表1.1列出了国内外典型的挤压性围岩隧道。由此可见,高地应力软岩地质环境引起的挤压大变形破坏是一种严重的工程地质灾害。目前,对围岩挤压性大变形问题的研究,主要依靠归纳、总结及工程类比等方法,其中的主要问题集中在软岩的定义和分类、大变形的定义、机制和分级等几个方面。何满潮等将围岩大变形的判据分为定性方法和定量方法,并给出了日本学者对日本国内挤压性围岩特点及大变形判别研究方面的统计性结果。......
2023-09-21
1)应用效果
项目研究团队在兰渝铁路建设过程中,攻克了挤压性围岩隧道施工技术难题,实现了多项技术创新。如采用对拉锚杆对中间岩柱进行对拉锁定,防止了左右线开挖扰动的影响;用超前导洞应力释放和双初支、双二衬、二衬加缓冲层、仰拱增强等多重联合支护手段,扼制了隧道收敛变形;采用上下支洞分别挑开隧道的上下断面,然后合拢形成标准的双侧壁断面的施工工艺,确保了大跨挑顶的安全施工;采用预应力长锚索加长锚杆,对隧道侧壁和拱顶加固,既有效控制了围岩收敛变形和沉降,又在双侧壁九部法受力体系转换时(拆除临时支撑),确保了结构的安全和稳定。
建成后的新城子隧道洞口及洞内效果如图7.37—图7.39所示。
图7.37 新城子隧道出口图
图7.38 新城子隧道贯通
2)业内评价
兰渝铁路新城子、毛羽山等隧道建设过程中赢得了国内外水利、交通等相关领域业内人士与中央主流媒体的高度关注与评价。施工过程中,中国铁路总公司、兰渝公司、十一局集团四公司先后多次组织国内外隧道界多位顶尖专家、院士现场踏勘,研讨论证,还邀请了中国工程院院士、国内著名隧道专家王梦恕,国际工程地质和环境协会前主席、知名隧道专家鲍尔·马林洛斯(PAUL G.MARINOS)等先后到项目实地进行科研试验。
图7.39 成型后的大跨与双联拱过渡段的堵头墙
中央电视台(图7.40)、凤凰卫视(图7.41)、人民日报、中国铁道报、新华网等中央主流媒体高度关注该项目并给予了高度评价,认为兰渝铁路新城子、毛羽山等隧道的贯通,标志着我国在高地应力大跨断面隧道世界性施工难题上取得了重大突破,对促进我国高速铁路隧道的建设及国家西部大开发战略具有重大意义。
图7.40 中央电视台报道
图7.41 凤凰卫视报道
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表1.1列出了国内外典型的挤压性围岩隧道。由此可见,高地应力软岩地质环境引起的挤压大变形破坏是一种严重的工程地质灾害。目前,对围岩挤压性大变形问题的研究,主要依靠归纳、总结及工程类比等方法,其中的主要问题集中在软岩的定义和分类、大变形的定义、机制和分级等几个方面。何满潮等将围岩大变形的判据分为定性方法和定量方法,并给出了日本学者对日本国内挤压性围岩特点及大变形判别研究方面的统计性结果。......
2023-09-21
为控制围岩变形,保证支护的稳定,项目研究团队研究提出了适合大跨段的多重锁固支护施工技术。1)技术特点强挤压围岩隧道多重锁固支护施工的技术关键点为:排架式结构技术、压浆剂快速锚固锚索技术、锚索预留低预应力柔性张拉技术、三层支护技术。图6.10大跨多重锁固支护示意图图6.11排架式结构支护示意图具体实施步骤如下:①先进行多台阶分部开挖。......
2023-09-21
总体变形分析按隧道的初期支护变形分级标准与可接受准则对兰渝线变形达到Ⅰ级的隧道进行分类梳理。统计分析表明,当最大主应力与隧道轴线呈大夹角时,大变形出现的频率为100%。统计分析表明,软岩大变形发生频率为64.3%,软岩夹中硬岩为30.3%,因此岩层强度是产生大变形的主要因素。兰渝线大变形隧道的统计结果表明,薄层岩体大变形出现频率为82.1%,中厚层为17.9%,厚层及以上一般不会出现大变形。表3.4各因素对围岩变形的影响程度统计分析续表......
2023-09-21
参考FLAC3D手册中Burgers蠕变模型阐述,对考虑含水损伤的非线性黏弹塑性蠕变模型进行有限差分形式的转化。由于本模型可能产生塑性应变,因此Kelvin体球应变张量增量可用如下公式计算:综上,本蠕变模型的应力-应变关系可用式和式进行表征,以上差分形式可以和FLAC3D软件的指针相对应。通过相应指针读取应力张量的各个分量,根据公式—式则可求出应力强度q。......
2023-09-21
水压致裂法地应力测量是利用一对可膨胀的橡胶封隔器,在预定的测试深度内封隔一段钻孔,然后泵入液体对该段钻孔施压,根据压裂过程曲线的压力特征值计算地应力。水压致裂法地应力测量时,破裂缝产生在钻孔岩壁上拉应力最大的部位。综上所述,水压致裂法地应力测量中,可根据试验过程中得到的相关数据来确定钻孔最大、最小水平主应力大小,同时可以根据印模器记录的裂纹破裂方向确定最大水平主应力的方向。......
2023-09-21
薄层炭质板岩层厚1~5 cm,软弱破碎,无法钻芯取样,只能通过岩体原位测试来研究岩体的力学特性与变形特性。图2.22岩体抗剪试验图2.23岩体抗剪试验-ε曲线从图2.23来看,5个试件的-ε曲线基本呈抛物线形,说明岩体的抗剪断破坏形式基本以塑性破坏为主。表2.6是围岩体抗剪(断)试验正应力与剪应力的关系表,表2.7是围岩体抗剪(断)强度试验的成果汇总表。......
2023-09-21
图1.4隧道挤压变形破坏围岩扰动范围大兰渝铁路挤压性围岩隧道开挖后塑性区迅速扩大,特别是当支护不及时或结构刚度、强度不够时,围岩扰动范围更大。新城子隧道松动圈测试结果表明,未扰动区基本位于开挖临空面向里15 m以外的位置,因此一般锚杆长度很难锚固到稳定围岩。......
2023-09-21
1)技术特点新城子隧道双联拱段中隔墙厚度太薄,为确保中隔墙的稳定性,采用“背靠背”施工方法。图6.31“背靠背”施工正洞支护①先行右线施工,开挖采用三台阶机械开挖法,开挖完成后及时进行初期支护,采用电镐,将中隔墙一侧提前预埋的中下台阶接头凿出。图6.34位“背靠背”中下台阶钢拱架预埋施工照片。图6.32对拉锚杆与钢架连接示意图图6.33牛腿处的钢架连接示意图图6.34“背靠背”中下台阶钢拱架预埋施工......
2023-09-21
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