地铁工程先盾后扩穿越西安地裂缝设防段隧道扩挖方案研究

目的:为优化地铁工程穿越西安地裂缝段常规“竖井暗挖+盾构空推”施工方法,开展基于“先盾后扩”新型建造技术的扩挖方案研究。方法:依托西安地铁15号线府君庙村站—祝村站区间隧道穿越F9和F′9两条地裂缝带设防工程,进行新型建造技术试点应用。介绍了“先盾后扩”法的施工基本流程和设计要点,提出了6种设防段盾构扩挖方案,重点讨论了各方案可行性及优缺点,并综合施工便利性、地面沉降控制和结构受力特性给出了推荐方案。结果及结论:“先盾后扩”法省去了竖井和洞内端头土体加固工程量,确保了盾构作业连续性,解决了设防段地面作业条件受限的问题,不考虑盾构空推的扩挖断面也可大幅减小,进而降低了工程造价;设防段盾构扩挖时,横向及竖向支撑能改善扩挖隧道支护结构变形,但临时仰拱或横撑发挥的作用较为有限,在地层降水措施有保障的条件下设置的必要性不强;竖撑能明显改善扩挖隧道支护结构受力,应予以保留;综合横向及竖向支撑切割断面引起的施工干扰问题,推荐“全断面+双竖撑法扩挖”为依托工程扩挖方案。

铁路客运专线特长隧道的TBM导洞扩挖方案构想

根据国内外小直径TBM在15km左右特长隧道中快速施工的业绩，提出长度15～20km的铁路客运专线特长隧道，采用TBM快速掘进导洞后，再用钻爆法扩挖及模筑衬砌的方法建成，可充分利用小直径TBM技术成熟、价廉和我国隧道钻爆法施工优势，快速地修建特长隧道。重点介绍两并行且长度为20krn的客运专线隧道导洞扩挖法施组总体思路：“采用直径3．5m和4．2m的TBM各1台，从两并行隧道的低端洞口的底部中央始出，向隧道高端方向以月均1000m速度快速掘进导洞，在两隧道的地面不设斜井、竖井等辅助坑道，通过两并行导洞间设置横通道，形成互为平导依托，组成巷道式通风换气系统和互通式轨道运输系统，可通过多设横通道以增加工作面．实现长隧短打、快做，总工期48个月”。

向家坝水电站引水斜井扩挖方案

针对向家坝水电站引水斜井扩挖工程,提出了3种可行的施工方案,结合工程工期、质量、经济效益等多方面因素,对比分析了各方案的优缺点,选择了具有创新性、可操作性的施工方案,并进行了现场试验,为预定目标的实现提供了可靠的保证。

特大断面隧道原位扩建中的扩挖方案比选研究

以金鸡山特大断面隧道原位扩建工程为背景,分别对传统中隔壁法扩挖方案和核心五步法扩挖方案进行精细化数值模拟,重点关注围岩压力、支护弯矩和洞身收敛随施工过程的动态变化。从施工效率上看,核心五步法扩挖方案由于简化了开挖分区,其施工步由传统中隔壁法的144步减少到124步。从围岩压力和初支弯矩上看,核心五步法扩挖方案中围岩压力的偏压状况得到明显缓解,初支弯矩分布更加均匀,且正负弯矩绝对值较小。从洞身收敛上看,两种扩挖方案相差不大。建议金鸡山隧道原位扩建工程采用核心五步法扩挖方案,能加快施工进度、减小围岩扰动、提高施工安全性。

双洞市政原位扩建隧道硬岩段扩挖方案比选研究

文章依托福马路扩能改造项目中马尾隧道原位扩建段硬岩段工程,对分部台阶法和上、下台阶法两种施工方法进行了精细化的数值模拟,对模拟完成后的围岩变形、围岩应力以及支护结构应力进行了对比研究。研究结果表明:分部台阶法较上、下台阶法的围岩变形要小,而围岩应力则较大,支护结构的应力差异较小。现场对于上、下台阶法施工的区段进行支护结构内力的监测表明,结构的内力数值较小,安全性较高。在马尾隧道扩建工程中采用上、下台阶法,支护结构安全性满足要求,能加快施工进度,具有显著的社会及经济效益,今后在类似工程中可供借鉴和参考。

既有山岭隧道扩建施工关键参数影响分析

为了给既有隧道扩建的设计和施工提供科学的指导,依托某既有山岭隧道扩建工程建立三维数值模型,通过与监测数据对比验证了计算模型的准确性,然后基于数值模型对施工方案进行了优化分析。研究结果表明:在考虑现场施工进度和安全性的前提下,建议循环进尺为2.0 m;锚杆长度与围岩变形呈现负相关,锚杆纵向间距与围岩变形呈现正相关,当锚杆纵向间距超过1.0 m时,围岩变形显著增大,建议采用长度3.0 m,纵向间距1.0 m的锚杆进行支护。研究结论可为类似的工程提供参考和依据。

采用TBM导洞扩挖方法修建长大隧道探讨

随着隧道对快速掘进要求的日益提高,广泛使用TBM施工已经成为一种发展趋势。针对大断面隧道,全断面隧道掘进机难以充分体现优势;而采用掘进机施作导洞然后再扩挖的方法成为一种可行的选择。在调研国外使用该工法工程实例的基础上,总结该工法的优点和适用性。就TBM直径及导洞位置进行比选,并给出选择建议。

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站结构安全分析

北京地铁14号线将台站主体结构基于大直径盾构隧道扩挖形成,设计提出的扩挖方案为CRD法。在充分考虑扩挖车站部位地质条件及环境条件的基础上,分析了设计方案的弊端,提出采用洞桩法(PBA工法)作为扩挖大盾构隧道建造地铁车站施工方案,为有效控制地面沉降及扩挖施工对周围环境的影响,取消地面施工降水方案,扩挖前洞内采用超前深孔注浆堵水。并以将台站作为工程背景,采用有限元数值模拟方法,针对车站扩挖施工的优化方案,研究了关键施工阶段的结构体系受力转换规律。计算结果表明:在扩挖施工中,结构受力转换频繁,封顶块管片两侧的小管片拆除后,中洞拱部的初期支护压应力数值急剧增大,且超出了初期支护强度允许值,根据计算结果对中洞的初期支护参数和开挖方案进行了调整。从侧导洞开挖到中洞开挖支护期间,管片最大主应力为压应力,且未超出管片结构强度允许值,在封顶块两侧的管片拆除后,尽管管片结构的最大主应力由压应力变为拉应力,但由于拱部已经完成开挖支护,两侧管片的应力状态并不制约结构的整体稳定性;中隔墙最大主应力也出现在封顶块两侧的管片拆除后,但未超出中墙结构强度允许值。数值模拟结论和施工实践均表明基于本工程地质条件及环境条件所提出的车站扩挖施工优化方案能够保证车站结构安全。