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富水黄土隧道围岩大变形控制技术研究——以银百高速甜永段榆林子隧道为例 被引量：14
1
作者 梁庆国 陈星宇 +1 位作者 刘晓杰 孙纬宇 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期55-65,共11页
富水黄土隧道开挖施工过程中会出现隧道围岩大变形、初期支护结构破坏等工程灾害。以银百高速甜永段榆林子富水黄土隧道为依托,对该富水黄土隧道围岩变形特征进行了现场监测与分析,利用MIDAS-GTS-NX有限元分析软件对大管棚+超前注浆小... 富水黄土隧道开挖施工过程中会出现隧道围岩大变形、初期支护结构破坏等工程灾害。以银百高速甜永段榆林子富水黄土隧道为依托,对该富水黄土隧道围岩变形特征进行了现场监测与分析,利用MIDAS-GTS-NX有限元分析软件对大管棚+超前注浆小导管支护、基底旋喷桩支护、拱脚钢管桩+基底旋喷桩支护、帷幕注浆加固4种加固措施对榆林子富水黄土隧道围岩加固及变形控制效果进行了数值模拟,结合该富水黄土隧道围岩变形特征现场监测与对比分析,讨论了经帷幕注浆加固的榆林子富水黄土隧道的加固效果。结果表明:榆林子富水黄土隧道围岩的变形大致可分为变形快速发展—变形持续发展—变形稳定3个阶段,隧道围岩变形值可利用指数函数模型进行预测;4种加固措施可有效地减小隧道围岩变形量达20.1%~86.5%,Boltzmann函数能够有效地预测隧道围岩的先前变形;4种加固措施对于隧道支护结构的受力情况也有明显的改善,加固后隧道仰拱填充层最大主应力减小了18.2%~35.3%,隧道初衬最大主应力减小了33.7%~76.8%;从4种加固措施的加固效果来看,帷幕注浆加固措施对于该富水黄土隧道变形及结构受力情况的控制效果最佳。该研究结果可为富水黄土隧道工程的理论研究和设计施工提供参考。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 围岩大变形 控制措施 加固效果评价 现场监测 数值模拟
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董志塬富水黄土隧道地表降水开挖与隧底软基加固技术研究——以银西高铁驿马一号隧道为例 被引量：14
2
作者 陈天明 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第6期1015-1023,共9页
为解决富水黄土隧道掘进过程中遇到的掌子面渗涌水、洞周土体软弱剥落、初期支护变形坍塌与隧基软弱等技术难题,以银西高铁驿马一号隧道为例,对高铁富水黄土隧道首次采用地表降水开挖与隧底软基注浆加固开展深入研究,并对该措施的降水... 为解决富水黄土隧道掘进过程中遇到的掌子面渗涌水、洞周土体软弱剥落、初期支护变形坍塌与隧基软弱等技术难题,以银西高铁驿马一号隧道为例,对高铁富水黄土隧道首次采用地表降水开挖与隧底软基注浆加固开展深入研究,并对该措施的降水疏干与软基加固效果进行分析、验证。研究结果表明:1)在富水黄土隧道地表降水设计时,按经验参数确定的涌水量与实际涌水量常存在较大差异,结合掌子面实际涌水量或参照局部深井疏干试验后的参数进行设计,是确保设计方案与实际吻合的关键。2)实践表明,对穿越深厚富水软塑黄土层隧道开展地表超前降水疏干是可行的,地表降水能提前疏干洞身周边土体,提高围岩稳定性,便于洞内施工作业,较采用单独的洞内排水方式疏干洞身周边土体,更为有效、时间更短。3)在富水软塑黄土隧道中采用钢管桩加固隧基,与隧道掘进交叉作业干扰大,在软塑层中成桩困难,加固、堵水效果差;而采用袖阀管注浆加固隧基,对掘进施工干扰小,堵水和加固软塑土体的效果更佳。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 渗涌水 地表降水开挖 隧底软基加固
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富水大断面黄土隧道开挖流固耦合效应分析 被引量：11
3
作者 李明 严松宏 +1 位作者 潘春阳 张旭斌 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期81-88,共8页
兰州市轨道交通1号线东岗站后配线区间大断面隧道洞身黄土层含水率达到28.5%左右,饱和度达95%以上,施工中会诱发初期支护沉降变形过大、围岩长时间难于稳定等复杂问题。文章根据室内土工试验数据,建立三维有限元模型,基于流固耦合和不... 兰州市轨道交通1号线东岗站后配线区间大断面隧道洞身黄土层含水率达到28.5%左右,饱和度达95%以上,施工中会诱发初期支护沉降变形过大、围岩长时间难于稳定等复杂问题。文章根据室内土工试验数据,建立三维有限元模型,基于流固耦合和不耦合效应,分析对比了富水大断面黄土隧道采用CRD法和双侧壁导坑法施工时的初期支护受力和变形特征、地表沉降及孔隙水压力场分布特征。结果表明:在该地层条件下,考虑流固耦合作用较不考虑流固耦合作用,地表沉降、初期支护竖向和水平位移无论是增长速率还是最终值都要大,后期无明显减小,且更接近现场实测值,但两者作用下的初期支护受力变化不大;基于流固耦合效应,采用CRD六部法在地表沉降和隧道变形控制效果方面更加有利,两种工法初期支护受力数值近似,但分布形式不同;流固耦合作用下,地下水水力梯度较大的地方主要位于隧道边墙和仰拱,施工时易发生渗漏,同时应做好拱部喷混凝土密实和回填注浆等,防止渗流场发生转移。 展开更多
关键词 富水黄土 大断面隧道 流固耦合 CRD法 双侧壁导坑法 数值分析
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高速铁路富水黄土隧道隧底循环动载试验研究 被引量：10
4
作者 薛富春 马建林 +3 位作者 颜利平 刘智毅 程琴辉 陈冲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期226-230,共5页
在高速列车循环振动荷载作用下,隧道仰拱和仰拱底部地基土中垂直振动速度和土压力沿深度的传递与衰减规律,是隧道设计不可缺少的重要参数。对于洞身位于地下水位以下的隧道,还需要考虑水压力的影响。国内外尚未见到有关这些问题研究的... 在高速列车循环振动荷载作用下,隧道仰拱和仰拱底部地基土中垂直振动速度和土压力沿深度的传递与衰减规律,是隧道设计不可缺少的重要参数。对于洞身位于地下水位以下的隧道,还需要考虑水压力的影响。国内外尚未见到有关这些问题研究的任何报道。依托铁道部科技研究开发计划重大课题,首次在富水黄土隧道内进行了模拟高速列车振动效应的循环动载试验,获得了不同加载频率下隧底垂直振动速度和土压力沿深度的衰减规律、恒定加载频率下不同深度的土压力变化规律、仰拱底部超静水压与不同频率下加载次数的关系。研究成果为隧道仰拱厚度和填充材料的优化设计提供了可能,为类似条件下隧道的设计和施工提供了试验依据和技术支持。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 循环动载试验 垂直振动速度 动土压力 超静水压
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富水黄土隧道注浆加固机制及效果评价 被引量：5
5
作者 薛晓辉 张军 +1 位作者 宿钟鸣 孙志杰 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第4期34-38,共5页
为解决富水黄土隧道在施工过程中出现的各种病害,基于地下水平衡理念,利用佐藤邦明法及地下径流模数法建立关联函数,得出地下水平衡时所需的注浆体渗透系数,并结合乔原隧道的工程实际情况,利用二重管无收缩双液注浆加固技术对富水黄土... 为解决富水黄土隧道在施工过程中出现的各种病害,基于地下水平衡理念,利用佐藤邦明法及地下径流模数法建立关联函数,得出地下水平衡时所需的注浆体渗透系数,并结合乔原隧道的工程实际情况,利用二重管无收缩双液注浆加固技术对富水黄土地层进行注浆加固,并对注浆效果进行了详细评价。结果表明:掌子面土体含有大量浆脉,其分布层理清晰,掌子面土体未出现泌水现象,土体稳定性较好,未发生掉块、塌方、涌水、突泥等病害,且土体强度有大幅提升,渗透性有大幅降低,注浆体渗透系数满足地下水平衡的要求。 展开更多
关键词 隧道工程 地下水平衡理念 富水黄土隧道 注浆加固机制 效果评价
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富水黄土隧道地下水处治技术研究 被引量：5
6
作者 史军强 《公路》 北大核心 2015年第2期252-256,共5页
为解决富水黄土隧道在施工过程中出现的各种病害,基于穿越富水黄土地层的乔原隧道工程,通过理论计算和分析,得出了衬砌水压力与围岩渗透系数之间的关系,在此基础上提出了利用二重管无收缩双液注浆法和防股流涌水型防排水结构形式结合的... 为解决富水黄土隧道在施工过程中出现的各种病害,基于穿越富水黄土地层的乔原隧道工程,通过理论计算和分析,得出了衬砌水压力与围岩渗透系数之间的关系,在此基础上提出了利用二重管无收缩双液注浆法和防股流涌水型防排水结构形式结合的处治方法,在现场得以应用并取得了良好的效果。研究结果表明,利用"荷载-结构物模型"把渗透力的作用问题等效为孔隙水压力表面力的作用问题,从而可通过建立关于水压力的等式,得出水压力的折减系数;通过控制注浆圈渗透系数,可将衬砌水压力控制在合理的范围内;采用二重管无收缩双液注浆法和防股流涌水型防排水结构形式,既可减小地下水排泄量、保护地下水环境,又避免了过大水压力对隧道衬砌结构的危害。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 地下水处治 注浆技术 防排水系统 效果评价
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施工方法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响 被引量：4
7
作者 樊纯坛 梁庆国 +2 位作者 房志群 张堂杰 曹小平 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第11期81-87,共7页
研究目的:因黄土自身特性,以致于黄土隧道施工时往往会出现围岩变形较大且支护结构受力情况复杂的现象,因而黄土隧道施工时一般采用分部开挖法。为了探明不同的分部开挖法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响,现以某富水黄土隧道为工程背... 研究目的:因黄土自身特性,以致于黄土隧道施工时往往会出现围岩变形较大且支护结构受力情况复杂的现象,因而黄土隧道施工时一般采用分部开挖法。为了探明不同的分部开挖法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响,现以某富水黄土隧道为工程背景,采用有限元软件Midas GTS分别对CRD法、CD法及三台阶七步开挖法进行数值模拟,分析比较三种施工方法下的围岩位移、应力及弹性反力系数k,并通过实测数据与既有理论对数值计算结果进行检验。研究结论:(1)不同的施工方法对富水黄土隧道的围岩位移、应力以及弹性反力系数k值大小确有一定的影响;(2)通过实测数据与既有理论的检验,证明了数值模拟计算结果的合理性,因此,表2中的围岩弹性反力系数k的取值,可为今后类似工程设计、施工等提供参考;(3)本研究成果有助于理解富水黄土隧道围岩结构相互作用的特点,并可应用于富水黄土隧道计算分析相关领域。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 CRD 弹性反力系数 相互作用 数值模拟
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超大断面富水黄土隧道拱墙二次衬砌混凝土灌注施工技术研究
8
作者 李飞川 《江西建材》 2023年第11期310-312,共3页
混凝土灌浆是隧道拱墙二次衬砌施工的重要环节,超大断面富水黄土隧道拱墙二次衬砌施工难度较高,因此,可通过超前支护、防水混凝土配合比设计与制备、混凝土喷注完成二次衬砌混凝土灌注施工。分析结果表明,混凝土抗拉强度与强度安全系数... 混凝土灌浆是隧道拱墙二次衬砌施工的重要环节,超大断面富水黄土隧道拱墙二次衬砌施工难度较高,因此,可通过超前支护、防水混凝土配合比设计与制备、混凝土喷注完成二次衬砌混凝土灌注施工。分析结果表明,混凝土抗拉强度与强度安全系数均大于最小限值,符合相关规范要求,设计技术能够保证施工质量,可为同类工程提供借鉴。 展开更多
关键词 高速铁路 超大断面 富水黄土隧道 二次衬砌 混凝土灌注 超前支护
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郑西客运专线富水黄土隧道防排水技术 被引量：3
9
作者 薛富春 马建林 +3 位作者 颜利平 刘智毅 陈冲 程琴辉 《施工技术》 CAS 北大核心 2010年第2期89-92,共4页
位于富水地层中的隧道,施工期间的防排水措施一直是工程界的难题。如果处理不当,会造成土体软化和泥化,导致地基土承载力降低和变形加大,对隧道结构极为不利。以铁道部科技研究开发计划重大课题为依托,结合郑西客运专线张茅隧道的短台... 位于富水地层中的隧道,施工期间的防排水措施一直是工程界的难题。如果处理不当,会造成土体软化和泥化,导致地基土承载力降低和变形加大,对隧道结构极为不利。以铁道部科技研究开发计划重大课题为依托,结合郑西客运专线张茅隧道的短台阶七步开挖法,提出了"封闭开挖面、明流集中引排、保护地基土、喷射混凝土早强"的防排水措施。现场试验表明,该措施有效减缓了富水黄土围岩的渗水,保护了黏性土围岩,减轻了拱脚和隧底土体的软化程度和范围,减小了富水黄土围岩的沉降,保障了隧道施工的安全。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 防排水措施 软化 沉降
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富水黄土隧洞加固方式对其力学响应的影响 被引量：3
10
作者 孙志杰 袁杰 +2 位作者 宿钟鸣 薛晓辉 赵紫阳 《水利与建筑工程学报》 2016年第2期172-177,共6页
依托某富水黄土隧洞,应用有限元分析软件对常水位作用不同工况下洞周围岩渗流场和位移场进行了模拟,对开挖过程中不同加固方式对洞周围岩的响应(渗流场、应力场和位移场)进行了研究。结果表明:洞周加固体的渗透性能对围岩的渗流路径、... 依托某富水黄土隧洞,应用有限元分析软件对常水位作用不同工况下洞周围岩渗流场和位移场进行了模拟,对开挖过程中不同加固方式对洞周围岩的响应(渗流场、应力场和位移场)进行了研究。结果表明:洞周加固体的渗透性能对围岩的渗流路径、孔隙水压力和流速都有较大影响,对隧洞周围土体位移也有影响。在进行富水黄土隧洞注浆加固材料设计时,既要考虑材料的阻水效果,同时还要考虑加固体阻水后导致的土体孔隙水增加引起的土体抗剪强度的降低效应。 展开更多
关键词 渗流 富水黄土隧洞 加固 变形
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