浅埋隧道大管幕支护力学特性及施工技术

以重庆铁路枢纽东环线新白杨湾下穿高速公路隧道工程为依托,研究了浅埋隧道大管幕支护力学特性及施工控制技术。采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX建立隧道施工模型,分析无超前支护、管棚超前支护和大管幕超前支护3种工况下地表沉降、围岩变形以及初支内力等力学特性的变化规律。研究结果表明:无超前支护下开挖完成地表最终沉降为30.01 mm,管棚超前支护和大管幕超前支护下地表沉降分别减小了49.28%和62.08%。就控制围岩变形效果而言,管棚超前支护下拱顶沉降和水平位移分别减小了49.32%和38.20%,大管幕超前支护下拱顶沉降和水平位移分别减小了62.03%和40.03%。施工完成后,无超前支护、管棚超前支护和大管幕超前支护下的初次衬砌最大压应力分别为14.67 MPa、6.58 MPa和6.13 MPa,无超前支护下最大压应力超过规范允许值(13.5 MPa)。

埋深对大管幕支护隧道下穿高速公路施工的地表沉降影响研究

以重庆铁路枢纽东环线新白杨湾下穿高速公路隧道工程为依托,研究了大管幕支护下隧道埋深对下穿高速公路地表沉降的影响。采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX建立隧道施工模型,分析埋深分别为2.5m、3m、4m、6m、10m、和15m共6种工况下地表沉降、围岩变形以及初衬内力等力学特性的变化规律,并通过模拟值和实测值对比确定本文方法的正确性。研究结果表明:随着埋深的增大,隧道的施工对地表沉降影响范围逐渐增大,沉降最大值逐渐减小,埋深超过15m时,地表沉降值基本不受埋深的影响。地层损失率随着埋深的增大而减小,当埋深超过一定深度时,隧道的开挖对地层扰动较小且扰动范围基本不变。埋深从2.5m增加到3m时,水平位移变化较小,埋深超过3m以后,水平位移迅速减小,埋深超过15m时水平位移值保持基本不变。初支应力随埋深先增大后减小,埋深3m时应力达到最大值。通过模拟值和实测值的对比分析可知,有限元结果合理且可靠,指导了本工程施工,对类似工程有指导意义。

大跨度浅埋黄土隧道下穿既有高速公路施工技术

新建兰新第二双线高速铁路西宁隧道断面大、埋深浅、围岩为湿陷性黄土、卵石土,地下水丰富,下穿既有兰西高速公路,地质条件复杂,为铁道部一级风险管理隧道,施工难度国内罕见。施工中采用大管幕超前预支护,双侧壁导坑法施工,辅以洞内降水等措施,最终得以安全顺利完成下穿施工任务,取得显著地社会和经济效益。为复杂地质条件下,下穿高速公路隧道施工提供了经验借鉴。