交叉中隔壁法隧道施工技术探讨

由于我国交通技术的飞快发展,越来越多高速公路开工建设。面对着本有的地理特征,很多公路都会涉及到隧道开挖的技术。将结合保腾高速公路勐连一号隧道,介绍交叉中壁法在公路隧道中的应用技术,通过分析其施工原理以及施工技术应用过程,为类似公路隧道施工提供参考和借鉴,使其更好地应用到隧道施工技术中。

富水砂卵石地层CRD(交叉中隔墙)法地铁风道施工技术

以北京地铁十六号线某新建车站风道结构施工为例,提出倒挂井壁法施工竖井、CRD(交叉中隔墙)法暗挖通道的施工工艺,分析富水砂卵石地质条件下施工竖井、暗挖通道孔注浆止水施工工艺,得出满足风道结构技术要求的注浆范围、注浆压力、孔位布置施工控制条件。工程实践表明,富水砂卵石地质条件下的地铁暗挖工程,在施工中采用深孔注浆对土体进行超前预加固以及固结止水是行之有效的。

大跨度黄土隧道CRD法优化研究

针对大跨度隧道通常采用的交叉中壁(CRD)法的工法特点,以V级围岩条件下的某大跨度黄土隧道为研究对象,采用有限元数值模拟手段,对CRD工法中各个分部的开挖形状、开挖顺序以及支护形式进行了优化研究。研究结果表明,将传统CRD法的开挖顺序调整为CRD1-CRD3-CRD2-CRD4时,隧道各步位移及初期支护内力均较原CRD法要小;当采用直线型临时支护代替曲线型临时支护时,隧道初期支护内力会有一定幅度增大,但变化幅度小于10%。优化后的CRD法可以减少工序,加快大跨度黄土隧道的施工进度,提高经济效益。

大跨度隧道CRD法穿越含水软弱层沉降变形控制

正在施工的厦门翔安海底隧道两端陆域段采用CRD法长距离穿越含水软弱层,为保证施工安全快速的通过,施工中通过差分软件计算分析及结合现场监控量测数据,探讨CRD法隧道拱顶下沉量及其在各个导坑开挖过程中的分配比例以及导坑施工顺序对沉降的影响。计算及现场量测结果都表明,CRD1开挖产生的拱顶沉降所占整体沉降的比例约为40%,拱顶下沉通常为最后收于一稳定值的台阶状上升曲线,初期支护全封闭后,结构整体仍有一定量的下沉,一般小于10%,尽快闭合仰拱对减小拱顶下沉有很大帮助。施工时应控制施工进尺,相邻导坑间距不大于10～15m,并尽早设置临时仰拱,使支护结构成环。

层次权重决策分析法在浅埋隧道开挖方法选择中的应用

以浅埋公路隧道为研究对象,利用层次权重决策分析法对正台阶环形开挖法、双侧壁导坑法、交叉中隔墙法和中隔墙法等隧道施工工法进行对比分析,得出交叉中隔墙法能很好地控制地表沉降。结合FLAC3D软件,模拟交叉中隔墙法、正台阶环形开挖法施工后地表沉降,通过对比工程实际分析验证层次权重决策分析法。结果表明,层次权重决策分析法是选择开挖方法行之有效的方法,能为浅埋隧道施工方法的选择提供参考。

厦门翔安海底隧道陆域段CRD法位移监测分析

厦门翔安海底隧道陆域段为软弱地层三车道大断面浅埋暗挖隧道,主要采用交叉中隔壁(CRD)法施工,结合现场施工情况对该隧道CRD法位移监控量测结果进行研究。研究结果表明,该隧道CRD法施工监控量测判断指标应以拱顶下沉为主,水平收敛为辅;拱顶下沉通常为最后收于一稳定值的台阶状上升曲线,各分部开挖引起的拱顶下沉增量呈一定比例关系,可用于对最终拱顶下沉量的预测和控制时机参考,施工中应重点控制引起约占总下沉量一半的CRD1初期支护尽早封闭;该隧道陆域段CRD法施工中CRD1最终拱顶下沉控制标为200mm比较合适。综合位移监测分析和现场施工经验认为,翔安隧道陆域段CRD法相邻导坑掌子面间距控制为10～15m,每循环开挖1.0～1.5m(极软弱地段只允许开挖0.5m)后立即支护,导坑内台阶长度控制在6m以内,及时封闭仰拱,对控制最终拱顶下沉和保证支护结构稳定性成效良好,对隧道后续施工控制具有很好的指导意义。

土岩复合地层中CRD隧道施工的变形监测与风险控制

以典型城市土岩复合地层中的某地铁CRD（交叉中隔壁法）隧道为依托,通过分析洞内、外变形监测数据,总结变形规律,对该隧道风险进行有效控制。研究结果表明：洞内、外变形量的60%以上是由上2层导洞开挖引起的;隧道开挖引起的地表沉降槽特征较为明显,地表最大沉降点位于隧道中心线上方偏左;隧道掌子面开挖的横向影响明显,范围约为60m。洞内变形监测的分析指标以拱顶沉降为主,水平收敛为辅;拱顶下沉曲线分段组成,总体呈台阶状下降。综合变形监测分析和施工经验认为：施工中应着重控制上2层导洞初期支护结构的及时闭合;相邻导洞掌子面间距控制在15~20m;台阶长度控制在5m以内,及时封闭仰拱,闭合成环,可有效地控制洞内、外变形和保证初期支护结构稳定性。

泥岩地层超大断面隧道开挖工法研究

为了研究比选出泥岩地层大断面隧道最优的开挖工法,采用地层—结构法,建立了台阶法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法的施工数值模型,对超大断面隧道施工过程中地层位移场的时空演化规律、围岩塑性区范围分布情况进行研究,得到如下结论:(1)双侧壁导坑法开挖引起的拱顶下沉位移和洞周收敛位移较小。(2)三种工法开挖引起的地表沉降槽均为“U”型,双侧壁导坑法地表沉降位移最小。(3)三种工法开挖时衬砌后方和掌子面后方均会出现一定范围的塑性区,双侧壁导坑法塑性区深度最小。

双线公路隧道下穿铁路隧道不同施工工法理论研究

针对新建隧道下穿既有铁路隧道施工安全性问题,基于有限元摩尔库伦原理对不同施工工法的三维隧道交叉模型进行模拟分析。对比分析CD法、CRD法和双侧壁导坑法的新建公路隧道下穿既有铁路隧道引起的公路隧道施工不同部位稳定性演变和运营铁路隧道沉降变化,以期为类似工程提供借鉴作用。研究结果表明:对于自身隧道开挖,双侧壁导坑法在控制拱顶沉降具有一定优势,但在水平收敛上CRD法效果最好,其次是双侧壁导坑法。不同工法对既有铁路隧道的沉降影响不同,采用双侧壁导坑法公路隧道施工对既有铁路隧道的沉降影响最小,且不建议在交叉隧道处采用CD法进行施工。

密贴下穿地下工程施工新工艺“CRD+多重预顶撑”研究

基于北京地铁10号线公主坟站密贴下穿1号线公主坟站的工程背景,参照其采用'CRD+多重预顶撑工艺'的真实施工步序,运用有限差分软件FLAC3D建立了三维精细化数值计算模型,研究了新建站的施工过程中土体塑性区的变化及既有站的变形规律.结果表明,采用'CRD+多重预顶撑'工艺进行密贴下穿施工可有效控制既有结构的变形,满足其沉降控制要求,对比模拟与实测的变形分布曲线,二者吻合较好.施工完成后,既有结构纵断面呈双凹槽式变形,横向为'V'字形沉降,与Peck曲线相似,且底板沉降值较顶板的略大.千斤顶卸除时可能造成结构局部较大变形或开裂,应分级释放其轴力.开挖过程中,土体主要发生剪切破坏,塑性区在四个角点区域向外延伸成蝴蝶形.提出'同步顶升,伺服控制'的施工理念,以实现对既有结构沉降变形的主动控制.

大断面软弱围岩隧道洞口段施工工法比较分析

山岭隧道建设条件复杂,通常洞口段埋深较浅、围岩破碎,在施工过程中易发生坍塌、边仰坡失稳等事故.根据某隧道洞口段地质情况、地形条件以及设计参数,对拟采用的交叉中隔壁法和双侧壁导坑法进行施工和数值分析对比.研究结果表明:从施工上看,采用交叉中隔壁法有利于工期;从数值分析看,采用交叉中隔壁法和双侧壁导坑法完成开挖后,隧道结构Y向最大沉降分别为6.65cm和1.68cm,临时支撑X向最大变形分别为20.5cm和4.42cm,采用后者施工变形更小;从计算结果看,采用双侧壁导坑法施工,围岩和隧道支护结构受力更小.采用交叉中隔壁法施工后,C25喷射混凝土Y向最大拉应力为3.07MPa,远大于采用双侧壁导坑法的1.27MPa,且超过该喷射混凝土的极限抗拉强度.因此,从隧道变形和受力分析看,采用双侧壁导坑法施工更安全.

某超浅埋大跨隧道下穿既有公路施工工法研究

为了保证隧道下穿既有公路的安全施工,采用Midas GTS NX大型有限元模拟分析软件,结合某具体工程,对比分析了交叉中隔壁法和双侧壁导坑法两种开挖方法。模拟分析结果表明:开挖对路面沉降影响范围主要在距隧道中线1倍洞径以内,其中CRD法对路面影响相对较小,且开挖施工时围岩能更早地达到稳定状态;采用加固圈模型模拟分析超前支护,加固圈内部以及与周围岩体交接处出现了一定的应力集中现象。对于超浅埋大跨隧道下穿既有公路施工时应选择CRD法,同时应注意加强支护参数以确保工程安全。

浅埋强风化泥质粉砂岩地层大断面地铁渡线区间隧道开挖方法优化研究

随着我国城市化的推进,越来越多的城市通过修建地铁来拓展交通通行资源,缓解城市交通压力。但是大多数地铁因为埋深浅,不仅需要通过建筑密集、管线密布的城市地下区域,而且该地层大多富水且风化严重,带来了施工风险。尤其对于穿越复杂地质条件的地铁停车线、折返线、渡线等大断面的异形结构施工,就不能采用施工风险较低的盾构法,而只能选择风险较高的矿山法。文章以长沙地铁3号线侯家塘站至东塘站渡线区间隧道为工程依托,鉴于该隧道处于浅埋强风化泥质粉砂岩地层、大断面施工风险大等因素,运用FLAC3D软件建立分析模型,对不同开挖方法下的隧道施工进行力学分析,比较支护变形量来选择更加安全可靠的施工方法,并提出相应的工程技术措施。研究表明,采用CRD法能够更好地控制地层和支护的协同变形,施作好超前小导管和预注浆会更加安全有效。

超大跨度公路隧道施工工法转换方案研究

超大跨度隧道开挖跨度大,结构稳定性差,全断面开挖跨度大,不同围岩级别施工工法不同,因此施工转换要求高。以老虎山隧道为依托,对进口段Ⅴ级围岩双侧壁导坑法和相邻段Ⅳ围岩交叉中隔墙(cross diaphragm,CRD)法两种工法施工转换进行分析和研究。结果表明:采用控制开挖起拱线高程一致,由双侧壁导坑法分部横向采用渐变方法过渡到CRD法,避免工法转换之间的时间间隔,减少了后期双侧壁导坑法临时支撑的拆除对围岩的扰动,从而加快了施工进度;双侧壁导坑法向CRD法转换前后和转换过程中钢架受力都满足规范要求,工法转换过程中施工安全。研究结果对超大跨度公路隧道开挖时施工工法转换具有一定的参考价值。

浅埋暗挖法隧道施工技术的发展

随着经济社会的不断发展,地面交通的压力不断增大,隧道的出现使得地面交通压力得到大幅度缓解。隧道施工在地下进行,相比于路面道路,其受到的影响因素更多,施工难度也增加很多。随着浅埋暗挖法隧道施工技术的出现和不断发展,隧道施工变得更加的高效。本文介绍了浅埋暗挖法隧道施工技术的基本情况,并重点分析了大跨度隧道中隔墙施工法(CD法)、交叉隔墙法(CRD法)以及侧壁导坑施工法,希望对隧道施工工作人员有所指导和帮助。

地下洞室开挖方法综述

地下洞室开挖方法是关系到洞室稳定的问题,特别是在Ⅳ、Ⅴ类软岩中更是要重视开挖方法。目前地下工程界出现了各种开挖方法,由于没有正确选择运用,给施工造成了不必要的损失。着重对水电、铁路系统出现的开挖方法进行研究。

破碎围岩条件下大断面隧道转换施工优化方法研究

由于大断面隧道结构稳定性差,因此对转换施工方法的要求极高。文章为有效提高大断面隧道施工质量,确保施工安全性,研究破碎围岩条件下大断面隧道转换施工优化方法。通过双侧壁导坑法开挖Ⅴ级破碎围岩,采用交叉中隔壁法开挖Ⅳ级破碎围岩,在两个围岩等级交界处转换工法,分析开挖进尺与钢拱架间距对破碎围岩变形的影响,并优化施工参数。结果表明:开挖进尺越大,隧道衬砌变形幅度越大;为确保围岩变形最小,埋深<250 m时开挖进尺宜选取1 m,埋深>350 m时开挖进尺宜选取2 m;钢拱架间距与其最大拉应力值成正比,钢拱架间距为0.5~0.9 m时,施工安全性最好,能够有效提高大断面隧道施工质量。

浅埋隧道施工围岩变形及结构内力监测分析

结合VI级围岩浅埋偏压隧道CRD法开挖施工特点,布设了变形观测元件及应力观测元件,对施工过程中围岩变形及结构内力进行了监测和分析.变形测试结果说明CRD法各分部施工相互影响明显,隧道内侧围岩压力普遍大于外侧围岩压力,并且随着其他分部的施工具有明显加大的趋势.内力监测结果表明钢支撑轴力主要为压应力,并且拱腰位置轴力稍大于其他部位.测试结果分析表明,合理的工序应该是先山体外侧开挖并施工初期支护,然后山体内侧开挖施工.

穿过滑坡的隧道变形与受力数值模拟分析

通过对某下穿滑坡隧道的开挖施工进行三维数值模拟,分析研究了隧道围岩位移、应力及初次衬砌应力的变化规律,并分析了采用中壁交叉法(CRD)进洞对控制开挖施工中围岩位移、应力变化的有效性。结果表明,受滑坡体的影响,隧道围岩纵向应力偏大,初期支护承受很大的纵向拉应力,拱顶和拱底处拉应力高度集中,而采用CRD法进洞能及时对开挖部分进行初期支护,同时竖直临时支护可有效地控制拱顶的沉降。

Ⅴ级围岩浅埋大跨双洞隧道施工力学行为及安全净距研究

为研究交叉中隔墙法(CRD)在浅埋大跨双洞隧道Ⅴ级围岩条件下的适应性,基于ANSYS有限元软件进行了二次开发,依托将军山隧道建立计算模型,开展了洞室开挖各施工工序下“围岩-支护”系统的动态施工力学行为研究,并对洞口段安全净距做了进一步的探讨。结果表明:隧道各开挖工序下围岩变形均呈突增态势,前四步开挖位移变化较大;洞室围岩应力随着开挖工序的进行在不断调整,最大主压应力总体上呈较高水平;隧道塌落区面积随着开挖工序的不断进行而增大;钢拱架的弯矩随着开挖工序的不断进行而调整;初期支护和二次衬砌在整个施工过程中的安全系数均满足要求。研究成果可为类似隧道工程的设计和施工提供参考。