超小净距三洞并行地铁区间隧道的施工技术

文章主要介绍在软岩、浅埋条件下修建超小净距三洞并行地铁区间隧道的施工技术 ,内容包括施工方案的比选、施工方法、技术措施。

海底隧道三洞并行施工通风方案优化研究

研究目的:针对钻爆法施工有害气体扩散规律的研究,目前对单洞独头掘进研究较多,对“三洞并行”施工通风研究较少。为探究海底隧道三洞并行施工较优的通风方案并优化风机布置,以青岛胶州湾第二海底隧道工程为依托,重点对海域钻爆段“三洞并行”施工污染物运移规律进行研究。通过建立“双孔大断面正洞+小断面服务隧道”的“三洞并行”三维模型,使用FLUENT软件三维紊态RNG k-ε模型和组分输运模型模拟隧道爆破后CO浓度分布,分析三种通风方案下CO浓度场变化规律,在此基础上对横通道射流风机布置进行优化。研究结论:(1)三洞并行工况下,利用中间服务隧道可以有效排出多个工作面钻爆施工产生的污染物,但在横通道区域会有污染物滞留现象;(2)在服务隧道内加入射流风机后,全程无明显CO滞留现象,并且可以明显降低浓度峰值,加快CO排出浓度速率;(3)距离横通道中心10 m处为横通道射流风机最佳放置位置;(4)本研究成果可为相关海底隧道施工通风的设计与施工提供参考和借鉴。

小净距三洞并行公铁隧道近接施工及爆破振动影响研究

依托甬舟公路孙家湾1号隧道与甬舟铁路牛皮岭下隧道并行段,通过数值计算,对三洞并行隧道中间铁路隧道先行情况下,公路隧道施工顺序、二衬施作时机及工法步距开展研究,并探究了公路隧道爆破对中间铁路隧道二衬的影响,对孙家湾1号隧道的安全净距及在不同工况下的振速进行研究。主要研究结论为:(1)塑性区集中在开挖范围中下部及公路右线与铁路隧道中夹岩处,中间铁路隧道受公路隧道开挖扰动影响左右拱腰产生较大水平变形;(2)小净距三洞并行隧道中间铁路隧道先行,宜采用公路左线-公路右线的开挖顺序,铁路隧道二衬施作完后再施工公路隧道,采用CD法施工,并设置公路左右线步距为50 m;(3)对不同围岩级别、开挖进尺、工法的9种工况爆破施工对中间铁路隧道二衬影响进行探究,得出各工况下振速传播路径、最大部位、振速数值是否满足要求,并对爆破施工提出针对性意见;(4)Ⅳ级围岩、采用CD法施工,孙家湾1号隧道爆破施工极限安全净距为11.5 m,净距小于11.5 m时建议采用机械开挖。

三洞并行盾构隧道开挖引起的地表沉降研究

针对三洞隧道开挖引起的地表沉降规律,以南通轨道交通1号线孩-环区间盾构隧道工程为依托工程,采用现场数据监测、理论分析和数值模拟,研究了三洞并行盾构隧道施工对地表沉降规律的影响。研究结果表明:提出一种计算三洞并行隧道开挖地表沉降曲线的“三阶段分析法”,综合比较“三阶段分析法”得到的沉降预测曲线、现场沉降实测数据的拟合曲线及数值模拟的沉降计算曲线可知,提出的“三阶段分析法”和数值模拟方法均能较好地反映三洞并行盾构隧道的真实施工情况。

浅埋偏压小净距三洞并行隧道合理开挖顺序、工法与明洞施工研究

为研究浅埋偏压小净距三洞并行隧道的合理开挖顺序、施工工法及明洞施工影响,基于甬舟公铁路中公路涨茨隧道与铁路洋山隧道并行段,建立三维偏压山体与三洞并行模型,对不同开挖顺序与工法下围岩、支护结构受力变形展开比选研究,并对明洞施工的作用效果及合适施作时机展开研究。(1)铁路隧道与公路左线拱底隆起区、与公路右线拱顶沉降区产生贯通,且公路隧道塑性区集中于近铁路隧道中下侧;隧道开挖导致自身洞周变形加速,相邻隧道拱顶、地表隆起,近侧拱腰扩张、对侧拱腰收敛。(2)公路左线拱顶、地表在相邻隧道施工时会出现隆起,且先开挖左线隆起时间最短,先开挖左线的工法中顺序3(公路左线-公路右线-铁路隧道)在围岩支护体系受力变形最优。(3)考虑施工速度及减小偏压隧道工法导致围岩扰动,提出三洞采用CD-二台阶-反向CD的新工法。该工法能进一步减小结构受力变形,并对铁路隧道拱腰收敛改善效果显著。(4)左线明洞施工回填土处未发生塑性破坏,且可以改善支护结构受力数值及不均匀(初支在左拱腰、二衬在右拱脚受力较大)的情况;左线明洞-左线暗洞-右线为最佳明洞施作时机,减小了支护体系的受力变形以及铁路隧道与右线的拱底隆起,并对右线左拱肩、明洞护坡、右线左拱脚以及右线侧上方土体塑性区有一定改善。