济南市黄岗路穿黄隧道总体设计与关键技术

济南市黄岗路隧道是目前内地在建直径最大的盾构隧道,穿越地上悬河黄河。结合悬河保护要求高、盾构掘进距离长、承受水压大、开挖断面大、工作井深度深、建构筑物及环境保护要求高等特点,从隧道功能定位、城市客运专用隧道技术标准选取、隧道平纵断面设计、横断面布置及两岸接线考虑等方面,对隧道总体设计方案进行综合分析,介绍关键技术问题设计方案的解决方案,对提高我国城市客运专用隧道、大型水下盾构隧道及穿越黄河隧道建设水平具有重要参考意义。

单洞双层暗挖隧道衬砌力学性能分析

单洞双层隧道充分利用地下空间,能有效降低土地占用率并提高交通使用率。文章结合实际工程案例,对单洞双层暗挖隧道衬砌的力学性能进行分析和验证。研究结果表明,当混凝土强度一定时,随着衬砌厚度增大,位移量逐渐减小且减小幅度逐渐变小;当衬砌厚度一定时,随着混凝土强度等级的提升,衬砌最大轴力与最小轴力均呈现下降趋势,分别降低15.76%与13.71%。

浅埋暗挖隧道施工性态的数值模拟与分析

地铁隧道施工中,隧道开挖程序、施作的步骤对隧道稳定性及地表沉降影响显著。北京地铁10号线某标段浅埋单洞双层隧道,是出入口通道与车站中洞、旁边单层侧洞相接的暗挖部分,单、双层转换,初支结构形式和施工都很复杂。目前国内外对单洞双层隧道分析较少,与车站和通道相连接的这种单洞双层隧道比较短,对它的分析往往被忽视。对采用3层6导洞的CRD工法施工的这种浅埋单洞双层隧道的施工性态进行数值模拟,分析该区域隧道施工引起的地表沉降,探索一次性开挖成洞及隧道分步开挖引起的地表沉降槽的变化形态,拱顶沉降及拱顶主应力的变化规律。数值分析表明:施工工序不同使隧道的偏挖引起的沉降槽向未开挖一侧偏移,此过程中地层最大沉降并不发生在隧道中线处,而是完成全部开挖,地层变形稳定后,其累计沉降最大值位于隧道中线处。隧道开挖衬砌完全施作后,地表沉降变化不大,但是后续开挖步引起的结构内力应予以重视,尤其对于中隔壁支撑及拱底衬砌的支护,要及时施作拱底二次衬砌。研究结果为单洞双层隧道分步施工控制地表变形和洞周位移提供参考依据。

铁路盾构隧道单、双层衬砌纵向力学性能的模型试验研究

以广深港客运专线狮子洋水下盾构隧道为背景工程,采用轴向等效刚度模型,开展盾构隧道单、双层衬砌纵向力学性能模型试验,并结合数值模拟计算,研究在软硬交替地层且地表有局部附加荷载的复杂情况下,单、双层衬砌隧道纵向沉降与弯矩的变化规律。结果表明:隧道处于软硬交界地层中时,单层衬砌的纵向沉降受地层条件的变化作用明显,较大的沉降量和沉降差均发生在软土侧;双层衬砌可在一定程度上抵御受地层条件的变化作用而产生的不均匀沉降,隧道纵向中心最大沉降量和沉降差均较小;管片衬砌内侧施加连续的混凝土内衬后,隧道所受纵向弯矩成倍增大,最大正弯矩出现在隧道中央偏向软土侧,且混凝土内衬承受绝大部分弯矩;当荷载距隧道轴线3倍洞径以内时,会对隧道的纵向变形及内力产生影响。

单洞双层地铁隧道施工力学行为

地铁隧道为避开沿线高大建筑物密布的桩基,部分段落需要采用暗挖法施工的单洞双层隧道通过,而此时地铁隧道穿越的地层条件复杂,围岩极其软弱,地下水位高,且隧道埋深较浅,其力学行为将和单个隧道大不相同。通过建立有限元模型,对软弱地质条件下单洞双层地铁隧道无临时横联和有临时横联的施工过程进行数值模拟,研究隧道各施工阶段的稳定性及支护结构的安全性,并对隧道洞周位移的计算值与实测值进行比较。结果表明,只有增加临时横联才能保证单洞双层地铁隧道的施工安全,且下洞施工和拆除临时横联是施工的关键工序。

矿井通风仿真系统区分井巷层位关系的新方法研究

为了正确区分单线井巷空间层位关系,在深入研究通风网络巷道连接关系的基础上,首次提出并实现区分单线井巷空间层位关系的"自动架桥"法和"假双线"法。"假双线"法无需计算双线坐标来快速实现通风系统固定宽度双线图自动绘制,在自动生成双线图的基础上,能够实现通风系统立体图的快速自动生成,可以更好地区分井巷的层位关系。这两种新方法具有计算量小,执行效率高,并且解决了传统方法存在的问题和不足。

近距隧道暗挖施工诱发地层变形规律的模型试验研究

以大连市地铁1号线双洞单线隧道为实例，应用相似原理和单轴压缩试验获得土层的最优相似材料配比，用以在实验室建立双洞单线隧道模型，量测模型不同位置处的表面位移，据此分析左、右隧道先后施工诱发的地层变形规律。结果表明：在隧道施工的前72h内，地层沉降达到最大沉降量的70％～80％；先掘的左线隧道一侧的地层沉降较大；随着地层深度的增加，地层沉降逐渐增加，地层沉降曲线非对称“双峰”特征越明显；两隧道轴线上的地层水平位移随着地层深度的增加近似成线性减小，两隧道中心线和轴线上的地层水平位移不再为0，隧道两侧上方的地层水平位移变化最为剧烈，此区域出现较明显的剪切层，并且该区域原有的桩基、剪力墙在隧道开挖时因受到附加剪切作用而易出现裂缝。

水工有压隧洞单双筋衬砌结构弹性应力分析

根据弹性力学理论分别推导了裂缝贯穿衬砌后水工有压隧洞单双筋衬砌结构在不同内水压力下的结构应力计算公式,给出了开裂半径与内水压力的关系式并对完成的大比尺试验模型进行了理论计算。由计算结果发现,裂缝贯穿衬砌后内水压力主要由围岩和衬砌内的环向钢筋承担,且在内水压力下单双筋衬砌结构的钢筋应力、围岩应力及开裂半径差异不大,表明衬砌内环向钢筋的主要作用是限制衬砌裂缝开度、确保衬砌完整性,围岩为主要承载体。在水工有压隧洞衬砌结构中,在确保裂缝宽度下配置单层钢筋更为经济。

武汉地铁8号线越江隧道总体设计及关键技术

武汉地铁8号线越江隧道作为国内大直径、首条设置双层衬砌的单洞双线地铁盾构隧道,具有隧道断面大、距离长、水压高、地层复杂、周边敏感风险源多等特点,设计难度极大。结合其建设环境条件及施工风险等因素,采用理论研究、文献调研、经验总结等方法,对越江隧道总体设计及关键技术进行总结分析,结果表明:(1)单洞双线方案及特有的横断面设计既满足行车排烟要求,又避免了施作江边超深风井及江底联络通道;(2)为满足越江隧道安全性高的要求,隧道采用管片与底部非封闭内衬的双层叠合衬砌结构设计;(2)为解决高水压难题,结构防水设计采用管片外侧环形防水层、管片自防水、管片接缝及内衬防水的多道防水措施;(4)采用复合式泥水平衡盾构和常压换刀技术,解决了复合地层掘进速度慢、刀具磨损快、更换难、刀盘结泥饼等众多难题;(5)采用加强盾构端头加固设计及水中接收技术,解决了强透水地层浅覆土大盾构接收难题。

单洞双层隧道围岩力学特性分析

单洞双层隧道作为一种新的隧道形式,不同于分离式隧道和连拱式隧道。用大型通用有限元软件ANSYS,对单洞双层隧道和分离式隧道开挖后的情况进行了数值模拟。分析开挖后围岩的应力和位移变化情况和塑性区分布,通过对比得出在浅埋情况下,两种隧道围岩应力和位移分布基本一致,地表沉降和分离式隧道相当,隧道对围岩扰动深度较大,边墙是其薄弱部位,应力松弛明显,水平位移较大,塑性区水平方向分布较大。

单洞双层隧道围岩力学特性分析

单洞双层隧道作为一种新的隧道形式，不同于分离式隧道和连拱式隧道。利用ANSYS对单洞双层隧道和分离式隧道开挖后围岩的情况进行数值模拟，分析开挖后围岩的应力和位移变化情况、塑性区分布和安全系数，通过对比得出：在浅埋情况下两种隧道围岩应力和位移分布基本一致，地表沉降和分离式隧道相当；单洞双层隧道对围岩扰动深度较大，边墙是其薄弱部位，应力松弛明显，水平位移较大，塑性区水平方向分布较大。

单管双层盾构隧道内部结构同步施工台车设计与制造技术

随着盾构技术的不断发展,盾构隧道断面越来越大,为了更充分利用隧道空间,节约工程造价,单管双层盾构隧道越来越多的被应用于工程实际,但是由于盾构施工空间限制,盾构掘进与内部结构往往不能同时施工,从而造成施工工期较长,施工费用增加。针对扬州瘦西湖隧道工程,通过深入研究单管双层隧道施工特点,结合工程实际,设计并制作出了内部结构同步施工模板台车,通过使用同步施工模板台车,很好地解决了这一技术难题,实现了盾构掘进与内部结构同步施工。

软岩隧道中双层初期支护的应力情况分析

两水隧道穿越的地层主要岩性为炭质千枚岩,地质情况较差,围岩破碎度高,节理发育。自2009年两水隧道开工建设以来,隧道工程问题层出不穷,出现了初期支护开裂、破坏,甚至出现二衬开裂、掉块,仰拱隆起等严重的隧道结构破坏现象,施工进度缓慢。在进口桩号为DK359+712~DK359+742段采用双层初期支护和单层二次衬砌的支护方式,取得了良好的效果。通过应力情况分析为炭质千枚岩隧道的支护选型提供了依据。

单线隧道大变形双层套拱初期支护施工技术

为解决单线铁路隧道初期支护结构施工后所遇到的大变形问题,以丽香铁路中义隧道施工为例,对其变形规律进行统计分析,并通过分析数据,依据设计文件及相关的施工经验,结合现场地质情况,制定了切实可行的施工方案,从而有效控制初期支护变形。

软岩隧道中双层初期支护变形分析

两水隧道穿越的地层主要岩性为炭质千枚岩,地质情况较差,围岩破碎度高,节理发育。自2009年两水隧道开工建设以来,隧道工程问题层出不穷,出现了初期支护开裂、破坏,甚至出现二衬开裂、掉块,仰拱隆起等严重的隧道结构破坏的现象,施工进度缓慢。在进口桩号为DK359+712～DK359+742段采用双层初期支护和单层二次衬砌的支护方式,取得了良好的效果。通过变形情况分析为炭质千枚岩隧道的支护选型提供了依据。