掌子面
- 隧道注浆堵水掌子面及围岩稳定性分析
害问题。其中因掌子面涌水突泥而引发的掌子面稳定性问题很多，特别是涌水严重影响隧道的安全施工和运营，也是隧道建成后病害的主要诱因，这使得隧道工程常表现出两种极端现象：一种是对富水地层进行盲目的封堵而无法得到预期效果，造成浪费和施工困难，甚至发生不必要的事故；另一种是未探明地下水分布情况，盲目地对地下水进行排放。因此，分析合理的预加固技术和隧道在穿越大埋深高水压地层时掌子面的稳定性具有大的工程应用价值。本文利用有限差分软件分析了初支、注浆加固和不同预加固条件下
山西交通科技 2022年5期2022-12-11
- 隧道掌子面超前锚杆连续交替式布设方案研究*
，2019)。掌子面稳定是隧道安全施工的基本前提，然而在软弱围岩隧道中掌子面不稳定问题十分常见。掌子面不稳定问题轻则表现为掌子面围岩局部松动掉块，重则进一步引发侧壁围岩变形和拱顶坍塌(刘大刚等，2018)。目前，控制掌子面变形的主要技术手段包括：预留核心土、掌子面喷射混凝土、掌子面锚杆等(关宝树，2011；李鹏飞等，2014)。预留核心土是较为常用的方案，然而对施工组织影响较大，会显著降低施工速度；掌子面喷射混凝土虽便于施工，但掌子面天然形态导致喷射形成的
工程地质学报 2022年4期2022-10-06
- 富水岩溶隧道掌子面安全岩柱厚度研究
时有发生，如果掌子面前方溶洞存在高承压水，则将会对掌子面的施工安全带来极大的风险。因此，探明隧道施工时掌子面安全岩柱厚度至关重要。针对隧道安全岩柱厚度的研究，中外学者开展了大量的定性和半定量研究[12-14]。房忠栋等[15]针对深埋隧道掌子面前方承压溶洞突水问题，开展了深埋隧道前方承压溶洞隔水岩体最小安全厚度研究，提出了隔水岩体最小安全厚度确定方法。李术才等[16]从断裂力学角度分析了在钻爆施工条件下爆炸应力波对含水裂纹岩体扩展的影响，进而开展了钻爆施工
科学技术与工程 2022年24期2022-09-29
- 基于Hoek-Brown强度准则的浅埋隧道掌子面稳定性分析
支护力能够保证掌子面的稳定性，当掌子面前方施加的支护力不足或者过大时将引起掌子面发生破坏，支护力不足时将导致浅埋盾构隧道的主动破坏，支护力过大时将导致被动破坏。为此，浅埋隧道掌子面的稳定性已受到广泛的关注［1］。目前研究浅埋隧道掌子面稳定性的常用方法主要为室内模型试验、理论推导、数值模拟等。Leca等［2］构建了浅埋隧道掌子面的主动和被动破坏两种模式，基于极限分析理论研究了浅埋隧道掌子面的稳定性。Soubra［3］在Leca等［2］提出的破坏模式的基础上进
结构工程师 2022年1期2022-09-22
- 铁路凝灰岩隧道掌子面稳定性控制技术研究
质相似[1]。掌子面开挖揭示节理裂隙发育，遇水膨胀变形量大，揭露后容易风化崩解[2]，隧道开挖后，掌子面前后围岩变形严重，容易出现拱架侵限，拱顶及掌子面溜塌等影响安全和质量的问题[3][4]。因此有必要研究凝灰岩隧道掌子面，围岩变形机理及发展演化规律，并采取有针对性的支护技术与方法控制掌子面溜塌。1 工程概况新建大理至临沧铁路白石头隧道位于临沧市云县境内，隧道全长9375m，为单线铁路隧道，区域地质构造复杂。隧道DK157+650～DK159+120段，埋
价值工程 2022年10期2022-03-31
- 双隧道开挖进尺对其掌子面稳定现场监测和数值分析
——以安石隧道为例
定，特别是隧道掌子面的稳定，对隧道开挖工程的安全进行起到重要作用[1-5]。在开挖过程中开挖进尺对其掌子面围岩的稳定起到决定性作用之一[6-9]。因此，如何简单有效地确定隧道开挖进尺是隧道工程中亟待解决的问题之一[9]。目前，针对隧道开挖后掌子面稳定研究的理论较为成熟，部分学者基于数值模拟、试验手段等方法对其进行了相关研究。但对其开挖进尺对其稳定性的影响研究较少。Senent等[10]，计算了Hoek-Brown非线性破坏准则表征的裂隙岩体中隧道掌子面坍塌
科技和产业 2022年1期2022-02-25
- 基于穿越断层破碎带时隧道掌子面稳定性探讨
层破碎带时隧道掌子面稳定性的问题，希望能够借助相关措施帮助相关人员更好更安全的隧道施工环境。1 掌子面稳定性研究成果概述在开展隧道项目过程中围岩稳定程度是重要基础，在复杂地质、地貌、地理基础地区建设距离较长的隧道项目时，必然会存在各种不利地质环境和恶劣情形，有较大概率出现突涌水、山体塌方等自然灾害，在所有地质灾害源中断层破碎带较为常见。王军杰等研究学者在开展求解分析的过程中合理利用了计算程序，借助算例计算出了在边界条件不同的情况下，相关人员支护浅埋隧道掌子
企业科技与发展 2022年9期2022-02-20
- 某地铁横通道掌子面失稳原因分析*
道施工过程中，掌子面稳定是安全施工的一种保障。目前，关于掌子面稳定的研究主要包括软弱地层掌子面稳定性分析[1]、核心土对隧道掌子面稳定性的影响[2-3]、采用新奥法施工隧道的围岩变形控制[4]。掌子面稳定性系数也可由超前支护作用于掌子面的地基反力土坡稳定原理求得，超前支护存在最佳布置方式和最佳长度[5-7]。本文结合湘六区间横通道工况，分析横通道掌子面失稳原因，进而分析小导管破坏原因。1 Winkler地基模型Winkler地基模型假设地基由多个独立且满足
施工技术(中英文) 2021年22期2022-01-22
- 穿越破碎带铁路隧道掌子面稳定性分析
破碎带时，开挖掌子面极易发生失稳，影响开挖的安全进行，带来巨大经济损失。针对这种问题，文章以浦梅铁路某隧道为依托，建立了三维有限元流固耦合模型，分析了随着开挖进行围岩渗流场的变化规律，对掌子面失稳进行了研究，得到了开挖渗流场和掌子面向隧道内位移之间的联系规律，为以后施工及时应对掌子面失稳提供了参考。【关键词】隧道; 破碎带; 掌子面; 流固耦合; 稳定性评价【中国分类号】U455.49【文献标志码】A富水破碎带是一种不良地质状况，当铁路隧道穿越破碎带时，地
四川建筑 2021年4期2021-09-15
- 富水高压隧道掌子面涌突水稳定性研究
大量地下水通过掌子面涌入隧道，造成人员伤亡、冲毁施工机具，造成巨大损失。师晓权[1]基于极限平衡原理建立掌子面稳定分析水平条分模型，引入了掌子面锚杆加固等效压力系数ka，能较为准确模拟掌子面锚杆加固效果。耿萍等[2]利用离散元方法，追踪统计了隧道周围岩体的裂隙发育、隧道内的突水量和突泥量，揭示了隧道涌水突泥随断层倾角变化的规律：富水断层倾角越小，隧道与断层的竖向距离越小，隧道越容易发生涌水突泥，掌子面底部为易发位置。金建伟[3]研究了海底隧道结构防排水原则
西华大学学报（自然科学版） 2021年4期2021-07-14
- 砂土地层隧道掌子面的颗粒流模拟
广泛。盾构隧道掌子面稳定性的研究方法主要分为三种：理论推导、模型试验和数值模拟分析。数值模拟中的颗粒离散元方法突破了有限元方法的宏观连续性假设，在模拟隧道掌子面方面具有独特的优势因而应用广泛。Kamata[1](2003)采用二维块体离散元程序提出了开挖面失稳的更明确的评判标准为开挖面块体开始剥离的临界点；Karim[2](2007)使用颗粒离散元软件PFC3D对Chambon离心试验进行了数值模拟，模拟结果与离心试验得出的有关极限支护力和失稳模式的结论相
工程与建设 2021年1期2021-06-10
- 超前加固和初期支护对浅埋隧道地表沉降控制的贡献率分析
点位移变化为：掌子面前方测点减少31.7%，后方测点减少77.2%，可见初期支护对地表沉降控制贡献显著；超前加固与无支护工况相比，地表测点位移变化为：掌子面前方测点减少55.5%，后方测点几乎无变化，可见超前加固(掌子面约束)对其前方地表沉降控制贡献相对显著，但对其后方沉降控制贡献低；此外值得注意的是掌子面挤出位移减少了80.4%，改善作用明显；同时实施初期支护和超前加固可近似认为是仅初期支护和仅超前加固的叠加结果。研究成果可为依托工程及今后类似浅埋隧道提
铁道科学与工程学报 2021年3期2021-04-15
- 土体参数不确定性对软土隧洞掌子面稳定影响分析
22)0 引言掌子面稳定对隧洞整体稳定影响较大，维持隧洞掌子面稳定是保障工程安全施工及顺利推进的关键之一[1]。软土隧洞自稳性差，常需采取掌子面支护措施，对于临时性的掌子面，由于影响因素众多，尚没有统一的安全控制标准，确定合理的设计安全系数水平对隧洞安全性及支护经济性具有重要的意义。软土隧洞掌子面稳定特性受到土体参数及隧洞特征的影响，土体参数的不确定性表现为同土层内点与点之间的随机性，即土体参数的变异特性[2]，近年来相关学者对此进行了大量的研究。褚雪松等
岩土工程技术 2021年2期2021-04-15
- 深井矿山巷道掘进掌子面岩爆卸压防治研究
等工人需在巷道掌子面环境连续作业数小时。巷道掌子面和帮壁、拱顶是深井矿山岩爆发生高风险部位，直接威胁着作业人员人身安全和设备财产安全。前人研究表明巷道帮壁/拱顶岩爆通常可通过实施光面爆破、喷锚网支护[7]等措施得到较好地防治，但针对巷道掌子面岩爆及其防治措施研究相对较少。董鹏[8]等(2021)针对引汉济渭工程秦岭隧洞工程岩爆段采用掌子面周边布孔和中部布孔两种方式开展了超前应力释放爆破研究，对围岩内部应力释放效果进行了分析。吴世勇[9]等(2018)针对锦
中国矿山工程 2021年6期2021-03-11
- 库尔勒隧道开挖掌子面稳定性研究
不当，极易导致掌子面发生破坏。库尔勒隧道为典型的戈壁全风化砂岩浅埋隧道，下穿既有营业线，掘进施工难度大，技术复杂。采用离散元颗粒流软件PFC2D研究全断面法、双台阶法及三台阶法在库尔勒隧道开挖中的适用性，从而确定合理的开挖工法。研究结果表明：采用全断面法和双台阶法施工时，围岩变形控制能力差，塑性区分布面积较大，围岩易产生滑塌。三台阶法更适合开挖库尔勒隧道，仰拱施作后隧道衬砌结构的安全系数较大，结构内力较小。相关研究成果可为今后类似工程提供借鉴。关键词：
科技创新导报 2021年24期2021-02-11
- 特长隧道炮孔快速精准定位施工技术
工过程中，对于掌子面炮孔定位的传统方式是采取全站仪放样几个关键的周边眼孔位，由现场钻工和炮工按照自己以往的经验进行掏槽孔、崩落孔、周边孔的布置，因布孔的随意性而导致现场爆破后洞渣粒径大小离散、难以直接进行二次利用、周边孔布孔间距和位置不准确导致爆破出现明显的超欠挖等缺陷。因此，爆破孔布置的准确性直接关系到开挖质量的好坏，需按论证后的爆破设计要求进行炮孔布置。为解决掌子面炮孔布孔准确性差、效率低的难题，笔者结合工程实例，介绍了所研制的一种“隧道掌子面炮孔快速
四川水力发电 2020年6期2021-01-13
- 砂卵石地层矿山法施工隧道掌子面稳定性评价方法
个问题，须先对掌子面的稳定性进行判别，再采取相应的开挖和支护措施。本文引入砂类土围岩基本质量指标SBQ（Sandy Soil Surrounding Rock Basic Quality Index）［7］和卵石土围岩基本质量指标GBQ（Gravel Soil Surrounding Rock Basic Quality Index），对砂卵石地层隧道掌子面稳定性进行评价。1 围岩基本质量指标的提出SBQ是基于土的摩尔-库仑强度理论提出的。文献［7］通过室
铁道建筑 2020年12期2021-01-09
- 富水断层带隧道突水突泥的临界判据
了富水断层带对掌子面岩体位移和前方岩体松动圈的影响规律。文献［7］结合工程实例，研究了水文条件和地质构造因素对隧道仰拱处涌突水影响规律。文献［8］分析得到涌水突泥是由于隧道开挖产生大量新裂隙，围岩条件恶化与地下水发育相互作用的结果。上述研究主要集中于富水断层带隧道突水突泥机理和超前预报技术，从多指标考虑突水突泥临界判据的研究较少。鉴于此，本文以和顺至邢台铁路天河山隧道为背景，采用数值模拟的方法综合分析隧道掌子面临近富水断层带过程中掌子面最大挤出变形、拱顶沉
铁道建筑 2020年11期2020-12-07
- 斜井掌子面形状与倾角对隧道开挖面稳定性影响
赵丹，岳健斜井掌子面形状与倾角对隧道开挖面稳定性影响安永林1, 2，李佳豪1, 2，赵丹3, 4，岳健2(1. 湖南科技大学 岩土工程稳定控制与健康监测省重点实验室，湖南 湘潭 411201；2. 湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭 411201；3. 长沙市轨道交通集团有限公司，湖南 长沙 410000；4. 中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410075)基于强度折减极限有限元法，建立直立形、倾斜形和曲面形3种掌子面形状的模型。针对不同
铁道科学与工程学报 2020年10期2020-11-19
- 今天，我说不出一句祝愿（组诗）
是回家的路每个掌子面都有我的瓢盆锅碗采煤机几个循环卸载坑什么时候会满都是小菜一盘看着冒尖的溜煤眼我和我的弟兄们大嘴咧咧今儿又是肚儿圆4掌子面的黑没人用一条白毛巾打眼兄弟们说我眼白特靓这就够了我喜欢扎一条红腰带父母妻儿说能辟邪保安全我不信他们的话却总把嘴唇舐得贼红就像那条红红的红腰带5紧抱一盏矿灯我从一个掌子面转移到另一个掌子面在垮塌的落山，我分享着横刀立马的雄壮在一步步缩短的皮带上我看到兄弟们横飞的汗水又长成一座座高山
娘子关 2020年5期2020-11-18
- 开挖过程隧道掌子面稳定性研究综述
挖过程中，隧道掌子面稳定性的研究不多，而在实际工程中，经常会遇到开挖面坍塌而引起施工延期、危害人员安全的事故，如奥地利陶恩公路隧道、南昆线家竹箐铁路隧道以及卧龙隧道等，都发生掌子面坍塌现象，南昆线家竹箐隧道在施工过程中掌子面附近拱顶沉降达240 cm，隧道产生严重的大变形，影响开挖进度，所以对开挖面稳定性的研究极为重要。本文将结合工程实例并对前人科研成果进行总结，论述了海内外对掌子面稳定性问题的研究现状以及存在的问题，并且阐述隧道施工掌子面失稳的特点。1
四川建筑 2020年5期2020-11-16
- 软弱围岩隧道机械化全断面施工超前支护体系设计方法研究
但开挖面积大，掌子面易失稳、塌方，因此目前主要应用于Ⅰ～Ⅲ级围岩，软弱围岩条件下，主要采用传统台阶法，而合理的超前支护措施，能有效提高掌子面稳定性，是实现软弱围岩隧道机械化全断面开挖的技术保证[3-4]。隧道掌子面稳定性分析主要有极限分析法、极限平衡法，其中极限平衡法的计算模型相对简单、明确，得到了广泛的应用，最具代表性的是文献[5]提出的经典楔形体模型，为提高该模型的准确性，大量学者对此模型进行了改进、修正[6-8]。隧道工程中常用的超前支护措施有：超前
铁道学报 2020年8期2020-09-07
- 新意法与浅埋暗挖法施工隧道力学效应的对比分析
应的分析仅限于掌子面的后方， 仅对洞周收敛和地表沉降进行分析； 新意法则不仅对掌子面后方的地层变形反应(收敛)进行分析， 而且更注重对掌子面及掌子面前方地层的变形反应(掌子面挤出变形和预收敛)进行分析。 两种方法对地层变形反应的控制方式也不同: 浅埋暗挖法重视前方轮廓的预加固， 调动掌子面部分围岩自承能力， 给掌子面后方的围岩施加径向约束， 为被动控制变形方法；新意法则提出了保护超前核心围岩， 充分调动和发挥超前核心围岩的自承能力， 通过加固掌子面超前核心
特种结构 2020年4期2020-09-06
- 干砂地层盾构隧道掌子面失稳试验研究
主要手段。然而掌子面失稳造成的地表变形甚至坍塌事故在北京、上海等地都曾发生过。因此，掌子面失稳研究是盾构施工技术中的关键一环。模型试验研究由于可以模拟实际工况下的掌子面失稳，为了排除土压力盒、应变片等测量元件对模型试验的影响，采用对称理论和相似原理并运用PIV（粒子图像测速技术）技术获得干砂地层不同埋深比（C/D=0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0。其中，C为覆土厚度；D为隧道直径）下地表变形规律及掌子面破坏模式。2 PI V分析原理本试验图像
工程建设与设计 2020年12期2020-07-25
- FLAC3D中强度折减法确定掌子面极限支护压力
均为防水结构，掌子面作为唯一的透水面为地下水的渗流提供了通道，因此隧道里的涌水灾害大多发生在掌子面及其前方位置。特别是在隧道处于砂层或软弱围岩地层，发生涌水灾害时，往往会伴随着突泥和流砂等灾害，大幅度减弱掌子面的稳定性，使掌子面出现塌方。目前对渗流作用下掌子面的稳定性已经有了大量的研究，对掌子面的研究主要有以下3种方式：①理论分析；②模型相似实验；③数值模拟方法。其中在掌子面极限支护压力的确定方法中理论分析相关的研究偏多，Leca E等[4]通过土体的三维
工程与建设 2020年5期2020-06-05
- 基于特长隧道围岩稳定性分析的施工开挖方法
、专家咨询以及掌子面围岩稳定性初步判定目前帮福隧道施工现场已具备机械化施工的基本条件，隧道进口右洞，掌子面围岩为IV 级围岩，围岩较完整，稳定性较好，现场采用全断面开挖，作业空间大具备利用多臂凿岩台车进行钻爆施工的有利条件[2]。2 隧道围岩稳定性分析2.1 拟建数值模型根据帮福隧道掌子面目前的IV 级围岩情况，建立三维数值模型，围岩及衬砌结构参数根据《公路隧道设计细则》JTG/T D70-2010 取值。通过数值模拟，分析掌子面的围岩稳定性、开挖进尺及管
智能建筑与智慧城市 2020年4期2020-04-29
- 软弱围岩隧道掌子面极限支护压力研究
常不能及时跟进掌子面，使得“及早闭合”这一原则很难实施。研究表明，掌子面超前核心土变形是导致隧道所有变形的真正原因[3]，提供及时合理的掌子面支护或加固措施，可以在全断面开挖的情况下大大减小隧道的变形，从而实现软弱围岩隧道的机械化施工[4]。因此，如何确定隧道掌子面稳定所需的支护力，成为软弱围岩隧道机械化开挖顺利进行的关键。国内外学者对掌子面极限支护力的研究主要采用极限分析法和极限平衡法[5-10]。Leca[7]构造了隧道在砂土地层时掌子面的三维破坏模式
铁道学报 2019年9期2019-10-18
- 公路隧道超前地质预报应用技术研究
情况类似的隧道掌子面施工具有重大意义。【关键词】超前地质预报;隧道;TSP;掌子面中图分类号： U452.11文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）21-0006-003DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.0020 引言近年来，我国公路建设又迎来了一次建设高潮，尤其是高速公路的建设[1]。在我国西南省份公路建设的一大难题就是公路隧道，在一些地形条件和地质构造复杂的地区，不良地质体、断层带、
科技视界 2019年21期2019-09-25
- 基于非完整拱效应的软岩隧道掌子面变形及其控制研究
大断面软岩隧道掌子面变形及破坏问题对隧道围岩稳定性的影响十分突出[1]，例如深圳市雷公山隧道由于掌子面产生较大变形，严重影响隧道围岩稳定性。深圳野猪山隧道掌子面围岩节理发育，掌子面挤出位移明显，严重影响隧道施工安全和工期。而大断面软岩隧道的支护设计及施工仍多以新奥法作为基础理论，通过监控量测隧道洞室收敛位移及拱顶沉降来反馈围岩和支护结构动态响应，优化支护结构参数[2]。在采用新奥法进行支护结构设计时，常采用二维计算方法，较少考虑掌子面变形的影响，而隧道开挖
中国地质灾害与防治学报 2019年4期2019-09-06
- 构造破碎带隧道掌子面稳定性及加固效果分析
一旦控制不当，掌子面易发生失稳，易产生支护开裂、侵限现象，甚至引发掌子面局部或大范围坍塌[1]，所以急需提出合适的加固支护方案以保证施工顺利进行。为寻求有效的隧道掌子面加固方案，相关学者进行了大量的研究并取得了一系列成果。马国民等[2]对软弱围岩变形特征提出了锁脚锚管+护拱+仰拱底部钢管桩组合的掌子面后方位移控制支护加固方案，极大提升了隧道掌子面的稳定性。李喆[3]提出管棚预支护对隧道掌子面稳定性的分析，得出管棚预加固能有效提升掌子面稳定性。孙连勇等[4]
铁道建筑 2019年7期2019-08-08
- 渗透力对新奥法隧道掌子面稳定性的影响
力对新奥法隧道掌子面稳定性的影响黄戡1，安永林2,3，岳健2,3，曾贤臣3，李佳豪3，张艺杰1，王栋1(1. 长沙理工大学 土木工程学院，湖南 长沙，410114；2. 湖南科技大学 岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室，湖南 湘潭，411201；3. 湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭，411201)因实际掌子面没有支护力，用支护力反映新奥法隧道掌子面稳定性存在缺陷，为此，提出用虚拟支护力表示。在分析渗流场基础上，结合强度折减法和极限分析上限法
中南大学学报（自然科学版） 2019年5期2019-06-13
- 富水程度及饱水时间对隧道掌子面稳定性影响
饱水时间对隧道掌子面稳定性影响安永林1, 2，曾贤臣2，赵丹3，岳健1, 2，胡文轩2，欧阳鹏博2(1. 湖南科技大学 岩土工程稳定控制与健康监测省重点实验室，湖南 湘潭 411201；2. 湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭 411201；3. 长沙市轨道交通集团有限公司，湖南 长沙 410000)为了分析富水程度及饱水时间对隧道掌子面稳定的影响，建议非饱和围岩强度参数是围岩含水量或者饱和度的函数；饱和围岩强度参数是围岩饱水时间的函数。如受实验及经费
铁道科学与工程学报 2019年5期2019-06-06
- 饱水砂性地层隧道掌子面稳定性分析
小，自稳性差，掌子面稳定问题成为隧道施工中的重要问题。尤其是在高水压条件下，渗流作用将严重影响饱水砂性地层隧道掌子面稳定性。针对隧道掌子面稳定性问题，相关学者开展了一些研究工作。Anagnostou等[1]基于三维楔形体模型提出了考虑地下水渗流的掌子面极限支护力计算方法。秦建设[2]采用有限差分程序FLAC3D研究了掌子面变形与破坏机理。胡欣雨[3]采用二维颗粒离散元程序PFC2D研究了不同地层条件下掌子面失稳破坏模式。童建军[4]针对厦门翔安海底隧道饱水
福建交通科技 2019年2期2019-05-18
- 考虑纵坡的隧道掌子面稳定性上限有限元分析
)1 引言隧道掌子面稳定性是工程中非常关注的问题，文献调研发现，从理论分析或数值计算方面对此已开展不少工作。例如：杨峰、孙雁军、阳军生等分别以构建破坏模式、应用刚体平动运动单元和自适应上限有限元方法，研究了浅埋隧道掌子面稳定性问题；吕玺琳和黄茂松等采用极限分析上限法和极限平衡法，研究了盾构开挖面极限支护压力；王金麒等考虑掌子面旋转破坏模式，依据村山公式对数螺旋线假定及上限原理，分析了隧道掌子面极限支护压力；周森等构造了隧道双向开挖工作面刚体滑块体系破坏模式
中外公路 2019年5期2019-04-16
- 隧道掌子面稳定性分析的一种简化方法
道时，如何控制掌子面稳定并采取及时、有效的预加固措施一直是隧道工程设计和施工领域的一大难点。目前，隧道掌子面稳定分析已经引起广大隧道工作者的关注，并在理论分析、数值计算两方面得到很多有益的成果[5-11]。在理论分析方面，Müller-Kirchenbauer提出掌子面微稳定模型，主要适用于由颗粒状物质构成的掌子面稳定分析，此种围岩具有非常低的黏聚力。Davis等[12]运用极限平衡法来分析隧道掌子面的稳定性，构建了4种有效的浅埋隧道拱顶塌方模式，计算了隧
筑路机械与施工机械化 2019年3期2019-04-15
- 上软下硬地层隧道掌子面稳定性及塌方形态
此复合地层，则掌子面会遇到上软下硬的情况，隧道开挖会造成围岩变形受力不均匀，施工不慎或支护不当会引起塌方，如土家湾隧道[1]。国内外学者对复合地层以及盾构开挖面支护力做了相关研究：Rui Carrilho Gomes[2]利用数值软件模拟分析了2种地层条件下隧道地震响应；Salvador Senent[3]基于极限分析法讨论了层状地层中隧道局部塌方可能性；kos Tóth[4]统计分析了隧道掘进机TBM掘进速率与复合地层的关系； K.M. Neaupane
中国铁道科学 2019年1期2019-02-18
- 基于双剪强度理论的岩溶隧道掌子面防突厚度分析
道中富水溶腔对掌子面造成的突水问题进行探讨。近些年随着我国交通基础设施的大力发展，尤其在山区，经常会遇到需要开挖隧道的情况。在岩溶地区，由于地下水的溶蚀作用，很容易形成具有高压富水溶腔。在隧道开挖的过程中，当遇到前方分布有高压富水溶腔的情况时，很容易造成掌子面突水及隧道的垮塌、人员伤亡等工程事故。因此，合理地解决岩溶区隧道掌子面的防突水问题，具有重要的工程和经济意义。目前，针对岩溶区隧道掌子面的防突水问题，已有很多学者对此进行了研究。郭佳奇等基于厚板理论对
西部交通科技 2018年9期2018-11-22
- 卸荷对隧道掌子面渐进失稳坍方影响
博卸荷对隧道掌子面渐进失稳坍方影响安永林1, 2，胡文轩2，岳健1, 2，欧阳鹏博2(1. 湖南科技大学 岩土工程稳定控制与健康监测省重点实验室，湖南 湘潭 411201； 2. 湖南科技大学 土木工程学院，湖南 湘潭 411201)通过应力释放模拟卸荷的大小，结合强度折减有限元法分析卸荷对掌子面稳定性、坍方破坏形态与应力路径的影响，并同极限分析的结果作对比。研究结果表明：随着卸荷量增大，掌子面安全系数整体非线性降低，前期降低梯度较后期大，应重视早支护对
铁道科学与工程学报 2018年9期2018-10-08
- 软弱围岩掌子面挤出变形影响因素分析
道施工过程中，掌子面挤出变形非常明显，最新的研究结果显示，掌子面挤出变形对隧道的稳定性有很大影响。本文以台阶法为例，考虑Ⅴ、Ⅵ级软弱围岩，对影响掌子面挤出变形量的主要因素，包括围岩级别、埋深、地应力组合状态等进行有限元计算分析，从而对现场施工提供一定的参考。关键词：软弱围岩；台阶法；掌子面；挤出变形DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.0760 引言随着我国高速铁路技术的不断发展，为了克服客运专线上高速列车在隧道内运行
山东工业技术 2018年16期2018-09-26
- 郑万高铁大断面岩质隧道掌子面稳定性评价及控制措施
概念，除了包括掌子面的稳定性，还包括隧道洞身的稳定性。隧道洞身稳定性作为支护设计的重要依据，决定了支护刚度和合理的支护时机。目前的相关研究认为掌子面稳定性是进行超前支护选型和参数设计的重要依据[1-2]。关于隧道围岩稳定性的分类和判别，已经有很多研究，例如： 文献[3]对软弱围岩的变形机制及控制措施进行了研究； 文献[4]以位移作为判据对隧道稳定性进行了判别。对于掌子面稳定性，近年来虽有较多的研究[5-6]，但是由于判别指标获取方法较为复杂，在施工阶段的应
隧道建设(中英文) 2018年8期2018-09-22
- 隧道开挖对掌子面前方围岩影响范围研究
差，这就对隧道掌子面自身的稳定提出了更高要求，而且掌子面的稳定与否在施工中对整个隧道的稳定也会产生重要影响。参考前人研究成果后，在Ⅴ、Ⅵ级围岩条件下，以目前施工中最常用的台阶法为例，利用大型有限元软件ANSYS，重点分析掌子面挤出变形发生发展规律，掌子面前方围岩空间效应区内的位移、应力的分布规律，从而得出了掌子面开挖对前方围岩的影响范围。[关键词]软弱围岩；台阶法；掌子面；施工效应[中图分类号]U456.31 [文献标识码]A随着现在交通的迅速发展，地下工
农村经济与科技 2018年14期2018-05-14
- 地铁暗挖隧道倾斜掌子面开挖研究
：隧道开挖时，掌子面同时出现较大的水平及竖向位移，尤其是其上半部，出现了很大的变形，为隧道开挖最危险的区域；施工中隧道拱顶围岩发生松动，其范围取决于隧道埋深及断面尺寸，软弱或砂质围岩中拱顶松动区可向上扩展相当于两倍洞径的高度。Oreste等[3]使用FLAC，对覆跨比为1、2、5的隧道进行了3D建模分析。研究认为：对无黏性土，在无地层预加固的情况下，即使覆跨比为2，隧道开挖形成的拱顶塑性区也能贯通至地表；而对黏性土，其塑性区则集中于掌子面前上方，向上扩展有
四川建筑 2018年5期2018-04-11
- 穿越断层破碎带时隧道掌子面稳定性分析
程中的各个位置掌子面位移变化特征。1 掌子面稳定性研究现状围岩稳定性问题是隧道施工安全的重要前提，在地形、地貌及地质条件复杂的西部地区修建长大隧道工程将会遇到更多的不良地质条件，施工中极易引发塌方、突涌水等灾害事故。在各种不良地质条件中，断层破碎带是重要的地质灾害源[1]。周森[2]等人利用Matlab编制计算程序进行优化求解，通过算例得到了不同边界条件下维持浅埋隧道掌子面稳定所需支护反力系数，解释了浅埋隧道掌子面失稳机理；常乔磊[3]采用3DEC计算模拟
四川建筑 2018年5期2018-04-11
- 清水建设开发出掌子面坍塌振动监测雷达系统
波雷达监测隧道掌子面坍塌振动的系统。通过使用毫米波雷达，即使在粉尘飞舞的恶劣环境中，也能够在无损雷达直线前进、穿透性能的前提下监测掌子面；即使作业人员进入雷达和掌子面之间的区域，也不会引起反应，能够针对整个掌子面进行实时监测。该系统由毫米波雷达和数码相机为一体的测量系统、电脑(系统控制)、硬盘(记录)组成。使用雷达确认掌子面的位移，同时按照0.1 mm单位监测肉眼看不到的微细振动。 掌子面的位移状况能够通过实时显示在电脑上的位移量和位移速度分布图进行确认，
隧道建设(中英文) 2018年9期2018-03-24
- 软弱围岩大断面隧道开挖面变形控制技术
中洞口段易出现掌子面滑塌甚至冒顶事故；隧道围岩为粉质黏土，开挖容易造成围岩沉降过大、失稳、坍塌等危险；该地区雨水充足，土壤含水量较大，对拱部及周围岩体的压力增大，隧道开挖时易出现淋雨状或涌泉状出水。2 隧道开挖变形模拟2.1 模型的建立根据现场的工程情况，该项目的围岩条件取为Ⅴ级。对该工程建立有限元模型（如图1所示），以分析隧道开挖时地表沉降和掌子面的变形情况。为了符合实际的施工情况，该隧道的开挖模拟采用全断面开挖，以此反应隧道开挖围岩的真实变形，且模拟不
城市轨道交通研究 2018年1期2018-01-21
- 师傅是我入党的领路人（散文）
天早来晚走，在掌子面哪里危险，哪里就有我的身影；哪里任务重，我就出现在哪里。每个月有几天就上几天的班，从不休工。师傅虽然身份变成了李副矿长，但是却念念不忘掌子面。每天必到我们掌子面，对安全质量提出一些好的建议和措施。在我们煤矿井下12个采煤班组中，我所带领的班组的原煤产量和安全指标每个月全矿汇总时都是名列前茅。为此，师傅还鼓励我积极地向矿采煤队党支部递交了入党申请书，并答应做我的入党介绍人。采煤队支部书记对我很满意，当他得知师傅做我的入党介绍人时，夸我强将
草原 2017年10期2017-10-21
- 隧道CRD工法中台阶长度对掌子面稳定性影响研究
法中台阶长度对掌子面稳定性影响研究文 辉 孙 寿(中交隧道局第二工程有限公司,陕西 西安 710007)以某左右线分离式四车道隧道洞口段为例，建立了三维数值仿真模型，对采用4步CRD法施工时台阶长度对掌子面稳定性的影响进行了研究，研究表明，CRD法分部开挖时，掌子面纵向位移随分部开挖台阶长度增大而减小，台阶长度增大有利于掌子面稳定。隧道工程，CRD工法，台阶长度，掌子面稳定性0 引言某左右线分离式四车道隧道洞口段埋深20 m～30 m，地面坡度较缓。洞口段
山西建筑 2017年17期2017-07-24
- 基于欧洲规范体系下的EPB盾构隧道掌子面稳定性分析与研究
EPB盾构隧道掌子面稳定性分析与研究何爱华1， 陈岳南2， 谢家化2， 丁远见2(1.中铁隧道勘测设计院有限公司， 天津 300133； 2.“Red Line Project”现场设计项目部， 以色列 特拉维夫 67017)立足于以色列“Red Line Project”工程实际，以常年驻海外岩土-结构设计的工作经验为支撑，分析总结了暗挖盾构隧道掘进过程中，欧洲规范体系下掌子面稳定性分析的设计理念与设计流程；采用国际普遍认可的分析理论，对EPB盾构隧道推
湖南交通科技 2016年4期2017-01-10
- 软弱围岩隧道掌子面稳定性模拟分析与加固处治措施
）软弱围岩隧道掌子面稳定性模拟分析与加固处治措施■林荣光（福州中咨工程咨询有限公司，闽侯350108）本文以省道304线尤溪西城至八字桥公路改建工程吊公岭隧道、湆头岭隧道为工程背景，采用有限元分析软件对掌子面稳定性进行模拟分析，在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上，依托工程采用管棚法对掌子面进行加固，效果良好，可为同类工程施工提供一定的参考。软弱围岩隧道施工掌子面稳定支护加固0 前言隧道软弱围岩的安全施工不仅要满足工程工期要求，也是避免人员伤
福建交通科技 2016年4期2016-10-09
- 施工隧道穿越昔格达地层失效机制及对策
隧道，含水率，掌子面1 概述昔格达地层作为攀西地区的一套半成岩，遇水软化快和透水性差等特性导致昔格达地层不宜直接作为回填土和在其之上修建构筑物。但通过对该地层进行改性以及特殊的降排水措施后取得了较为满意的结果，较为典型的工程案例有攀枝花学院的加竹筋三七灰土改性昔格达足球场高边坡［1，2］和攀枝花机场滑坡治理［3-5］。2014年成昆铁路复线正式开工，作为连接西部地区的重要铁路枢纽，铁路隧道施工又将在穿越昔格达地层面临新的挑战。笔者通过对隧道在穿越昔格达地层
山西建筑 2016年6期2016-07-18
- 高海拔高寒隧道复杂地质段施工技术
隧道，涌水量，掌子面，施工方案长拉山隧道是目前世界上海拔最高的公路隧道，全长2 400 m，洞口海拔高程4 498 m，是青海省省道309线多拉麻科至杂多段公路的关键控制性工程。该隧道地处青南高原，是典型的高原严寒隧道，地质情况复杂，受涌水、断裂带、围岩破碎等因素影响，施工难度远远超出预期。作为目前国内公路海拔最高的隧道，该隧道施工中存在着软弱围岩大变形、突水涌水、围岩失稳等风险，属高风险隧道。当地施工气候环境恶劣、高寒缺氧、空气稀薄，冬季空气氧含量为内地
山西建筑 2016年6期2016-04-08
- 软岩隧道掌子面玻璃纤维锚杆加固参数研究
31)软岩隧道掌子面玻璃纤维锚杆加固参数研究崔柔柔，杨其新，蒋雅君(西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，土木工程学院，成都 610031)新意法的核心思想是通过调节超前核心土的强度和刚度来控制围岩变形。通过数值计算方法模拟掌子面玻璃纤维锚杆加固参数(加固长度、搭接长度、加固范围)在软岩隧道变形中的作用，得出软岩隧道的变形规律。结果表明：(1)加固超前核心土能有效控制隧道变形；(2)根据隧道预收敛变形可以确定锚杆长度，根据掌子面失稳机理和破裂面的深度可
铁道标准设计 2015年11期2015-11-25
- TRT6000在隧道超前地质预报中的应用
000，隧道，掌子面，超前地质预报Abstract The TRT6000 type system for the geological advanced prediction in the tunnel is one kind of seismic reflection tomography system which is produced by C - Thru Ground engineering Co.， LTD . C - Thru Ground
建筑工程技术与设计 2015年33期2015-10-21
- 漫谈矿山法隧道技术讲座第一讲－ 围岩
浆、超前支护、掌子面支护等)，来利用和改变其特性。"为我所用"是矿山法隧道施工技术发展的重要趋势。3)从设计角度看，围岩也是作用在隧道结构上的"荷载"。任何结构物的设计，都需要有一个明确的荷载。而隧道结构的荷载从理论上是:在无支护条件下是开挖后的应力重分配的结果;在有支护的条件下则是支护与围岩相互作用的结果。因此，其受到支护刚性、围岩刚性、支护设置时间以及施工方法的影响。但这种荷载(应力)与开挖、支护技术有关，是可变的、可控的。这是隧道结构物作用荷载的基本
隧道建设(中英文) 2015年10期2015-05-06
- 数码摄影图像处理技术及其在隧道地质判释中的应用研究
施工过程中，对掌子面前方的地质情况作出准确、及时的预报是非常重要的。目前对掌子面进行分析的传统方法是人工地质素描，这种方法的分析结果因分析人员的经验、学识等的不同而不尽相同，获得的数据缺乏一致性和可比性，超前地质预报效果较差。在此背景下，本论文以贵阳市贵金线（金阳段）3号隧道为工程依托，对数码摄影图像处理技术及其在隧道地质判释中的应用进行研究，形成图像处理系统，以期研究成果进一步完善和丰富隧道超前地质预报手段。1 依托工程概况贵金线3号隧道位于贵阳市主城区
重庆建筑 2013年3期2013-09-25
- 软岩隧道掌子面挤出与拱顶沉降变形相关性
现:变形反应从掌子面前方的超前核心土开始，随之逐步沿隧道向后发展;而且变形不仅包括收敛变形，而是由挤出变形、预收敛及收敛变形组成。隧道掌子面和超前核心土体系的变形反应与隧道变形之间有直接联系，而且前者是因后者是果。从而强调监控掌子面～超前核心土体系变形反应的重要性，而不是只监控隧道自身的变形，对于这方面的研究，国外已经取得了一定的成果[1-5］。针对隧道变形方面，国内也有一些相关研究。文献[6］研究了长大隧道软弱围岩段施工大变形的预测方法，运用BP神经网络
河南科技大学学报(自然科学版) 2013年3期2013-07-13
- 不良水文地质条件下的斜井施工技术
下水主要集中于掌子面下部，如果处理的不好，地下水的大量涌出将造成开挖工作无法进行，甚至于造成土洞斜井开挖失败。在山西万家寨引黄北干支北03-1土洞斜井开挖施工中，地下水极为丰富，水量达到450 m3/h，如此大的水量给斜井开挖工作带来了极大困难。对于这样大的水量，从现有文献资料看，目前尚没有成熟、完整的施工经验可供借鉴，因此，进行特大涌水条件下土洞斜井开挖施工工艺研究是非常必要的。2 工程基本情况万家寨引黄北干支北03-1支洞位于山西省朔州市平鲁区下水头乡
四川水力发电 2013年1期2013-07-12
- 数字图像处理在隧道工程地质分析中的应用研究
通常会对出露的掌子面、围岩等进行分析。对隧道掌子面而言，隧道开挖过程中形成的掌子面随地质情况不同而不同，其中蕴含的信息量巨大，然而要提取出其中的有用信息并加以分析利用却并不容易。施工现场受各种因素的制约，通常不允许在施工现场逗留太多时间对隧道掌子面进行观测和分析。另外，受技术条件限制，很多情况下仍然通过技术人员，根据既定的记录格式，进行实录填写。如填写人员无实际经验，往往造成填写漏项或出现失误，而导致围岩分级的判断不正确或出现失误。因此，如何快速、可靠、客
铁道标准设计 2013年11期2013-01-17
- 核心土对黄土隧道稳定性影响的有限元分析
稳定性问题，对掌子面的稳定性研究不多。而根据国内外最新研究结果，对于软岩隧道掌子面及前方围岩的稳定性不可忽视。本文以中条山公路隧道黄土段施工为实例，运用有限元软件Midas.gts，分析台阶长度、核心土长度与隧道掌子面的纵向位移及围岩的变形之间的关系，通过对比分析来指导施工。1 工程背景1.1 工程概况中条山隧道位于山西省运城市的西南部，起点位于盐湖区解州镇，终点为芮城县陌南镇石坡村，呈南北走向，其中隧道起讫里程YK5+679～YK15+350，全长9 6
山西建筑 2012年5期2012-08-20
- 优化掌子面编录系统在隧道地质超前预报中的应用
果不能及时的对掌子面前方地层情况进行预测，一味地按照设计围岩级别进行开挖支护，很容易造成施工中掌子面塌方，不仅延误了工期，也给工程质量造成一定的影响，因此施工过程中对掌子面前方地质状况预报的重要性日益显露出来[1]。掌子面编录法是对开挖后隧道掌子面的地质状况在现场调查，并进行编录，采集必要的数据。包括对掌子面地层岩性、岩层产状、节理产状及间距、断层面产状、条带状不良地质体、溶洞等进行详细编录，依据掌子面揭露的不良地质体产状、单壁始见位置，通过一系列三角函数
科技传播 2012年11期2012-02-01