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临近富水破碎构造带隧道开挖面稳定性的极限平衡分析
被引量：
5
1
作者
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2020年第S02期380-384,共5页
为有效降低山岭隧道施工临近富水破碎构造带的水害风险,针对隧道开挖面临近富水破碎构造带时的稳定性预判问题,考虑渗流影响,对开挖断面进行等效代换,建立关于开挖面前方岩体破裂角的极限平衡方程,进行牛顿法迭代求解和数值模拟验证。...
为有效降低山岭隧道施工临近富水破碎构造带的水害风险,针对隧道开挖面临近富水破碎构造带时的稳定性预判问题,考虑渗流影响,对开挖断面进行等效代换,建立关于开挖面前方岩体破裂角的极限平衡方程,进行牛顿法迭代求解和数值模拟验证。经计算分析结果对比表明,牛顿迭代法求解与数值模拟验证结果接近;在此基础上分别考虑隧道埋深、岩体重度和强度参数、富水破碎构造带水头高度等变量因素,计算分析岩体破裂角及必要自稳厚度的变化规律。通过计算分析结果表明,开挖面前方岩体必要自稳厚度随前方富水破碎构造带水头高度的增大而增大,随自身内摩擦角的增大而线性减小,随自身黏聚力的增大而减小,随自身重度的增大而增大,随隧道埋深的增大而减小并趋于定值。
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关键词
富水破碎构造带
隧道开挖面稳定性
岩体破裂角
前方岩体必要自稳厚度
渗流影响
极限平衡法
参数分析
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职称材料
基于山岭隧道探孔流量的富水破碎构造带水头预测方法
被引量：
2
2
作者
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
《铁道标准设计》
北大核心
2021年第5期118-123,133,共7页
山岭隧道施工期穿越富水破碎构造带存在突水涌泥等施工风险,且运营期承担的外水压力与水头高度密切相关,确定富水破碎构造带的水头高度对保障山岭隧道安全具有重要意义。为预测山岭隧道开挖面前方富水破碎构造带内的水头高度,基于伯努...
山岭隧道施工期穿越富水破碎构造带存在突水涌泥等施工风险,且运营期承担的外水压力与水头高度密切相关,确定富水破碎构造带的水头高度对保障山岭隧道安全具有重要意义。为预测山岭隧道开挖面前方富水破碎构造带内的水头高度,基于伯努利方程得到探孔出水流量与开挖面前方水头高度的简化理论关系式。针对富水破碎构造带高水头情况,进行超前探孔-围岩轴对称稳态渗流数值模拟,利用所得数据采用最小二乘法优化得到拟合关系式,进行参数分析及对比计算,并通过轴对称瞬态渗流数值模拟分析稳态时间及参数影响。计算分析表明:(1)探孔稳态或瞬态出水流量均与开挖面前方水头高度之间呈线性正比例关系,比例系数随探孔有效长度和围岩渗透系数的增大而减小;(2)当围岩渗透系数大于10^(-4)m/s时,探孔内的水流出现2段不同的横向渗流情况,一段是在远端一定长度内的渗漏,另一段是在近端一定长度内的补给;(3)围岩渗透系数小于10^(-4)m/s时,探孔出水流量与前方水头高度无关;(4)探孔-围岩渗流稳态时间与前方水头高度无关,但随围岩渗透系数的增大呈现先增大、后减小的趋势。
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关键词
山岭隧道
富水破碎构造带
水
头预测
超前钻孔
理论分析
数值模拟
曲线拟合近似
伯努利方程
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职称材料
高黎贡山隧道敞开式TBM穿越高压富水软弱破碎蚀变构造带施工技术
被引量：
16
3
作者
王亚锋
曾劲
蒋佳运
《隧道建设（中英文）》
CSCD
北大核心
2021年第3期449-457,共9页
为解决敞开式TBM在高压富水软弱破碎蚀变构造带不良地质条件下围岩变形、钻孔困难、支护困难、刀盘被卡、护盾被卡、突涌掩埋设备等工程难题,结合大瑞铁路高黎贡山隧道2台敞开式TBM在滇西南极端复杂地质条件下的施工情况,以PDZK221+481...
为解决敞开式TBM在高压富水软弱破碎蚀变构造带不良地质条件下围岩变形、钻孔困难、支护困难、刀盘被卡、护盾被卡、突涌掩埋设备等工程难题,结合大瑞铁路高黎贡山隧道2台敞开式TBM在滇西南极端复杂地质条件下的施工情况,以PDZK221+481处高压富水软弱破碎蚀变构造带处治为例,从初期支护加固措施、钻孔技术、超前加固措施、侧壁导坑泄水降压措施、TBM卡机脱困技术、不良地质掘进支护措施等关键技术方面进行研究。总结出对于此类不良地质,可采用高位小导洞探测地质、侧壁导坑超前泄水降压、原位超前管棚及注浆加固、盾体区域扩挖释放护盾脱困、掌子面化学注浆加固后清理刀盘周边释放刀盘脱困、初期支护加强等综合处理技术通过,同时提出侧壁导坑断面形式及支护措施、管棚工作室断面及支护措施、超前加固支护措施等。
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关键词
铁路隧道
敞开式TBM
高压
富
水
软弱
破碎
蚀变
构造
带
突泥涌
水
侧壁导坑
卡机脱困
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职称材料
题名
临近富水破碎构造带隧道开挖面稳定性的极限平衡分析
被引量：
5
1
作者
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
机构
中铁工程设计咨询集团有限公司
北京交通大学土木建筑工程学院
出处
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2020年第S02期380-384,共5页
基金
中国中铁股份公司科研开发计划重点课题(2018-重点-14)
中铁工程设计咨询集团有限公司课题(研2018-29)
文摘
为有效降低山岭隧道施工临近富水破碎构造带的水害风险,针对隧道开挖面临近富水破碎构造带时的稳定性预判问题,考虑渗流影响,对开挖断面进行等效代换,建立关于开挖面前方岩体破裂角的极限平衡方程,进行牛顿法迭代求解和数值模拟验证。经计算分析结果对比表明,牛顿迭代法求解与数值模拟验证结果接近;在此基础上分别考虑隧道埋深、岩体重度和强度参数、富水破碎构造带水头高度等变量因素,计算分析岩体破裂角及必要自稳厚度的变化规律。通过计算分析结果表明,开挖面前方岩体必要自稳厚度随前方富水破碎构造带水头高度的增大而增大,随自身内摩擦角的增大而线性减小,随自身黏聚力的增大而减小,随自身重度的增大而增大,随隧道埋深的增大而减小并趋于定值。
关键词
富水破碎构造带
隧道开挖面稳定性
岩体破裂角
前方岩体必要自稳厚度
渗流影响
极限平衡法
参数分析
Keywords
water-rich fractured tectonic zone
tunnel face stability
rupture angle
necessary self-stable thickness of rock ahead
seepage effect
limit equilibrium method
parametric analysis
分类号
U455 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
基于山岭隧道探孔流量的富水破碎构造带水头预测方法
被引量：
2
2
作者
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
机构
中铁工程设计咨询集团有限公司
北京交通大学土木建筑工程学院
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2021年第5期118-123,133,共7页
基金
中国中铁股份公司科技研究开发计划重点课题(2018-重点-14)
中铁工程设计咨询集团有限公司科研课题(研2018-29)。
文摘
山岭隧道施工期穿越富水破碎构造带存在突水涌泥等施工风险,且运营期承担的外水压力与水头高度密切相关,确定富水破碎构造带的水头高度对保障山岭隧道安全具有重要意义。为预测山岭隧道开挖面前方富水破碎构造带内的水头高度,基于伯努利方程得到探孔出水流量与开挖面前方水头高度的简化理论关系式。针对富水破碎构造带高水头情况,进行超前探孔-围岩轴对称稳态渗流数值模拟,利用所得数据采用最小二乘法优化得到拟合关系式,进行参数分析及对比计算,并通过轴对称瞬态渗流数值模拟分析稳态时间及参数影响。计算分析表明:(1)探孔稳态或瞬态出水流量均与开挖面前方水头高度之间呈线性正比例关系,比例系数随探孔有效长度和围岩渗透系数的增大而减小;(2)当围岩渗透系数大于10^(-4)m/s时,探孔内的水流出现2段不同的横向渗流情况,一段是在远端一定长度内的渗漏,另一段是在近端一定长度内的补给;(3)围岩渗透系数小于10^(-4)m/s时,探孔出水流量与前方水头高度无关;(4)探孔-围岩渗流稳态时间与前方水头高度无关,但随围岩渗透系数的增大呈现先增大、后减小的趋势。
关键词
山岭隧道
富水破碎构造带
水
头预测
超前钻孔
理论分析
数值模拟
曲线拟合近似
伯努利方程
Keywords
mountain tunnel
water-rich fractured tectonic zone
hydraulic head prediction
exploratory borehole
theoretical analysis
numerical simulation
curve fitting approximation
Bernoulli Equation
分类号
U452.11 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U453.61 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
高黎贡山隧道敞开式TBM穿越高压富水软弱破碎蚀变构造带施工技术
被引量：
16
3
作者
王亚锋
曾劲
蒋佳运
机构
中铁隧道股份有限公司
云桂铁路云南有限责任公司
出处
《隧道建设（中英文）》
CSCD
北大核心
2021年第3期449-457,共9页
基金
中国国家铁路集团有限公司重大课题(P2019G055,P2018G048)
中国中铁科技研发计划(2020-重点-18)。
文摘
为解决敞开式TBM在高压富水软弱破碎蚀变构造带不良地质条件下围岩变形、钻孔困难、支护困难、刀盘被卡、护盾被卡、突涌掩埋设备等工程难题,结合大瑞铁路高黎贡山隧道2台敞开式TBM在滇西南极端复杂地质条件下的施工情况,以PDZK221+481处高压富水软弱破碎蚀变构造带处治为例,从初期支护加固措施、钻孔技术、超前加固措施、侧壁导坑泄水降压措施、TBM卡机脱困技术、不良地质掘进支护措施等关键技术方面进行研究。总结出对于此类不良地质,可采用高位小导洞探测地质、侧壁导坑超前泄水降压、原位超前管棚及注浆加固、盾体区域扩挖释放护盾脱困、掌子面化学注浆加固后清理刀盘周边释放刀盘脱困、初期支护加强等综合处理技术通过,同时提出侧壁导坑断面形式及支护措施、管棚工作室断面及支护措施、超前加固支护措施等。
关键词
铁路隧道
敞开式TBM
高压
富
水
软弱
破碎
蚀变
构造
带
突泥涌
水
侧壁导坑
卡机脱困
Keywords
railway tunnel
open TBM
high-pressure water-rich weak-fracture altered structural belt
mud burst
sidewall heading
jamming release
分类号
U455 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
临近富水破碎构造带隧道开挖面稳定性的极限平衡分析
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于山岭隧道探孔流量的富水破碎构造带水头预测方法
于晨昀
项彦勇
孙俊豪
《铁道标准设计》
北大核心
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高黎贡山隧道敞开式TBM穿越高压富水软弱破碎蚀变构造带施工技术
王亚锋
曾劲
蒋佳运
《隧道建设（中英文）》
CSCD
北大核心
2021
16
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