水底矿山法隧道的围岩位移分析

选取忠垫高速公路某岩溶隧道为研究对象,建立岩溶隧道三维实体模型,利用软件flac3d对拱顶部存在充水溶洞的隧道施工过程中的围岩位移特征进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行了比较分析。研究结果表明:隧道拱顶处围岩竖向位移最大、拱肩处次之;水平位移以边墙部为最大,拱肩处水平位移先向隧道内变形,后向隧道外变形。

因工程岩体中节理、断层、裂隙等弱面较为发育,致使在许多对大型地下洞室群围岩稳定性研究中很难全面考虑各弱面对稳定性的影响,因此通过引入节理模型,同时考虑岩块和节理属性,可以使研究更加符合岩体状态及工程实际。本文依托重庆市某公路隧道,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,以连拱隧道断面为例,通过选取一个隧道断面,根据不同的地质岩层和上部不同建筑物的分布情况,利用二维离散元软件udec通过荷载分析、建立模型、位移分析对公路隧道连拱段节理围岩稳定性进行分析研究。

盘道岭隧洞衬砌结构变形、裂缝等病害问题日益突出,在重点病险洞段选取监测断面,构建变形监测系统,埋设多点位移计、应变计,进行隧洞围岩蠕动变形及衬砌结构应变监测。隧洞围岩位移、温度与衬砌结构应变随时间的相关关系表明,监测期内衬砌结构应变与围岩位移整体呈负相关、但相关性较弱,与温度呈正相关且相关性较强,说明监测短期内衬砌结构应变主要受温度效应影响。盘道岭隧洞围岩存在的蠕变变形是一个较为缓慢的过程,且多点位移计部分测点位移量与衬砌结构应变变化表现出一定相关性,围岩蠕动变形势必导致衬砌结构病害不断加剧。因此,应加强不同部位、深度隧洞围岩蠕动变形的长期监测,预判围岩蠕变对衬砌结构稳定状况的影响及发展趋势。

岩溶区隧道因受岩溶发育程度的影响,其围岩位移特征与一般隧道存在较大区别。以宜万铁路某岩溶隧道为工程背景,对侧部含有溶洞的隧道施工过程中的围岩位移特征进行了相似模型试验和现场测试。结果表明:隧道开挖后,围岩分别向溶洞内和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形,是最危险区域。靠近溶洞附近的边墙、拱肩和拱顶处围岩的位移值要比远离溶洞侧的相应部位处的围岩位移值大。研究结论对岩溶隧道的设计与施工具有一定的参考价值。

介绍了浙江省台州天摩岭公路隧道施工中的围岩位移监测技术,包括隧道周边、拱顶、地表的监测点布置与量测分析方法,并对监测结果进行分析,以指导隧道的设计与施工。

以试刀山隧道改扩建工程为依托,选取软弱破碎带围岩段,通过三维数值模拟对隧道动态施工全过程进行弹塑性计算分析,选取该区域内某一特定横断面,主要围绕断面各监测点围岩位移随动态施工的变化特征和数值大小进行初步研究和分析。通过对计算结果分析归纳得出:从纵断面上看,对其拱顶沉降及拱底回弹影响最大的是前后6m范围内的掌子面施工,约占总位移量的60%;对指定断面拱腰水平位移影响较大的是指定断面前后3m范围内的掌子面施工,约占总位移量的60%~70%;从横断面上看,上台阶开挖所引起的指定断面拱顶沉降大于下部台阶开挖的影响,隧道施工对围岩塑性区的影响主要集中在洞壁外3~4m范围。此外,该数值模拟的分析结果对于该段隧道的施工监测具有一定的指导意义。

构建了矿山法隧道施工期洞室安全影响因素集,包括工程地质特征、应力场特征、洞室特征以及施工水平等4大影响因素,岩石质量指标、岩石抗压强度、围岩完整性、地应力影响系数、洞室跨度等10项细化指标;确定了矿山法隧道施工期洞室安全模糊评价的目标层、准则层、指标层总体框架,提出了采用正态分布函数、梯形函数确定各项指标隶属函数的方法及其具体参数,并采用层次分析法和构建两两判断矩阵获得了各项指标的权重。最后,利用建立的模糊评判模型对某矿山法隧道施工期洞室安全实施了安全性评价,结果表明:所建立的模糊评价模型是可行的,模糊评价结论与该隧道实际施工安全具有较好的一致性。

隧道工程作为一种特殊的工程结构体系,隧道一经在地层中开挖,地层中的原状力学便会被打破并进行调整,应力的释放与调整必将导致围岩的变形,而这个变形在时间与空间上都有着相对独立的特性。隧道的这种变形正好体现了隧道围岩及隧道支护的工作状态,新奥法隧道正是通过围岩及支护的变形观测来掌控结构本身的工作状态,以达到安全施工的目的。本文通过分析围岩变形的特点,结合某隧道量测剖面的实测数据,分别对围岩变形的空间效应和时间效应进行了分析,探讨了空间效应和时间效应相分离时隧道围岩及支护的变形特性,并就现场的变形情况进行了单独的分析。分析结果表明隧道围岩及支护的协同变形有单独的时间和空间效应,其变化有相应的规律,分析结果有利于施工监控量测时对数据的分析和判断,并有助于现场施工的安全性与科学性。

软弱煤层巷道围岩位移监测与数值模拟分析——软弱煤层巷道的稳定性对煤矿正常安全生产起着重要作用。本文通过对软弱煤层巷道进行位移实测及数据分析，得到了西部某矿软弱煤层巷道围岩变形达破坏所需的时间和可能的变形松动区域。其中，顶、底板和两帮位移范围相...

洞室的开挖将使其周边的围岩受到扰动,发生应力重分布,围岩位移场将发生改变。由于交错隧道的复杂性,使其难以运用相对简单的力学模型解决此类问题,数值分析成为有效而且经济的手段,用以研究在这种特殊的情况下位移场的变化规律。

以渝黔二期工程笔架山隧道埋深最大的软弱围岩段实体建模,应用有限元程序对其施工全过程进行三维弹塑性数值模拟,从而得出该段某一指定横断面上各点围岩沉降及水平位移随开挖过程的变化规律和数值大小。计算结果表明:对沉降和水平位移影响最大的是在指定段前后各3m的范围内,约占其总量的2/3,而上台阶开挖的影响又明显大于下台阶开挖;在掌子面未开挖之前,围岩沉降和水平位移均已完成40%左右;从横断面上看,围岩位移比较明显的区域主要集中在距洞壁3～5m处。另外,现场实际量测拱顶下沉数据和拱腰水平收敛值与计算数据的相互比较表明,两者变化规律吻合较好。

根据监测资料分析地下厂房洞室群的整体变形量级及空间分布情况。结合地质资料和开挖施工进度,以主厂房为例,从位移量、深度规律、位移速率等方面分析地质因素和施工因素对位移的影响,及二者的相互影响效果。研究结果表明:主厂房变形较大部位集中在岩锚梁部位和下游边墙;上游断层影响效应不明显,下游有无断层部位位移量差异较大,临近部位交叉施工对下游围岩位移影响较大,施工因素强化了地质因素的影响力度;变形是多种因素共同作用的结果,而地质因素和开挖施工是变形产生、发展的主要影响因素;地质条件差的部位变形较大的规律并不完全正确,施工不当的会加大结构面的影响效果,使围岩位移加剧,即使在无结构面的情况下,也会造成围岩大变形;一般断层通过的部位变形表现为\"张开\"位移,变形在穿过结构面部位差异明显。断层对变形的规律也是复杂多样,与其强度和所处位置有很大关系,有待进一步的研究。爆破是开挖施工的主要手段,其技术研究有很高的学术价值和经济意义。

传统灰色gm(1,1)模型,多适用于等间距序列监测数据的模拟预测;对非等间距则往往产生较大的滞后误差.提出了一种经改进的gm(1,1)模型,经实例分析,该模型适用于隧道围岩位移非等间距监测数据序列的位移预测,且都能获得很高的模拟和预测精度.

以云南丽香高速公路某隧道为背景,采用位移反分析法对该隧道围岩参数进行了弹塑性反分析,并利用反分析得到的围岩参数进行了有限元弹塑性正分析。通过与实际量测结果进行对比分析,综合比较了不同位移反分析优化方法计算结果的优劣。研究结果表明:采用遗传算法获得的参数反演值进行弹塑性正分析,其结果与实测结果相差较少,平均相对误差为7.33%,可为类似工程反分析的优化方法选取提供参考。

针对海底隧道开挖后的复杂受力状况,采用围岩变形控制理论作为隧道施工工艺的安全控制标准。在厦门翔安海底隧道的a1标段主隧道f4风化深槽施工现场,埋设应力盒与多点位移计,对隧道开挖后围岩应力与位移进行测试,分析围岩应力与位移规律的非线性关系,在此基础上对围岩稳定状况做出初步评价,认为工程所采用的先注浆、后爆破开挖的施工工艺切实可行。

为了研究不同支护结构参数和不同开挖方法对围岩位移的影响,以百勺洋隧道为研究对象,通过现场实测、回归分析和数值模拟的技术手段,以大型非线性有限元软件adina为研究工具,建立有限元模型。通过改变锚杆支护相关参数和开挖方法,进行大量模拟运算。运算结果表明,随着锚杆长度的增加,地表点下沉量不断减小,隧道的底鼓幅度也逐渐减小,边墙的收敛量也逐渐减小;随着锚杆间距的增加,顶端最大下沉点的竖直方向沉降值增大,边墙收敛值也增大;开挖方法不同时,随着开挖步数的减少,地表下沉值增加,隧道底鼓现象也越明显开挖步数越多,洞周收敛值越小。

目前,我国煤矿已经进入深部开采阶段,巷道围岩变形破坏严重给巷道施工和生产劳动构成威胁。在复杂高地应力条件下,确保围岩稳定是保障煤矿安全生产的重要前提。因此,研究围岩变形规律具有重要意义。周边位移测量是一种简单有效的研究围岩变形规律的方法,可以获得最直观的巷道围岩应力变化状态,为判断巷道稳定性提供可靠的依据,从而指导现场设计和施工。

6矿山法隧道(zhang)

1矿山法隧道施工 按现场实际情况，车站的南侧为番禺广场，北侧为番禺区政府，东侧为东环 路，车站东部上方有罗家涌涵洞，以罗家涌涵洞不改移为前提，涵洞东、西侧为 明挖施工，钻孔桩围护，涵洞下方站台层，出入口及涵洞处风道，地铁出入口兼 过街道，隧道联络通道为暗挖施工，隧道的施工，根据隧道断面的大小、地质因 素及周围环境情况选用开挖方法，具体开挖用人工风动机具、震动破碎机、辅以 微震控制爆破手段进行。开挖后即组织装碴运输，由于洞内运距较短，轨道布设 不太适宜，故选用机动液压反铲装碴配无轨运输，运至人防电站井提升斗，用垂 直自卸式提升机运卸至地面弃土场。 番禺广场站暗挖隧道为罗家涌涵洞段，左右线各12m为单线隧道，采用矿 山法施工。围岩为ⅳ级，稳定性较好，故此采用短台阶法施工。先沿拱部轮廓线 施打φ42超前小导管注水泥浆加固地层，l=3m，环向间距0.3m、纵向间距3.5m， 拱

以常吉高速公路蓖麻溪隧道作为工程实例,针对山岭公路隧道围岩—支护系统的稳定性进行了分析。根据蓖麻溪隧道现场量测获得的位移—时间曲线,利用由总位移量、位移速9率表示的判别准则来判断隧道围岩的稳定性。

结合宜万铁路堡镇隧道的施工,将bp神经网络和遗传算法引入特长隧道软岩段的施工位移反分析,采用遗传算法自动搜索bp神经网络训练效果最优的参数,建立起反映围岩变形与岩体物理力学参数及初始地应力之间高度非线性、不确定的ga-bp智能模型,然后采用遗传算法在岩体物理力学参数和初始地应力取值范围内,搜索bp神经网络预测围岩变形与实测围岩变形最接近的参数组合,取得反演获得的岩体物理力学参数和初始地应力.从堡镇隧道应用结果来看,这种进化神经元算法反演结果可以满足隧道施工的需要,并为类似工程提供了借鉴.

本文对隧道围岩的一般性失稳原因进行的归纳和总结,并提出及时的采取支护手段,完全能保证隧道在开挖时围岩的稳定性的观点.