平顶直墙隧道CRD法下穿市政箱涵安全控制研究

随着城镇建设的推进,地铁暗挖隧道相关工程也越来越多。CRD法是适用于软弱地层的隧道施工方法,主要应用于城市地下铁道建设中。以呼和浩特市大学西街站1号出入口暗挖隧道下穿市政箱涵工程为背景,对其施工方案进行介绍,并对平顶直墙隧道CRD法施工下穿市政箱涵工程的安全控制进行研究。该工程应用“平直墙+CRD法”进行土体开挖,并采用深孔注浆并加以小导管注浆对土层进行加固。通过对现场实测数据的分析,得出暗挖隧道的拱顶沉降的最大值为7.3 mm,暗挖隧道水平收敛值最大为2.5 mm,满足变形控制要求,说明背后注浆以及支护方案合理。通过定义控制偏离系数,对既有结构的分析、评估,得到箱涵的结构状态为二级。

公路隧道CRD法施工诱发地表沉降变形规律研究

隧道开挖诱发地表沉降是隧道施工面临的重要问题。以G106鄂州碧石至黄石铁山改建工程(鄂州段)白雉山隧道交叉中隔壁(cross diaphragm,CRD)法施工为对象,通过现场有限元数值模拟和实际监测方法对CRD法施工诱发地表沉降变形规律进行研究。结果表明:公路隧道六步开挖中隧道中轴线正上方地表变形最大,影响地表变形的关键开挖部为右侧台阶开挖。通过模拟计算结果与现场监测数值具有较好的吻合度,说明其结论对类似工程具有良好的借鉴作用。

管幕+CRD法隧道并行下穿对地表变形的影响

地铁隧道近距离下穿重要管线时安全风险较大,为了认识CRD法隧道在管幕法支护特定工法下并行下穿既有管线对管线及地表变形的特点,本文依托该暗挖隧道施工工程,通过工程现场实际监测数据的处理和分析,系统揭示管幕施工和暗挖隧道CRD法施工过程中管线、隧道和隧道周围地层的变形规律,以及隧道内型钢支架结构的受力特征。研究结果表明:施工中产生的沉降叠加效应导致左线隧道上方地表沉降比右线隧道上方沉降大3.86%;开挖面通过监测断面时产生的沉降值最大;开挖面通过监测断面后,地表沉降变化速率变小,开挖阶段左线平均沉降速率约为右线平均沉降速率的1/2;左线隧道和右线隧道的水平收敛值最大值位置集中在隧道内侧靠上部位监测点,隧道变形以竖向变形为主;管幕支护完成后,先行线开挖对后行线所在地层具有一定扰动但是影响较小,管幕法施工对控制沉降变形有明显作用。

浅埋偏压隧洞CRD法开挖顺序优化设计研究

如果地下洞室工程的净距较小,其开挖施工会产生比较明显的相互影响,探讨和确定最佳施工方案十分必要。文章以庄河抽水蓄能电站通风洞和交通洞并行段为例,利用数值模拟的方式探讨了不同CRD施工方案对并行偏压隧洞安全稳定性的影响。根据试验结果,建议在工程施工中采用先开挖通风洞且左侧先开挖的施工方案。

CRD法开挖在突泥涌水隧道中的应用

以昆明绕城高速公路东南段杨林隧道进口左线为背景,介绍了杨林隧道进口段在突泥、涌水复杂地质条件下所采用的CRD法开挖施工技术。杨林隧道进口左线ZK14+904位置发生多次突泥涌水,为顺利度过突涌口,采用了CRD法开挖,CRD法充分利用了中隔壁和临时仰拱的支撑作用,在软弱围岩中较为实用,有效地控制了隧道变形,确保了施工安全,取得了较好的处治效果;对类似地质条件的隧道施工具有借鉴意义。

山岭隧道CRD法施工工艺优化

本文采用最优 CRD 方法进行山体隧道的设计,其技术原则如下:第一,采用注浆加固隧道围岩,保证了隧道的稳定;第二,采用大管棚、超前小导管,与钢拱架配合,起到脚手架的作用,以防止拱架倒塌的危险,降低地面沉陷。第三,对临时仰拱和连续墙临时钢框架进行优化,以确保其安全、稳定,将临时仰拱改为临时钢梁,并采用悬挂钢筋网、喷混凝土等措施,消除临时仰拱和连续墙;四是将隧道分成四个工作面,并在同一时间内进行施工,逐步形成环状,以确保施工的快捷、安全。本文着重阐述了在隧道开挖、钢筋断面安装等关键施工工艺。它在超浅埋隧道施工中的应用,为确保隧道施工安全,降低施工成本,加快施工进度,收到了明显的效果。

平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究

西安轨道交通工程是目前首例在我国黄土地区修建的地铁隧道,一号线枣园北路站至汉城路站K12+792.744～K12+889.899区间隧道为同时满足双线正常行车和右线停车线扩大断面的功能需要,选取了左线小断面隧道为盾构法与右线大断面隧道为CRD法相结合的施工方案。针对该地铁隧道的施工过程,进行了三维动态数值模拟和施工力学分析,通过分析施工引起的地表变形、中间土体应力和围岩塑性区的特征和规律,从而研究得出CRD法与盾构法隧道先后施工相互影响的规律性成果:先行大断面隧道采取CRD法施工对后行小断面盾构隧道上方地表沉降的影响较后者对前者的影响大;后行隧道的贯通使得先行隧道开挖形成的地表变形轴线向后行隧道侧偏移了约0.5倍净距,并且地表变形的横向影响范围和地表沉降量均有增大,主要表现在靠后行隧道一侧;先行大断面隧道的开挖较后者对中间土体应力影响大,对相邻洞土体的影响在同掌子面处最为显著。结合西安地铁隧道工程实践开展的数值模拟分析研究,可为今后在黄土地区修建地铁隧道提供具有指导意义的研究成果和宝贵的工程实践经验。

大断面浅埋偏压隧道CRD法施工工序研究

文章以良村隧道CRD法施工为工程背景,布设了变形监测点及内力测试元件,分析了CRD法施工隧道围岩变形情况及结构内力特征,并对CRD法施工隧道在不同开挖顺序下的开挖过程进行了数值模拟,分析比较了不同开挖顺序时的围岩位移、应力变化情况。结果表明:CRD法对各分部施工工序影响较大,且各分部对拱顶下沉的影响程度从大至小依次为1部、2部、3部和4部;隧道内侧围岩压力大于外侧,钢支撑内力均为压应力,且拱腰位置轴力大于其它部位。比较隧道开挖变形的差异以及结构的受力特点,结合数值分析结果,得出了山体外侧先开挖方案无论在围岩变形还是隧道结构受力方面相比于山体外侧后开挖都较小,安全系数相对较高。因此,合理的施工工序应该是先进行山体外侧开挖并施作初期支护,然后再在山体内侧开挖施工。

厦门翔安海底隧道CRD法和双侧壁法穿越砂层对比分析

针对厦门翔安海底隧道采用交叉中隔壁法（CRD）和双侧壁法穿越砂层的适应性,运用摩尔-库仑准则和FLAC3D软件进行弹塑性数值计算,分析采用CRD法和双侧壁法2种工法时的塑性区发展及分布情况,并将计算结果与实测结果进行比对。结果表明,采用这2种工法时引起的隧道变形相差不是很大,都能较好地控制地层的变形;采用CRD法时产生的塑性区较双侧壁法大,且向隧道侧上方发展较为明显;采用双侧壁法时产生的塑性区在隧道侧向发展较为明显,超前影响的距离也大于CRD法;采用CRD法时的塑性区在超前3-6m的范围内发展速度较快;采用双侧壁法时的塑性区在超前0-3 m的范围内发展速度较快;对于隧道穿越砂层而言,2种工法各有优势。采用CRD法时,应注重隧道的快速封闭,以减小塑性区的发展;采用双侧壁法时,应注重增加隧道水平支撑刚度,减小隧道水平变形。

大断面海底隧道CRD法绝对位移控制基准建立及应用研究

隧道位移控制基准的建立是确保隧道安全施工的一项重要内容。以厦门-翔安海底隧道陆域浅埋暗挖段CRD法施工为工程背景,陆域浅埋段总长约2525m,主要穿越全、强风化花岗岩地带,含水率高、自稳能力差。依据全站仪非接触量测获得初期支护三维绝对位移分布规律,确定三维绝对位移基准控制指标,同时对86个围岩位移监测断面的监测数据进行变形正常断面和变形异常或险情断面的位移量统计分析,最终确定CRD法(center cross diaphragm method,交叉中隔壁法)三维绝对位移控制基准。研究结果表明,将CRD1、CRD3部拱顶竖直位移和上中隔墙、下中隔墙水平位移作为CRD法位移控制指标;CRD1部和CRD3部拱顶下沉极限位移分别为200mm和130mm;CRD3部拱顶竖直位移约为CRD1部的0.5～1倍;上中隔墙水平极限位移约为100mm,下中隔墙水平极限位移约为15mm。通过现场97个断面应用,共发现58次异常和险情,由于发现及时,处置有力,保证了施工安全。

厦门翔安海底隧道CRD法施工数值分析

厦门海底隧道属国内首建,出口端地层软弱、易膨胀、随挖随塌,稳定性差,施工难度很大。根据该地段的地质条件,设计六种不同的开挖与支护工况,利用数值法分别模拟这六种开挖过程的地层三维变形状态,分析和总结其变形、失稳规律,优化隧道开挖和支护方案及其工艺,提出了实用且可靠的施工措施和建议,有效地指导了施工,解决了施工技术难题。为同类工程建设提供了理论依据和实践经验。

CRD法与上下台阶法在隧道开挖中的效果对比及数值分析

由于Ⅳ级以上围岩软弱破碎,岩土体强度低,围岩开挖后容易松动变形,掌子面挤出,引发拱顶坍塌,地表下沉过大等病害。采用不同的隧道开挖方法,会对此类围岩的稳定性产生不同影响。该文以工程实例为依托,利用FLAC3D分别模拟湖南某高速公路某隧道在CRD法与上下台阶法开挖条件下的施工过程,分析隧道开挖过程中围岩的应力、位移及塑性区发展情况,研究两种施工方法对软岩隧道开挖的稳定性影响,研究表明:开挖Ⅳ级以上软岩隧道时,采用CRD法开挖隧道对围岩扰动小,并能快速支护封闭,控制围岩位移变形,改善围岩受力情况,减少拱顶及地表下沉,限制围岩塑性区扩展,有效提高隧道围岩的稳定性。

CRD法不同施工工序的比较与分析

采用ANSYS7.1版有限元分析程序,以北京地铁10号线光华路站侧洞为对象,对其施工过程进行了二维有限元模拟计算,分析了CRD法的不同施工工序对围岩内力、结构内力以及地表沉降的影响,并确定出能够有效地控制地表沉降的最优开挖方法,对最优的施工方案进行了三维有限元模拟。通过计算分析,得出了一些结论,为光华路站侧洞以及相似工程所采用的施工方法提供了理论依据与技术指导。

CRD法开挖对海底隧道结构内力及安全系数影响

翔安隧道是我国第一条大跨度公路海底隧道,其两端陆域段位于富水的强风化岩层中,地质条件极为复杂,设计采用分部开挖法施工,并在隧道施工期间,利用振弦式钢筋计对隧道初期支护及临时支护的钢支撑进行了应力监控。论文基于现场监测数据,并结合数值方法,分别对CRD1、CRD2部和CRD1、CRD3部超前的两种不同开挖顺序对隧道支护结构内力的影响进行了探讨。研究结果表明,采用CRD1、CRD2部超前开挖时的结构内力要略大于采用CRD1、CRD3部超前开挖时的结果,CRD3部的开挖对结构内力的影响较大,两种开挖顺序的安全系数都满足规范要求,所以结构是安全的。

土质浅埋隧道CRD法施工中隔壁变形监测与分析

以天恒山隧道为工程依托,应用全站仪对边量测原理,对土质浅埋隧道CRD法施工中隔壁的变形情况进行现场监控量测,研究和分析了中隔壁的变形规律。研究结果表明:中隔壁的水平变形受CRD法前3部施工影响较大,第1部和第3部施工使中隔壁产生收敛变形,而第2部施工使中隔壁产生扩张变形;中隔壁的竖向变形受CRD法各部施工影响都较大,只有仰拱全部闭合后竖向变形才趋于缓和。

大断面浅埋暗挖海底隧道CRD法施工模拟分析

基于大型有限元软件ABAQUS,采用有限元无限元组合方法对大断面浅埋暗挖海底隧道CRD法施工进行了模拟分析,研究包括:初始地应力场分析,围岩注浆预加固,服务隧道的开挖及其影响,主隧道CRD法不同施工工序对隧道围岩、支护结构以及地表沉降的影响等。研究认为:新提出的初始地应力场定义方法较之前方法为佳;服务隧道开挖时,地表沉降成V形分布,主隧道开挖时,地表沉降变成W形分布;CRDⅠ部开挖和CRDⅡ、Ⅲ、Ⅳ部开挖引起的隧道围岩最大沉降位置不同;CRDⅡ部初期支护对围岩的变形有一定的控制作用;主隧道Ⅲ部拱顶的围岩沉降量较大;主隧道底拱角部存在应力集中和较大的塑性变形。研究结果对于类似工程的设计与施工具有一定的参考价值。

厦门翔安海底隧道CRD法中各施工部对拱顶下沉的影响分析

文章以厦门翔安海底隧道陆域段软弱地层大断面浅埋隧道CRD法施工为工程背景,结合现场位移监控量测和实际施工情况,对不同开挖顺序下CRD法中各施工部对拱顶下沉的影响进行了分析研究。研究结果表明,翔安隧道CRD法拱顶下沉为台阶状上升曲线,最后趋于稳定;各分部开挖引起的拱顶下沉量具有一定的比例关系,可用于对最终拱顶下沉量的预报和控制指示;各分部仰拱及时闭合是控制最终下沉量的关键;采用CRD1、3部超前施工比CRD1、2部超前对控制拱顶下沉较为有利;施工中应重点监测和控制最早开挖的CRD1部拱顶下沉。

浅埋偏压隧道CRD法施工方案优化研究

浅埋偏压隧道CRD法施工中隔壁偏向和施工工序直接影响到隧道的结构应力分布和变形,甚至影响隧道施工安全。基于隧道施工监控量测对隧道CRD法施工进行反分析和数值模拟分析,结果表明:中隔壁偏向于围岩压力较小侧时,围岩扰动小,塑性区范围小,先开挖隧道浅埋一侧时,隧道的收敛和沉降较小,中隔壁轴力和弯矩较小,有利于隧道的安全施工;当隧道中隔壁偏向围岩压力较大侧或先开挖深埋侧时会对隧道顶部围岩和中夹岩柱产生较大扰动,围岩的收敛和沉降速率增加,中隔壁轴力和弯矩也明显增加,不利于隧道施工安全。因此建议浅埋偏压隧道CRD法中隔壁应偏向围岩压力较小一侧,同时应先开挖浅埋侧。

厦门东通道CRD法施工段中隔壁变形分析

针对目前国内采用CRD法修建隧道施工过程中对临时中隔壁的研究很少,结合厦门东通道(翔安)海底隧道现场监控量测数据,对施工过程中中隔壁的变形及其规律进行了分析,这为实现隧道的安全施工提供了依据,也为今后的相关工程积累了经验。

浅埋大断面黄土隧道CRD法快速施工技术

结合郑西客运专线秦东隧道施工实例,介绍该隧道出口浅埋段采用CRD法施工的施工方法和施工工艺,以及各个工序的机械、人员配备情况。并介绍在保证安全质量前提下,如何对原设计工法进行局部优化采取的措施,以及加快施工进度的具体做法。