适的施工方法、采用有效的支护措施和应对地质灾害等方面,必须具备丰富的经验和技术支持。
开展对复杂地质条件下铁路隧道施工技术的深入研究,有助于解决实际工程中面临的种种挑战,提高施工效率,保障隧道工程的顺利进行。
本文旨在对复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行全面研究和探讨,旨在深入分析现有施工技术的不足与挑战,提出有效的优化方案,推动铁路隧道施工技术的不断创新与发展,为未来的铁路建设提供可靠的技术支持和理论指导。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨复杂地质条件下铁路隧道施工技术的关键问题,解决现有技术在此类条件下所面临的挑战。
通过对现有技术的总结和分析,找出存在的不足之处,并提出改进的建议和优化方案,以提高施工效率和质量,降低施工风险和成本。
通过实地案例研究和发展方向探讨,寻找更加适合复杂地质条件的铁路隧道施工技术,并为实际工程项目提供可行性参考和技术支持。
研究目的还在于为未来铁路隧道施工技术的创新和发展提供理论基础和技术指导。
通过对复杂地质条件下铁路隧道施工技术的深入研究,探讨其应用前景和趋势,为行业的发展方向和战略规划提供科学依据。
也可以为其他类似工程领域的地质条件复杂性问题提供借鉴和启示,推动相关领域的技术进步和创新发展。
1.3 研究意义复杂地质条件下铁路隧道施工技术的研究意义主要体现在以下几个方面:铁路隧道是铁路线路中重要的工程构筑物之一,隧道的施工质量直接影响到铁路的运行安全和稳定。
特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究
特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究一、本文概述随着地下工程的快速发展,特厚复合顶板巷道的支护结构与围岩稳定的耦合控制问题日益凸显。
特厚复合顶板由于其独特的地质结构和工程特性,使得巷道支护面临着巨大的挑战。
本文旨在深入研究特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制问题,提出有效的支护方案,以保障地下工程的安全与稳定。
本文将对特厚复合顶板的地质特征和工程特性进行详细分析,探讨其与其他类型顶板的差异及其对巷道支护的影响。
在此基础上,通过理论分析和数值模拟方法,研究特厚复合顶板巷道支护结构与围岩的相互作用机制,揭示支护结构与围岩稳定的耦合关系。
本文将针对特厚复合顶板巷道的支护问题,提出一系列创新性的支护方案。
这些方案将综合考虑地质条件、工程要求和经济因素,旨在提高支护结构的承载能力和稳定性,实现与围岩的协同工作。
本文将对这些支护方案进行数值模拟和实验研究,验证其可行性和有效性。
本文将总结特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究成果,提出相应的工程应用建议。
通过本文的研究,旨在为特厚复合顶板巷道的支护设计与施工提供理论支持和实践指导,推动地下工程的安全、高效和可持续发展。
二、特厚复合顶板巷道支护结构分析特厚复合顶板是指具有多层结构、厚度大、岩石性质差异明显的顶板。
在巷道开挖过程中,特厚复合顶板的稳定性控制是确保巷道安全的关键。
因此,对特厚复合顶板巷道的支护结构进行深入分析,具有重要的理论和实际意义。
特厚复合顶板巷道的支护结构主要包括锚杆、锚索、钢带、金属网等支护材料。
这些支护材料通过合理的组合和配置,形成有效的支护体系,以抵抗顶板的压力和变形。
在支护结构设计时,需要充分考虑顶板的岩石性质、厚度、节理裂隙发育情况等因素,以确保支护结构的稳定性和可靠性。
在特厚复合顶板巷道支护结构分析中,通常采用数值模拟和现场监测相结合的方法。
数值模拟可以模拟巷道开挖过程中顶板的应力分布、变形特征以及支护结构的受力情况,为支护结构设计提供理论依据。
深部复合岩层巷道围岩控制技术
深部复合岩层巷道围岩控制技术薛俊华;范明建;段昌瑞;吴志坚【摘要】针对深部矿井岩石巷道围岩整体变形量大、持续时间长、局部破坏严重的支护难题,以朱集矿-965东翼轨道大巷为工程背景,在进行系统地质力学测试、围岩变形破坏特征分析、支护形式选取与现场试验的基础上,对深部高地应力复合岩层巷道围岩控制技术进行研究。
通过优化锚杆支护参数、合理选择护表形式与构件,实现了深部复合岩层巷道围岩的一次主动支护,有效控制了深部巷道围岩的长期持续变形,改变了深部岩巷“前掘后修、反复维修”的局面,取得了良好的现场应用效果。
%In order to solve the supporting problem of large and long-time deformation, local serious failure in deep rock roadway, sur-rounding rock control technology was researched on the basis of testing geo-stress, analyzing failure characteristic of surrounding rock, selecting supporting manner and field test.By operating anchored bolt parameters, rationally selecting supporting components, one-time initiative supporting of deep roadway with composite rock was realized and long-time deformation was controlled.The situation of“first-driving-second-r epairing” was changed.Field application effect was excellent.【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P64-67)【关键词】深部矿井;复合岩层;围岩控制技术;强力锚杆支护【作者】薛俊华;范明建;段昌瑞;吴志坚【作者单位】淮南矿业集团有限责任公司,安徽淮南 232001; 深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室,安徽淮南232001;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;淮南矿业集团有限责任公司,安徽淮南 232001; 深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室,安徽淮南232001;淮南矿业集团有限责任公司,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TD353[引用格式]薛俊华,范明建,段昌瑞,等.深部复合岩层巷道围岩控制技术[J].煤矿开采,2015,20(1):64-67.深部煤炭资源开采以其开采环境的特殊性、生产与地质条件的复杂性、工程灾害的突发性和频发性,成为国内外煤矿开采领域研究的焦点。
大窑沟二号隧道围岩稳定性模型实验研究及数值分析的开题报告
大窑沟二号隧道围岩稳定性模型实验研究及数值分析的开题报告一、选题背景二号隧道位于大窑沟锦屏线上,全长约2.8km,是一座复杂的岩溶隧道。
在隧道施工中,隧道围岩稳定性是工程施工过程中的重要问题。
因此,对于二号隧道围岩稳定性的研究具有重要的现实意义。
二、研究目的本次研究的主要目的是通过模型实验研究和数值分析,确定二号隧道围岩的稳定性,并找出影响围岩稳定的主要因素。
三、研究内容1. 收集有关大窑沟二号隧道的资料,包括地质资料、隧道设计方案和现场监测数据等。
2. 进行二号隧道围岩稳定性的模型实验研究。
在实验室中建立二号隧道的围岩模型,对隧道围岩的受力特性、变形规律及破坏方式进行分析。
3. 进行二号隧道的数值模拟。
采用FLAC3D软件,建立二号隧道围岩的三维有限元模型,模拟隧道施工过程中的变形和破坏过程。
4. 分析影响二号隧道围岩稳定性的主要因素。
通过模型实验和数值模拟,找出影响二号隧道围岩稳定的主要因素,并提出相应的措施。
四、研究方法1.模型实验法:采用岩石力学试验台进行模型实验,观测测试二号隧道围岩的力学性质、内部变形规律、破坏模式等。
2.数值模拟法:采用FLAC3D软件建立三维有限元模型,模拟二号隧道施工过程中的围岩变形和破坏过程。
3.综合分析法:通过实验和数值模拟结果的对比分析,找出围岩稳定的主要因素,并提出相应的措施。
五、预期结果通过模型实验和数值模拟分析,可以得到大窑沟二号隧道围岩的稳定性情况,找出影响围岩稳定的主要因素,提出相应的措施,以保证施工过程的安全和工程的成功。
六、论文结构第一章绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容和方法第二章大窑沟二号隧道的构造与地质条件2.1 大窑沟二号隧道地理位置和线路特点2.2 大窑沟二号隧道地质条件第三章大窑沟二号隧道的围岩模型实验研究3.1 模型实验原理和设备3.2 模型实验过程和结果分析3.3 模型实验结论第四章大窑沟二号隧道的数值模拟分析4.1 FLAC3D软件原理和应用4.2 模拟分析过程和结果分析4.3 模拟分析结论第五章影响大窑沟二号隧道围岩稳定性的因素分析5.1 实验结果和模拟分析对比分析5.2 影响围岩稳定的主要因素分析5.3 针对不同因素提出的措施第六章结论和展望6.1 研究结论总结6.2 研究局限和未来展望。
2011隧道年会 《隧道围岩稳定性及其控制技术研究》 赵勇
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水平收敛值/mm
V级 h=100m
11 22 33 44 1米 2米 3米
掌子面Z=12处围岩先行位移展布特征
五、课题研究的成果—(6)软岩隧道施工过程力学效应规律 (2)掌子面挤压变形规律 对于软弱破碎围岩,掌子面挤出变形受埋深的影响大于 循环进尺的影响。
高地应力软弱围岩隧道大变形预测方法、 分级标准和控制技术
(1)三种“大变形”特征及工程措施基本理念 (2)铁路隧道围岩变形的分级标准 (3)高地应力软弱围岩隧道大变形控制技术
五、课题研究的成果—(9)高地应力软弱围岩隧道大变形预测方法、分级标准和控制技术
(1)三种“大变形”特征及工程措施基本理念
类型 定义 大埋深软弱围 挤压型 岩的挤压性变 形 机理 成因 软弱围岩在高地 应力作用下的塑 性滑移 变形特征 变形有明显的优 势部位和方向, 一般边墙收敛较 大 工程措施基本理念 以变形量级预测确 定 预留变形量、提高 支护韧性 控制地下水 加强仰拱 提高支护韧性 加强支护刚度 增加支护与围岩密 贴性
3
0.62
Q V = 28.5 R
0.83
五、课题研究的成果—(8)隧道爆破近区振动传播规律与控制标准
(4)电子雷管的首次应用和降振效果:电子雷管可实现单孔
连续爆破;爆破振动速度可以降低60-80%上。
(5)爆破振动对支护的影响和爆破振动控制标准:根据现
场实测和理论分析,获得了喷射混凝土从围岩剥落时的临界振速。
五、课题研究的成果—(1)无支护条件下隧道围岩变形机理与失稳模式
围岩结构分类
整体块状 块状结构 层状结构 碎裂结构 散体结构
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术 张军朋
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术张军朋摘要]在我国当代社会建设发展的过程中,越来越多城市开始加大对铁路建设的投资力度,以促进交通运输行业的发展。
就铁路隧道施工来说,建设场地的环境总体来说较差,经常会遇到复杂的地质情况,加大了铁路隧道施工难度。
文章主要通过分析复杂地质条件下铁路隧道施工技术的作用及难点,简要概述几种铁路隧道施工技术形式。
[关键词]复杂地质;铁路隧道;施工技术在实施铁路工程项目建设施工的过程中,经常需要穿越山谷地带,因此要修建隧道促使铁路工程项目结构更加完善。
但是这种复杂地质会导致铁路隧道施工安全性降低,甚至会危害施工人员的生命安全。
所以,对复杂地质条件下的铁路隧道工程施工技术的应用形式进行分析非常有必要,可以为我国社会效益的产生提供根本保障。
一、复杂地质条件下铁路隧道施工技术的作用铁路隧道建设施工的主要目的就是促进当代交通运输行业的发展,给车辆通行提供便利,同时产生较高的社会效益。
在修建铁路的过程中,经常需要借助隧道拓展运输路线,同时能够起到通车及保护车辆的作用。
在复杂地质条件下实施铁路隧道施工就需要应用相应的施工技术,使其能够发挥基本职能,避免在实际建设施工过程中产生难以解决的问题。
很多城市隧道在施工中难度较小,但是水下隧道及山岭隧道在开挖及施工当中都可能会产生较多的影响因素,促使综合建设施工难以根本要求。
利用铁路隧道施工技术可以针对复杂的地质条件进行科学的施工规划,对于施工中可能产生的意外事故进行预防,确保项目施工顺利开展。
在不同的地质条件下,就需要提高铁路隧道施工技术方案的科学性,加强施工有序性保障,提高项目建设施工质量。
二、复杂地质条件下铁路隧道施工难点1、安全意识淡薄很多铁路隧道施工人员缺乏经验,甚至部分施工单位会聘请农民工施工,其不了解复杂地质的实际情况,仅仅简单地按照施工要求完成工作任务。
实践操作人员在工作当中没有重视复杂地质条件下铁路隧道施工的安全性,其在建设施工过程中存在敷衍了事的现象,凸显了技术人员的安全意识薄弱问题。
复合地层隧道盾构施工技术及质量控制
复合地层隧道盾构施工技术及质量控制摘要:隧道工程项目的建设施工在复杂的环境中进行,对工程施工单位提出了较高的专业要求。
在这一背景下,盾构施工技术成为提高隧道开挖效率和安全性的重要工具。
本文着重分析和研究了复合地层条件下的隧道盾构施工技术要点,并提出了关键的质量控制策略,以有效确保隧道盾构施工的效率和安全性。
这些策略有助于克服复合地层环境带来的技术挑战,提高隧道工程施工效率,并为今后类似项目提供有价值的经验和参考。
关键词:盾构施工、质量控制、复合地层我国社会经济持续快速发展,基础设施建设规模和施工量不断上升,特别是在铁路、地铁、高速公路和隧道工程领域。
在这些交通工程项目中,隧道工程的重要性不言而喻,它直接关系到交通通行效率、质量和安全性。
然而,隧道工程施工常常受到当地地质环境的影响,这使得其具备了一定的复杂性。
具体来说,复合地层环境下的隧道工程施工需要具备更高的专业要求和标准。
复合地质条件通常指的是地层中存在坚硬的岩体以及基础岩石凸起等复杂地质条件。
这种不均匀的地层条件对隧道盾构施工构成了挑战,可能导致施工难度增加,工程进度受到严重影响,同时也可能引发安全隐患。
因此,本文旨在深入探讨复合地层条件下的隧道盾构施工技术,并提出了相应的优化处理策略,以确保在复杂地质条件下隧道工程施工的质量和安全性得以有效保障。
通过对这一重要问题的研究和分析,可以为相关工程领域提供有益的经验和指导。
1 复合地层盾构施工技术原理和工作范围1.1盾构法施工原理盾构机设备具备先进的前进刀盘技术,能够同时进行地层的切割和挖掘,这一特性在减少地层扰动方面起到了关键作用,有效提高了施工效率。
盾构机的工作原理使其能够在地下施工中高效地前进,同时确保施工面的稳定性,减少了对地下结构和周围环境的不良影响。
施工中,主动支护和被动支护相互结合使用,主动支护通过刀盘前端的土仓来控制工作面的工作压力,防止地层的崩塌和沉降,被动支护则是通过盾构机的盾壳与刀盘的结构,被动地支撑周围的地层,保持围岩的稳定性。
隧道围岩动态变形规律及控制技术研究
隧道围岩动态变形规律及控制技术研究赵勇【摘要】基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明:隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】隧道工程;围岩变形;控制要点;控制技术【作者】赵勇【作者单位】北京交通大学,隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京,100044;铁道部工程设计鉴定中心,北京,100844【正文语种】中文【中图分类】U451.2隧道的结构体系是由周围地质体和人工修筑的支护构件组成的,并且周围地质体起着主导作用,这是与地面结构体系完全不同的.从工程结构的角度看,这种结构体系的形成是通过一定的施工过程或者说一定的力学过程来实现的,这个过程状态的变化如图1所示[1].可以看出,隧道施工就是一个开挖与支护的过程,施工过程就是应力释放与应力控制、利用和控制围岩动态变形的过程.图1 施工过程与围岩力学状态变化过程示意图Fig.1 Construction and surrounding rock mechanical state change process chart对于隧道围岩变形规律及控制技术的研究,国内外学者做了大量工作,并取得了丰富的研究成果[2-5].本文作者基于前人的研究,结合日本龟浦隧道围岩变形试验和郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,根据实测数据总结隧道围岩变形动态规律,并提出具体的控制措施.1 隧道围岩变形动态规律大量的数值计算和现场监测资料均表明,隧道围岩变形是在开挖工作面的前方开始,而在开挖工作面后方距离d=1.5~2.0D(洞径)处的变形才与最大径向变形基本相等,这是隧道开挖引起围岩变形的一般规律.日本龟浦隧道施工时,在隧道拱顶上方2 m 的位置设一个长50 m的水平铝管,实测的弯曲应变计算变形如图2所示.图2 龟浦隧道掌子面变形监测实例Fig.2 The heading face displacement monitoring example of GuiPu Tunnel我国郑西客运专线大断面黄土隧道开挖监测数据分析的规律也大致相同.图3为2006-11—2007-09的实测数据,其中1#~8#分别对应隧道左右导洞及主洞断面上的8个测点.各分步施工引起隧道拱顶沉降占总沉降的比例分别为:超前沉降,5%~14%;导洞开挖,35%~50%;导洞开挖至全断面封闭前,40%~50%;全断面封闭后,3%~9%.可以看出,反映在掌子面前方到后方一定范围内的拱顶下沉分布规律为:隧道开挖后在掌子面前方一定范围(2~5倍洞径)产生下沉,称之为“先行变形”;在掌子面处,产生一定量的“初始变形”,此值与地质条件关系密切,约为最终变形值的20%~30%,这个变形是开挖后瞬间发生的;在掌子面后方,随掌子面的推进,产生不断增大的变形,其特点是初期的变形速度很大,而后增长的速度逐渐减缓,并趋于稳定.其变形过程如图4所示[2].图3 大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工拱顶沉降曲线Fig.3 Vault crown settlement curve of both-side head excavating method construction in large section loess tunnel因此,隧道开挖后隧道的变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种,且这3种变形是同时发生的.图4 隧道开挖围岩变形三维示意图Fig.4 Surrounding rock deformation during tunnel excavation three-dimensional chart2 隧道围岩变形控制要点隧道围岩变形控制的要点在于控制开挖工作面的失稳、坍塌,拱顶的失稳、坍塌,台阶法中拱脚下沉、失稳和围岩大变形等.2.1 控制掌子面失稳、坍塌1)倾斜掌子面.采用倾斜形状的掌子面开挖,配合掌子面喷混凝土封闭措施,可以抑制掌子面的变形,减少作业人员的风险,控制地表的下沉,大幅度改善进度和封闭时间,提高喷混凝土的品质和耐久性.2)掌子面锚杆.设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖后的先行变形和掌子面变形,也是为全断面和半断面开挖创造条件.掌子面锚杆的长度一般在12~24 m之间,为开挖方便,通常采用玻璃纤维锚杆.采用掌子面锚杆技术的关键是长锚杆的快速施工工艺和配套施工机具.3)留核心土.在台阶法施工中,为了掌子面的稳定,经常采用弧形开挖法,即留核心土法.日本进行的一项研究表明:不留核心土时,掌子面挤出量超过70 mm的部分可达到掌子面前方1.3 m;而留核心土时,掌子面挤出量超过70 mm的部分只达到掌子面前方0.6 m 处.可见核心土对掌子面起到控制挤出的效果.2.2 控制拱顶失稳、坍塌控制拱顶失稳坍塌的技术要点是采用超前支护和加强初期支护.1)超前支护.根据构筑方法,超前支护通常分为短超前支护、中超前支护和长超前支护3种情况.①短超前支护:一般支护长度为2~5 m,通常采用超前小导管、插板法和预衬砌技术;②中超前支护:一般支护长度为5~10 m,通常采用中管棚(直径89 mm,长度10 m)或水平喷射注浆方式;③长钢管超前支护:一般采用长度在15~20 m、直径大于108 mm的长钢管,即大管棚超前支护,以有效控制拱顶失稳、坍塌.2)加强初期支护.加强初期支护通常有两种做法,其一是加大喷混凝土的厚度,加密钢架间距或缩小锚杆间距;其二是改变喷混凝土的性能,提高钢架的规格和采用抗拔力大的锚杆.实践证明,第二种方法更有利于控制拱顶下沉.采用初期高强度喷混凝土技术能减薄喷层厚度,有效加快施工进度,符合技术发展的趋势.2.3 控制拱脚下沉、失稳在台阶法施工中,控制拱脚下沉的方法通常有扩大拱脚、设置锁脚锚杆、临时仰拱封闭和设置横撑等方法.日本近期开发出了利用弯曲钻机,设置弯曲形脚部钢管桩或采用高承载力的脚部支撑钢管来控制钢架的下沉,效果较好,如图5所示.另外,也可用喷射混凝土来加固拱脚,如图6所示.图5 控制隧道拱脚下沉失稳的曲线形钢管桩工法Fig.5 Shaped form pipe pile method for controlling tunnel arch springing subsidence instability图6 控制隧道拱脚下沉失稳的拱脚喷射混凝土工法Fig.6 Shotcrete method for controlling tunnel arch springing subsidence instability2.4 控制软岩大变形通常认为初期变形速率快、变形值大、长时间无收敛趋势,且超过预计变形值的变形,可以称为“大变形”.这种围岩一般为软弱围岩,这种变形也通常被称作“软岩大变形”.控制软岩大变形的方法有:①在喷混凝土中设置伸缩缝来吸收一部分变形;②采用长锚杆(8~15 m)来控制围岩的后期变形;③采用掌子面锚杆控制围岩的先行变形等.这些方法对解决大变形问题起到一定的作用,特别是长锚杆和掌子面锚杆.日本在东海道新干线的饭山隧道(长22.2 km)的大变形地段试验,采用多重支护方法取得了成功.多重支护方法的特点是:不需要进行反复扩挖和反复支护,即没有拆除顶替已经承载的支护构件和对围岩的多次扰动的问题,留出充分的变形富裕值,先释放一部分变形进行第一次支护,然后继续释放变形.第一次支护达到极限状态后,再继续第二次支护,必要时可继续第三次支护,将变形控制在容许范围之内.多重支护的基本观点是:容许一次支护变形,以减轻作用在二次支护的土压,并在最内侧形成健全的壳体,使整个支护稳定.因此,二次支护的设置最好在围岩内应力释放到某一程度后实施.3 隧道围岩变形控制技术3.1 开挖过程控制隧道开挖后,随着时间的推移,变形也在发展.一般说,开挖过后,变形发展很快,即初期变形速度很快,而且变形值也比较大,如果能够控制住初期的变形速度,就可以控制隧道围岩的松弛.因此通常强调开挖后要迅速喷射混凝土,迅速架设钢支撑,其目的就是要求初期支护及时闭合.另外需要关注的是从开挖到初期支护全断面闭合的时间.在复杂地形、地质条件下,从开挖到全断面初期支护的闭合时间,要求越短越好.闭合距离也是越短越好.因为,初期支护全断面闭合的过程,就意味着隧道围岩变形逐渐趋于稳定的过程.而闭合距离,基本上要求在距掌子面2~3倍隧道开挖跨度之内,甚至更短一些.因此,有效控制隧道围岩变形的开挖方法,应该是首选全断面法,其次是短台阶法.总之,开挖分部越少,封闭时间越短,变形就越小.3.2 辅助工法控制以改善围岩条件为目的而采用的辅助或特殊工法称为辅助工法,如图7所示.隧道开挖中最危险的应力释放面是掌子面和一次开挖长度的无支护区间.为了控制其危险度,了解地下水分布状况和掌子面前方围岩的动态是非常重要的.图7 辅助工法概念示意图Fig.7 Assistant construction method concept chart 在隧道围岩变形及控制技术措施中,辅助工法占据重要地位.常用稳定掌子面的辅助工法有:超前锚杆、超前长钢管、掌子面喷混凝土、掌子面锚杆、脚部补强锚杆、临时仰拱等.在地下水处理中常用排水钻孔等工法.在控制地表下沉对策中有:长超前钢管、管棚等.在地下水对策中有:排水钻孔、降低地下水位、排水坑道等工法.4 隧道围岩变形控制建议隧道施工主要分为开挖和支护两大工序,变形控制是开挖和支护中的技术关键点.开挖是应力释放的过程,不同的开挖方法,应力释放的过程及程度也是不同的.支护则是应力控制的过程,不同的支护方法应力控制的过程和程度也是不同的.除开挖、支护作业外,其他作业都是辅助性的,如运输、排水、通风、量测、地质超前预报等.但这些作业也是左右开挖、支护成败的关键,不能忽视.因此,控制隧道围岩变形的关键措施主要指开挖、支护过程中控制围岩变形的措施及必要的辅助作业工法.在隧道施工过程中,开挖和支护是密切相关的,根据围岩地质情况,其关系可大致分为只挖不支、先挖后支和先支后挖3种情况.1)只挖不支,适用于坚硬、自支护能力比较高,应力释放后能够自行控制稳定的围岩,围岩级别为Ⅰ级、Ⅱ级.关键技术:减少爆破振动和少扰动的开挖技术.基本措施建议:控制开挖进尺,控制一次起爆炸药量,采用电子雷管,采用机械开挖或机械与爆破并用的开挖方法.2)先挖后支,适用于一般地质条件,围岩级别为Ⅲ级、Ⅳ级.关键技术:加强初期支护控制围岩的松弛、坍塌,确保开挖工作面的稳定.基本措施建议:采用全断面法或超短台阶法,提高初期支护的支护效果,控制隧道围岩变形的发展和收敛;严格控制各开挖工作面的步距,尽快闭合;提高机械化程度,缩短各单项作业的时间.3)先支后挖,适用于特殊地质、地形条件,一般用于软岩大变形、掌子面或拱脚易失稳、底部鼓起等情况,围岩级别为Ⅴ级、Ⅵ级.关键技术:加强超前预支护,确保开挖工作面稳定,控制围岩松弛、坍塌,提高围岩的自支护能力.基本措施建议:采用掌子面超前锚杆、喷混凝土封闭掌子面、倾斜掌子面或留核心土的施工方法;超前管棚、管幕、插板等超前支护;加强初期支护,采用高强度、高刚度喷混凝土技术;采用锁脚锚杆等控制拱脚下沉.只挖不支的场合主要是控制爆破振动,采取减少围岩扰动的施工方法;先挖后支的场合主要是控制掌子面后方的变形,采取加强初期支护和快速封闭的施工方法;先支后挖的场合重点是控制掌子面前方的变形和掌子面变形,采取超前预支护、掌子面支护和掌子面后方支护,及时封闭的措施和工法.5 结语1)隧道围岩变形包括掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方的变形,其中掌子面变形是隧道开挖过程围岩变形发展的重要阶段,是隧道围岩变形控制的重点.2)隧道围岩变形控制是隧道围岩稳定性控制的核心,要采取系统的控制措施.既要控制掌子面前方的先行变形,又要控制掌子面和掌子面后方的变形.3)隧道围岩变形控制的要点在于控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和失稳及围岩大变形等几种形式.4)隧道围岩变形控制重在开挖过程控制和辅助工法控制,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是控制隧道围岩变形的关键.5)隧道开挖和支护相互作用关系可分为只挖不支、先挖后支和先支后挖3种情况,且每种情况有其关键技术和建议的基本措施,在隧道施工过程中,应根据围岩条件和工程特点选定合理的工序.参考文献:[1]关宝树.隧道力学概论[M].成都:西南交通大学出版社,1993.GUAN Baoshu.Generality of Tunnel Mechanics[M].Chengdu:Southwest Jiaotong University Press,1993.(in Chinese)[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.WANG Mengshu.Technology of Shallow Tunnel Excavation[M].Hefei:Anhui Education Press,2004.(inChinese)[3]张顶立,王梦恕,高军,等.复杂围岩条件下大跨隧道修建技术研究[J].岩石力学与工程学报,2003,22(2):290-296.ZHANG Dingli,WANG Mengshu,GAO Jun,et al.Research on Construction Technology of Large Span Tunnel in Complex Rock[J].Chinese Journal of Rock Mechanics andEngineering,2003,22(2):290-296.(in Chinese)[4]吕勤,张顶立,黄俊.城市地铁暗挖施工地层变形机理及控制实践[J].中国安全科学学报,2003,13(7):29-34.LU Qin,ZHANG Dingli,HUANG Jun.Mechanism of Stratum Deformation and Its Control Practice in Tunneling Urban SubwayAt Shallow Depth[J].China Safety Science Journal,2003,13(7):29-34.(in Chinese)[5]岳广学,何平,蔡炜.隧道开挖过程中地层变形的统计分析[J].岩石力学与工程学报,2007,26(增2):3793-3803.YUE Guangxue,HE Ping,CAI Wei.Statistic Analysis of Stratum Deformation During Tunnel Excavation[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2007,26(S2):3793-3803.(in Chinese)。
岩层控制中的关键层理论研究
岩层控制中的关键层理论研究一、本文概述《岩层控制中的关键层理论研究》这篇文章旨在深入探讨和分析岩层控制领域中的关键层理论。
关键层理论是地质工程学和岩石力学的重要组成部分,它对于理解岩层的稳定性、预测地质灾害、优化地下工程设计和保障工程安全具有重大意义。
本文首先将对关键层理论的基本概念、研究背景和研究现状进行概述,为后续深入研究和应用提供理论基础。
文章将首先阐述关键层的定义和特性,包括关键层的形成机制、结构特征以及其在岩层中的作用。
接着,将回顾关键层理论的发展历程和研究现状,分析当前研究存在的问题和挑战。
在此基础上,文章将重点探讨关键层理论在岩层控制中的应用,包括其在地质灾害预测、地下工程设计和施工中的实际应用案例。
本文还将对关键层理论的未来发展趋势进行展望,探讨新技术和新方法在关键层理论研究中的应用前景。
文章将总结关键层理论在岩层控制中的重要作用,强调其在保障地下工程安全和促进地质工程学科发展方面的重要价值。
通过本文的研究,将为岩层控制领域提供新的理论支撑和实践指导,推动关键层理论在地质工程学和岩石力学中的广泛应用和发展。
二、关键层理论的基本概念关键层理论是岩层控制领域中的一个重要理论,它主要关注的是在地下工程中,如何通过对岩层的科学分析和合理控制,实现工程安全、高效和经济的目标。
关键层理论的基本概念包括关键层的定义、特性以及其在岩层控制中的作用。
关键层是指在地下工程中,对岩层稳定性起决定性作用的岩层或岩层组合。
这些岩层或岩层组合由于其特殊的物理力学性质、结构特征或空间位置,对周围岩层的稳定性和变形行为具有重要影响。
关键层的存在往往决定了地下工程的稳定性和安全性。
关键层具有一些显著的特性。
例如,关键层往往具有较高的强度和刚度,能够承受较大的载荷和变形;同时,关键层还可能具有特殊的结构特征,如层面、节理、断层等,这些结构特征对岩层的稳定性和变形行为具有重要影响。
关键层在空间位置上往往处于地下工程的关键部位,如巷道顶板、底板、侧帮等,对地下工程的整体稳定性起着至关重要的作用。
复杂地质条件下隧道综合施工技术
| 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application ·90·2019年第14期复杂地质条件下隧道综合施工技术张圆圆(中铁二十局三公司,陕西 西安 710003)摘 要:现阶段我国家经济水平持续提升,隧道施工技术变得越来越重要,隧道施工技术在各个行业中得到了广泛的使用。
对于地区来说,为了获得更加显著的发展,就需要借助便捷的交通,交通能够促进和偏远地区和落后地区的交流。
不过在建立交通道路的时候比较容易受到多个因素的影响,特别是在那些相对复杂的地质地带,需要充分分析存在的各种因素,并且在建设交通道路的过程中,需要挖建隧道,这属于一项相对复杂的施工技术。
基于此,文章对复杂地质条件下隧道综合施工技术进行了分析。
关键词:复杂地质条件;隧道工程;施工技术;安全管理中图分类号:U455.4 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)14-0090-02作者简介:张圆圆(1986—),男,大专,助理工程师,研究方向:隧道施工技术。
如今交通工程数量持续增多,建设规模持续增大,人们对于施工质量及施工安全的需求在持续提升。
在建设铁路及公路的时候,比较容易受到多个因素的影响,如此就需要及时地修建隧道工程。
隧道工程属于交通工程的重要组成部分,施工质量会直接影响到道路运行的安全性和可靠性,基于此,需要增强对隧道施工的技术管理和安全管理。
各个地区地质条件存在较大的差异,地形地貌也有所不同,并且因存在施工技术水平的限制,隧道工程技术管理及安全管理难度比较大,施工单位需要充分分析复杂的地质条件,确保隧道技术管理和安全管理工作能够顺利落实,使得隧道工程的施工质量能够得到保障。
1 复杂地质条件和隧道施工之间存在的联系针对河流或者是山区这些特殊地形的地区,地质条件较差,地下岩层相对脆弱,并且地上建筑支撑作用较小,隧道比较容易产生坍塌的情况,或者是地壳活动比较活跃,会直接影响到地层的稳定性。
铁路隧道复杂地质条件下施工技术研究
文章 编 号 :1 6 7 2— 4 0 1 1 ( 2 0 1 6 ) 1 1 —0 1 3 8— 0 3
D O I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 2— 4 0 1 1 . 2 0 1 6 . 1 1 . O 6 6
岩爆是 在深埋地下 工程施 工 当中 比较 常见 的动力 破坏
或间接的联系 。在 深埋 长隧洞 工程 当 中,预见 区域 性断 层
的概率很高 ,直接 关 系着隧道 工程 的成败 。这种工 程地 质
火山热液填充型 、侵入型等 。在放射性 物质含量 高的地 区 ,
需要进行专 门的勘查 工作 ,确 定放 射性物 质 的分布 ,同时 对放射性物质 的危害做 出评价 ,出具相应 的处置措施 。
0 前
言
现象 。 岩爆 通 常 会 造 成 开 挖 工 作 面 出现 严 重 破 坏 ,甚 至 造
铁路隧道工程数量多 、规模 大、长度长 、技术难 度大 、
成设 备损坏和人员伤亡 ,岩爆严重时 ,能 够测到 4 6级 的
震级 ,持续 时间短 则几 天 ,长则 几个月 。产 生 的原 因在 于
岩石强度不足以抵抗 岩体 当 中的地应 力 ,而且 岩石本 身脆
性较高 ,因此需要在实际施工 中对此类问题进行处置 。
1 . 5 膨 胀 岩
Байду номын сангаас
软岩 当中存在特殊膨胀岩 ,形状 似岩非岩 、似 土非土 ,
含有大量亲水 矿物 ,具 有极 强 的亲水性 ,湿 度变 化 时 ,体 积十分容易产生极 大变 化 ,一旦 变形受 到约 束力 则会有 较 大 内应力 。通过尽 量减 少 围岩扰动 以及设 计 防水结 构 ,保
大断面富水复合地层铁路隧道施工关键技术
大断面富水复合地层铁路隧道施工关键技术周运祥;张志军;梁胜国【摘要】干庆隧道穿越复合地层。
复合地层以饱和粉质黏土为主,间夹粉细砂或砂类土、圆砾类土及半胶结状砂层,组成无规律,结合性能弱,黏聚力低,自稳能力极差,可借鉴成功经验少,施工难度大。
为解决施工遇到的技术难题,以干庆隧道为研究背景,通过分析施工影响因素,提出解决措施。
为解决富水地层地下水对施工的影响,采用地表大口径深井群井降低地下水位技术、超前短距离管棚快速预注浆预加固围岩。
为解决大断面及复合地层施工中的安全风险,加快施工进度,采用多台阶划小施工单元进行开挖、旋喷桩加固拱脚及液压破碎锤精准开挖技术。
采用以上技术措施后,该隧道安全快速地通过了富水、复合围岩软弱地层,平均月进尺达30 m,最高达42 m,取得了较好效果。
%Gan-qing tunnel crosses rich-water stratum. The tunnel surrounding rocks are mainly silty clay mixed with silty-fine sand, sandy soil, granular soil and other semi cemented sand. All kinds of surrounding rocks are scattered randomly in weak performance, low cohesion and poor self stability stratums. There have been less engineering experiences to refer to and construction is very difficult. In order to solve the technical problems encountered in construction, and to provide a successful example of tunnel excavation, Gan-qing tunnel excavation is studied. In order to solve the impact of groundwater on construction, group of large diameter deep wells are employed to lower underground water level and advance short pipe roof quick grouting to reinforce surrounding rock. In order to reduce the security risks of large section construction, multiple steps with small construction unit, oblique rotaryspray pile reinforcement arch foot and precision hydraulic hammer excavation technology are used. All these measures allow the tunnel excavation to pass though rich-water composite soft rock strata quickly and safety with average 30m and maximum 42m per month.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5页(P64-67,68)【关键词】铁路隧道;大断面;富水;复合地层;施工;关键技术【作者】周运祥;张志军;梁胜国【作者单位】中国铁路总公司工程管理中心,北京 100038;中铁十二局集团三公司,太原 034000;中铁十二局集团三公司,太原 034000【正文语种】中文【中图分类】U455干庆隧道是大西铁路客运专线工程长大隧道之一,设计为单洞双线隧道,全长6 693 m,最大开挖断面达187 m2,根据国际隧道协会(ITA)的隧道断面划分标准,为特大断面隧道[1]。
三线铁路大跨度隧道围岩力学响应研究的开题报告
三线铁路大跨度隧道围岩力学响应研究的开题报告一、选题背景随着我国铁路建设的不断发展,越来越多的铁路线路需要穿越山区或高山峡谷等复杂地质条件,因此铁路隧道的建设变得越来越重要。
随着隧道工程的规模越来越大,复杂的地质条件和大跨度的隧道设计给隧道施工和运营带来了极大的挑战。
而隧道围岩力学响应的研究则是解决这些挑战中的重要问题。
特别是在三线铁路大跨度隧道的建设过程中,围岩的变形和破坏会对铁路的安全和稳定性产生深刻的影响。
因此,对于围岩力学响应的深入研究,可以对于提高隧道建设的质量和效率有很大的帮助,并且对于提高铁路的运营安全也有着非常重要的意义。
基于以上分析,本文的选题为三线铁路大跨度隧道围岩力学响应研究。
二、研究目的本文的研究目的是通过理论分析和实验研究的方法,深入探究三线铁路大跨度隧道围岩的受力情况、变形特征以及破坏机理。
同时,本文研究的目的也包括了以下方面:1. 评估大跨度隧道围岩的机械特性和力学行为;2. 分析三线铁路大跨度隧道围岩的应力状态和变形过程;3. 研究大跨度隧道围岩的破坏机理和特征;4. 提出解决大跨度隧道围岩力学问题的方法和建议。
三、研究内容本文将分为以下几个部分进行研究:1. 大跨度隧道围岩力学性质分析。
通过采样和试验等方法,测定大跨度隧道围岩的力学性质和特征,包括岩石的强度、韧性、标准形变等。
2. 大跨度隧道围岩力学模型建立。
构建适合的岩体力学模型,以解释大跨度隧道围岩的力学行为,如应力状态、变形特征等。
3. 大跨度隧道围岩受力分析。
根据力学模型,对三线铁路大跨度隧道围岩的受力情况进行分析,并探讨受力变化对围岩变形和破坏的影响。
4. 大跨度隧道围岩变形和破坏特征分析。
通过模拟和试验等方法,研究大跨度隧道围岩的变形和破坏特征,并分析破坏机理。
5. 解决大跨度隧道围岩力学问题的方法和建议。
基于以上研究结果,提出解决三线铁路大跨度隧道围岩力学问题的方案和建议,且结合实际情况加以分析。
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术
隧道是铁路建设中一种重要的工程结构,特别是对于复杂地质条件下的铁路隧道施工
技术的研究具有重要的现实意义。
在复杂地质条件下,如软弱地层、高地应力、大倾角断层、高地温等,隧道施工面临着许多挑战,需要采用合适的技术和方法来解决。
对于软弱地层的隧道施工,可以采用盾构隧道施工技术。
盾构隧道施工技术能够通过
推进盾构机来实现快速施工。
在软弱地层下,可以采用土压平衡盾构机,通过平衡前后土
压力来保持隧道稳定。
可以通过加固地层、注浆和冻结等方法防止地层塌陷。
对于高地应力的隧道施工,可以采用喷射混凝土支护技术。
喷射混凝土支护技术能够
通过喷射混凝土来增加地体的抗压强度,从而保持隧道的稳定。
还可以采用支护体系和预
应力技术来增强隧道的承载能力。
对于大倾角断层的隧道施工,可以采用特殊的隧道掘进机和支护技术。
特殊的隧道掘
进机能够适应大倾角断层的施工条件,保持隧道的稳定和安全。
可以采用特殊的支护材料
和技术来加固隧道,在断层区域提供足够的支护。
对于高地温的隧道施工,可以采用降温措施来保证隧道施工的安全。
具体的降温措施
包括采用冷却剂进行降温、增加通风设备来加强通风和净化空气等。
通过这些措施,可以
减小地温对隧道施工的影响,确保施工的顺利进行。
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术对于铁路建设具有重要的意义。
通过采用盾构
隧道施工技术、喷射混凝土支护技术、特殊的隧道掘进机和支护技术以及降温措施等方法,可以有效地解决复杂地质条件下的隧道施工问题,确保铁路隧道的安全和稳定。
铁路凝灰岩隧道掌子面稳定性控制技术研究
铁路凝灰岩隧道掌子面稳定性控制技术研究发布时间:2021-09-08T06:25:45.649Z 来源:《城镇建设》2021年第4卷4月第12期作者:王林俊[导读] 实际施工中再结合合理调整开挖工法,加强施工组织,使围岩快挖、快支、快封闭,最大限度的保证掌子面稳定。
王林俊 (中铁十七局集团第二工程有限公司,西安 710038) 摘要:大临铁路白石头隧道通过软弱凝灰岩地层,围岩易风化崩解,遇水软化,掌子面开挖后围岩极不稳定,开挖后易出现溜塌现象。
结合围岩松动圈理论对凝灰岩隧道掌子面围岩变形机理进行分析,提出将靠近掌子面一环垂直打设的系统锚杆调整为斜向打设,通过FLAC3D数值计算软件模拟初期支护和施工倾斜系统锚杆措施条件下围岩的受力状态,计算得出倾斜系统锚杆可显著增强初期支护与围岩的耦合性,可以减小围岩所受的剪切应力,进而起到控制围岩失稳的作用,有效控制掌子面稳定。
实际施工中再结合合理调整开挖工法,加强施工组织,使围岩快挖、快支、快封闭,最大限度的保证掌子面稳定。
关键词:凝灰岩掌子面溜塌倾斜系统锚杆 FLAC3D 稳定性中图分类号:文献标识码:Design and application of new positioning fixture for water stop belt of tunnel low side wall Wang linjun (China Railway 17th Bureau Group 2th Engineering Co., Ltd., Xian 710038, China) Abstract: The baishitou tunnel of Dalin railway passes through the weak tuff stratum. The surrounding rock is easy to be weathered and disintegrated and softened when meeting water. The surrounding rock is extremely unstable after excavation, and it is easy to slide after excavation. Combined with the theory of surrounding rock loose circle, the deformation mechanism of surrounding rock on the face of tuff tunnel is analyzed. It is proposed that the system bolt set vertically near the face should be adjusted to the oblique direction. The stress state of surrounding rock under the conditions of initial support and construction inclined system bolt measures is simulated by FLAC3D numerical calculation software, The results show that the inclined system bolt can significantly enhance the coupling between the initial support and surrounding rock, reduce the shear stress of surrounding rock, and then control the instability of surrounding rock, and effectively control the stability of tunnel face. In the actual construction, the excavation method should be adjusted reasonably, and the construction organization should be strengthened, make the surrounding rock fast excavation, fast support, fast closureso, as to ensure the stability of the tunnel face to the maximum extent. Key Word: Tuff tunnel face collapse inclined system anchor FLAC3D stability引言随着铁路建设的快速发展,逐渐向偏远地质条件复杂的山区延伸,遇到的复杂地质情况越来越多,因此施工中由不良地质引起的工程难题也越来越多。
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术
研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术铁路隧道是铁路建设中重要的组成部分,而复杂地质条件下的铁路隧道施工技术是一项具有挑战性的工程任务。
复杂地质条件包括地质构造、地下水、软土、岩溶等多种地质问题,这些问题给隧道施工带来了诸多困难和风险。
本文将就复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行探讨。
复杂地质条件下的铁路隧道施工技术需要针对具体地质条件进行充分的调研和研究。
隧道施工前需要进行详细的地质勘查,了解地下的地质情况,确定存在的地质问题和风险。
在调研和研究的基础上,制定合理的施工方案。
针对不同地质条件,采用相应的施工方法。
在地质构造复杂的地区,可以采用横贯断层法、导流隧道法等方法来解决地质断层的问题。
对于地下水丰富的地区,可以采用分段施工、封闭式施工等技术来防止地下水的涌入。
对于软土地区,可以采用特殊的支护方法如土钉墙、玻璃钢管桩等来解决软土隧道施工中的问题。
对于岩溶地区,可以采用摸桩法、预爆法等技术来解决岩溶隧道施工中的问题。
加强隧道施工过程的监测和控制。
通过监测和控制地下水位、地表沉降、隧道收敛等参数,可以及时发现和处理施工过程中出现的问题,保证施工的安全和顺利进行。
通过实时监测和数据分析,可以改进施工方案,提高施工效率和质量。
加强对施工人员的培训和技术支持。
复杂地质条件下的铁路隧道施工需要专业知识和丰富的经验,因此需要对施工人员进行培训和技术支持,提高其在复杂地质条件下的应对能力和解决问题的能力。
复杂地质条件下的铁路隧道施工技术是一项复杂而关键的工程任务。
通过充分的调研和研究,制定合理的施工方案;针对不同地质条件采用相应的施工方法;加强施工过程的监测和控制;加强对施工人员的培训和技术支持,可以有效地解决复杂地质条件下的铁路隧道施工问题,确保施工的安全和顺利进行。
上海庙矿区复合软岩巷道围岩特征与控制技术
上海庙矿区复合软岩巷道围岩特征与控制技术
宋继通
【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】上海庙矿区煤层具有赋存条件差,岩层富水性强,岩石胶结性差、强度低等特征,造成矿井巷道掘进效率低、巷道围岩变形大、工作面推采速度慢等难题,严重地影响着矿井的安全、高效、绿色开采。
通过理论分析、实验室验证、现场实测等多种手段,综合分析了矿井软岩巷道围岩特征和变形机理,并提出了软岩巷道治水技术与围岩控制原则与控制技术。
为软岩巷道围岩控制现场监测提供了一定的现场经验。
【总页数】4页(P148-151)
【作者】宋继通
【作者单位】山东能源新矿集团内蒙古能源有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD3
【相关文献】
1.余吾矿区深部半煤岩巷道围岩控制技术研究
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3.上海庙矿区软岩巷道设计与施工应注意的若干问题
4.常村煤矿复杂围岩条件下软岩穿层巷道围岩控制技术研究
5.平顶山矿区深部软岩巷道围岩蠕变破坏机制及控制
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复地质条件下铁路隧道施工技术探讨
复地质条件下铁路隧道施工技术探讨发表时间:2019-06-05T11:01:01.133Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年2期作者:张阜新[导读] 铁路建设的各个参建单位应当重视复杂地质条件下铁路隧道施工技术的研究与总结,根据实际情况采取合适的施工技术方法,合理的防护措施,并加强现场技术管理,做好预案,保质、保量的完成施工任务。
天津晟源工程勘察设计有限公司天津市 300142摘要:近年来,国家加大了对铁路建设事业的投入力度,铁路建设取得了显著的成就。
铁路线交错成网,也为国家经济发展注入了动力和活力。
由于铁路的建设连通着不同的城市群,施工过程中难免会遇到复杂的地质条件,在这种情况下进行隧道施工难度很大,对施工技术也有较高的要求。
因此,铁路建设的各个参建单位应当重视复杂地质条件下铁路隧道施工技术的研究与总结,根据实际情况采取合适的施工技术方法,合理的防护措施,并加强现场技术管理,做好预案,保质、保量的完成施工任务。
关键词:复杂地质条件;铁路;隧道;施工技术1 概述在铁路隧道施工过程中,想要完成隧道的建设并不容易,施工的同时也会产生各种各样的风险,合理的应对措施往往能将风险降到最低,这对于项目的成功起着举足轻重的作用。
因此铁路隧道的参建单位必须做好地质勘察和复查工作、加强现场施工管理、研究强化施工流程,培训提高施工人员专业技能,牢固掌握处理突发事件的应急技术,以此来保证铁路隧道施工的质量和安全,为现场施工进度提供保障。
2 铁路隧道施工的特点对于铁路隧道施工来说,主要包括以下几个方面的特点:1)受地质条件的影响较大。
谈及隧道工程,通常都是在地下的环境中施工,所以要保证地质资料的准确性和及时性,同时根据不同的地质条件和突发情况做好分析与研究,以确保隧道施工能够稳定安全地进行。
2)铁路隧道工程的差异性。
对于铁路隧道工程来说,工程项目的施工图设计与正式施工是两个十分重要的环节。
在施工过程中,由于隧道中的地质条件和施工环境比较复杂,因而导致很多原定的设计内容需要根据隧道洞身围岩的变化及现场不良地质情况来进行变更与调整,进而使得工程设计的内容与施工的实际状况存在一定的偏差。
复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究 肖自在
复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究肖自在隧道开挖过程中,岩体原有的三维应力在施工过程中均会受到破坏,并且在该空间上的建筑物及岩层中的水体都会受到不同程度的影响。
由于弱质的岩层结构松散且自我稳定能力差,因此,这种影响在岩层中的表现更为明显。
由于岩层结构千差万别,有些岩层吸水后会产生很大的压力,对隧道施工技术具有较高的要求。
1 阻碍铁路隧道施工的复杂地质条件1.1 埋深浅埋隧道的最大特点就是埋深相对较浅,同时,覆盖岩层深度较浅,围岩很难形成自拱,并且,地表沉陷的概率相对较高。
因此,在施工过程中,极大程度上会因为地层的沉降问题而导致地面出现较为明显的移动现象,对周边的环境将会造成比较大的影响。
由于隧道工程地质在这一方面的突出特点,在施工过程中,对注浆、支护、开挖等施工工艺具有更高的要求,而这也就是隧道工程施工的难度之一。
1.2 偏压针对偏压隧道进行分析,由于地质原因、水文原因、工程原因等多方面因素的影响,会导致隧道围岩存在较为明显的压力不均衡问题。
这一地质状况,会导致支护受到严重的偏压荷载,影响隧道的稳定性及安全性,增加了施工难度。
1.3 围岩围岩软弱是隧道工程最突出的地质特点之一,具有明显的松散破碎或节理裂隙发育问题。
如此,围岩的抗压强度会表现的相对较弱,工程围岩在完整性以及自稳性方面就会表现的相对较差。
甚至,在一些特殊的地质区域,围岩甚至没有自稳能力,其整体稳定性表现的较低,并且岩体强度相对较弱。
因此,在对隧道进行开挖之后,必须要对隧道内部进行及时支护。
而这一技术往往比较复杂,施工难度较大。
2 复杂地质条件下铁路隧道施工技术要点2.1 软弱围岩隧道技术想要深入分析该施工技术,需要先了解隧道围岩。
其建立基础为应力,具体说的是这类工程中,会存在应力岩体,影响到隧道稳定性,而实际施工中,会遇到不同种类的岩石,因此围岩特点也就有很大不同,其稳定性也尽不相同。
了解隧道围岩影响隧道施工的实际情况,先要分析种类不一的围岩情况,然后才能制定出适合各个种类围岩的施工技术方案,提高施工方案的合理性、科学性、可行性,最终才能提升隧道围岩稳定性,具有能较好的应力。
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复合岩层地质下铁路隧道围岩控制技术研究
发表时间:2019-03-27T16:12:25.260Z 来源:《基层建设》2018年第35期作者:王晨阳
[导读] 摘要:为了解决复合岩层地质下铁路隧道围岩变形严重问题,确定合理的支护体系。
对具体的地质情况进行了分析,阐述了复合岩层地质下铁路隧道锚杆支护设计原则。
河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作 454000
摘要:为了解决复合岩层地质下铁路隧道围岩变形严重问题,确定合理的支护体系。
对具体的地质情况进行了分析,阐述了复合岩层地质下铁路隧道锚杆支护设计原则。
确定了在不同情况下的支护形式和参数。
在隧道内布置测站。
现场监测结果表明:隧道监测初期支护体应力有一定波动,随着观测时间的增加而增大,但在47d内开始趋于稳定,左右拱腰收敛应力分布为50MPa和42MPa左右。
说明此支护方案效果良好,能够有效控制围岩变形。
关键词:铁路隧道;围岩变形;监测;围岩控制
1 隧道变形的地质特征与危害
发生大变形的隧道一般具有以下地质特征:(1)隧道围岩条件。
发生大变形的围岩主要有:①显著变质的岩类,如片岩、千枚岩等;②膨胀性凝灰岩;③软质粘土层和强风化的凝灰岩;④凝灰岩和泥岩分互层;⑤泥岩破碎带和矿化变质粘土等。
这类围岩的凝聚强度c 值较低,内摩擦角值很小,单轴抗压强度较低。
(2)隧道处于高应力区,且大变形地段的隧道一般埋深在100m以上。
(3)隧道围岩的天然含水量大。
深埋隧道通过软岩和断层带时,在高的地应力和富水条件下通常产生大变形。
这种隧道围岩变形量大,而且位移速度也很大,一般可以达到数十厘米到数米,如果不支护或支护不当,收敛的最终趋势是隧道将被完全封死,如果发生在永久衬砌构筑以前,往往表现为初期支护严重破裂、扭曲,挤出面侵入限界。
这种大变形危害巨大,严重影响施工工期或者线路正常运营,而且整治费用高昂。
2 复合岩层地质下铁路隧道锚杆支护设计原则
(1)一次支护原则
锚杆支护要避免二次或多次支护,应尽可能一次支护就能有效控制围岩变形。
这是实现矿井高效、安全生产的要求,为采矿服务的巷道和硐室等工程,需要保持长期稳定,不能经常维修;另一方面,这是锚杆支护本身的作用原理决定的。
巷道围岩一旦揭露立即进行锚杆支护效果最佳,而在已发生离层、破坏的围岩中安装锚杆,支护效果会受到显著影响。
(2)高预应力和预应力扩散原则
预应力是锚杆支护中的关键因素,是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的参数,只有高预应力的锚杆支护才是真正的主动支护,才能充分发挥锚杆支护的作用。
一方面,要采取有效措施给锚杆施加较大的预应力;另一方面,通过托板、钢带等构件实现锚杆预应力的扩散,扩大预应力的作用范围,提高锚固体的整体刚度与完整性。
(3)“三高一低”原则
即高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。
在提高锚杆强度(如加大锚杆直径或提高杆体材料的强度)、刚度(提高锚杆预应力、全长锚固),保证支护系统可靠性的条件下,降低支护密度,减少单位面积上锚杆数量,提高掘进速度。
(4)临界支护强度与刚度原则
锚杆支护系统存在临界支护强度和刚度,如果支护强度与刚度低于临界值,巷道将长期处于不稳定状态,巷道围岩变形和破坏得不到很好的控制。
因此,设计锚杆支护系统的强度与刚度应高于临界值。
(5)相互匹配原则
锚杆各构件,包括托板、螺母、钢带等的参数和力学性能应该相互匹配,锚杆与锚索的参数与力学性能应相互匹配,最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。
(6)可操作性原则
锚杆支护设计方案应该有可操作性,有利于施工管理和掘进速度的提高。
(7)安全经济原则
在保证巷道围岩支护效果与安全程度,技术上可行、施工上可操作的条件前提下,尽量做到经济合理,有利于降低巷道支护综合成本。
3 复合岩层地质下铁路隧道支护参数
3.1锚杆支护参数
型号为Ø20mm×2000mm左旋螺纹钢高强的锚杆,匹配150mm×150mm×10mm高强拱形托盘与高强螺母,是配套产品。
加长树脂锚固,钻孔直径≤30mm,K2335和Z2360各一支用作为锚固剂的规格,锚杆预紧力矩不低于300N•m,锚杆锚固力不低于100KN。
辅助支护:顶板配以钢筋网作为辅助支护,钢筋网采用Ф6mm的钢筋焊接而成的经纬网,经纬网网格大小为100mm×100mm,钢筋网尺寸为2880mm×1100mm,相邻网搭接约100mm,铁丝钮扣联结,联结距离不大于200mm。
3.2锚索支护参数
使用直径是17.8mm,长为7300mm,有效长度7000mm左右的1×7股高强度且低松弛钢绞线制,锚索一排一根,排距2000mm,并且紧跟掘进迎头来施工。
锚索钻孔直径≤30mm,锚索用3卷树脂锚固剂锚固型号分别为一支K2335与两支Z2360,理论锚固长度约1400mm左右,并在锚索锚固端1300mm处施加挡圈。
用型号为250mm×250mm×12mm的高强球型锚索托盘,锚索的预紧力应该≥200KN。
锚索锚固力不低于300KN。
遇地质变化较大的地段,锚索长度可根据需要调整,锚索应深入稳定顶板2~3m。
3.3表面喷浆
设计方案中喷射混凝土强度是C20,喷射混凝土配比为:水泥∶砂子∶石子=1∶2∶2。
刚开始喷时可适度减少石子掺量。
水灰比为
0.4~0.5。
原材料按照重量计,称量的允许偏差值:水泥和速凝剂均为 2%,砂子和石子均为 3%。
设计方案中喷浆厚度为150mm,一次
喷射混凝土厚度为50~70mm,并要及时复喷,复喷间隔时间不得超过2个小时。
否则应用高压水重新冲洗受喷面。
4 支护效果监测分析
通过对铁路隧道断面支护应力变化曲线及锚杆轴力变化曲线可知,隧道监测初期支护体应力有一定波动,随着观测时间的增加而增大,但在47d内开始趋于稳定,左右拱腰收敛应力分布为50MPa和42MPa左右。
锚杆轴力在监测初期也出现一定程度的波动,85d后趋于收敛。
铁路隧道变形量稳定在30cm.说明此支护方式能够有效控制隧道围岩变形,工程实践表明,该区域支护效果较好,保证了复合岩层地质下铁路隧道车辆安全通行。
参考文献:
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作者简介:王晨阳(1997-),男,汉族,河南省鹿邑县,单位:河南理工大学能源科学与工程学院交通工程专业。