基于复变函数理论的无中导连拱隧道应力与位移解析解

无中导连拱隧道由于后行洞衬砌搭接于先行洞衬砌拱腰之上,围岩与衬砌受力情况复杂,开展相应的围岩与衬砌应力和位移分析具有重要的工程意义。基于复变函数理论和Schwarz交替法,提出了深埋条件下考虑衬砌的无中导连拱隧道围岩与衬砌应力和变形的计算方法。针对无中导连拱隧道两洞具有共用边界的特点,在利用柯西积分法进行求解时,将单洞衬砌与围岩接触的边界积分条件转化为仅存在单洞时的完整边界积分与共用边界积分之差,对于Schwarz交替法中求解“附加面力”的过程亦进行类似处理。给出共用边界应力与位移的计算方法。通过算例,将上述解析结果和数值仿真结果进行对比,证明了方法的可行性和准确性。

无中导连拱隧道施工技术要点探讨

某隧道为无中导连拱隧道,受力情况、地质构造复杂,裂隙发育,地下水丰富,施工难度较大。无中导连拱隧道在国内外案例较少,同类型围岩的施工经验不足。在探索复杂地质无中导连拱隧道施工技术的前提下,从先行洞、中隔墙及后行洞等方面分析其具体施工工艺及技术要点,为同类工程提供参考。

浅埋无中导洞连拱隧道先行洞衬砌承担围岩荷载确定方法

不同于常规隧道衬砌结构,无中导洞连拱隧道先行洞衬砌施作稳定后还要受到邻近后行洞开挖的二次扰动,后行洞开挖对先行洞衬砌受力的影响不可忽视。依托杨家寨公路隧道工程,基于考虑了后行洞开挖影响的隧道围岩压力计算方法,结合现场监测位移数据采用荷载-结构法进行位移反分析,提出了一种确定浅埋无中导洞连拱隧道先行洞衬砌承担围岩荷载的方法,最后和衬砌背后围岩荷载现场监测值进行对比验证。研究结果表明:后行洞开挖对先行洞衬砌承担围岩荷载的影响较为显著,监测点增长幅度均值高达142%;先行洞衬砌受力呈现“拱腰较小,拱顶及拱肩较大”的分布规律,且靠近后行洞一侧拱肩位置受力最大;通过现场监测位移反分析得到的先行洞衬砌受力结果和现场监测结果较为一致,论证了该方法的合理性和实用性,研究成果可为无中导洞连拱隧道结构设计提供参考。

深埋无中导洞连拱隧道围岩压力计算方法研究

深埋无中导洞连拱隧道取消了中导洞的施作,具有左右洞先后开挖且为零间距施工的工程特性,目前其围岩压力计算方法尚无统一的标准可循。基于普氏理论,将连拱隧道上部围岩荷载视为拱部基本松散荷载和附加松散荷载之和,考虑先行洞既有支护结构对后行洞基本松散荷载的抑制作用以及后行洞施工对先行洞基本松散荷载加剧影响,从而提出深埋条件下无中导洞连拱隧道围岩压力计算方法,最后结合曼腊隧道现场监测断面的试验结果进行对比分析。研究结果表明:(1)围岩岩性越差,后行洞开挖对先行洞基本松散荷载加剧影响越显著,而先行洞既有支护结构对后行洞基本松散荷载的约束作用越弱;(2)先行洞支护结构相比于后行洞承担了较大的围岩荷载,且越靠近中隔墙一侧受力则越为不利;(3)提出的计算方法和现场监测得到的围岩压力分布规律基本一致,论证了所推导公式的合理性和实用性,可为今后类似工程支护结构的设计及优化提供参考。

超浅埋大偏压无中导洞连拱隧道安全施工技术探讨

该文针对无中导洞连拱隧道施工中易形成局部受力状态不均衡的问题,研究超浅埋大偏压无中导洞连拱隧道安全施工技术。根据工程实际情况,以金山隧道为例,通过施工工法优化、初支施工与搭接点优化、微振爆破与隔振措施优化三项改进措施,有效控制了先行洞衬砌开裂现象,保障无中导洞连拱隧道施工安全。超浅埋大偏压无中导洞连拱隧道安全施工技术为同类型隧道工程提供参考。

无中导连拱隧道后行洞开挖技术总结

在隧道结构形式中,无中导洞连拱隧道继承了传统连拱隧道的所有优点,同时具有占地少、保护自然环境、线形流畅等优点,较好的克服了传统连拱隧道的一些缺点。此外,无中导连拱隧道工序简单,工期短,成本低,在隧道设计施工中被广泛采用。连拱隧道施工中后行洞施工是整个隧道施工的重点、难点。华丽高速石格拉2号隧道在后行洞施工中采用三台阶法结合分块爆破的工艺,保证了隧道施工质量。

红层软岩无中导洞连拱隧道爆破振动控制技术研究

无中导洞连拱隧道是一种新型的连拱隧道施工工法,而后行洞的爆破开挖将对先行洞衬砌结构产生振动影响。文章以云南楚姚高速陈家冲隧道为工程实例,开展红层软岩无中导洞连拱隧道的爆破振动控制技术研究。首先通过现场对比试验分析了连拱隧道爆破的三个主要影响因素:爆心距、装药量和应力释放。随后针对后行洞的三台阶开挖和两台阶开挖方式分别在先行洞对应区域进行自动化振动监测,并对监测数据进行回归分析,得到红层软岩V级围岩的爆破振动规律,通过反分析得出控制爆破振动的掏槽眼药量、导爆管雷管段数、经济合理的卸能孔个数及孔眼间距等,再结合现场工程状况,制定出符合现场需求的炮眼布置图和爆破方案。现场监测数据表明,修订后的振速临界值及优化的爆破方案符合安全要求,保证了无中导洞连拱隧道后行洞的顺利掘进以及先行洞的二次衬砌混凝土不被震裂。

无中导洞连拱隧道后行洞爆破方案优化研究——以新民隧道为例

为解决无中导洞连拱隧道后行洞爆破对先行洞二次衬砌结构影响过大的难题,依托云南新民隧道,采用现场监测与数值模拟的方法,对软弱破碎围岩下后行洞爆破对先行洞二次衬砌结构的影响优化进行研究。针对爆破导致先行洞二次衬砌结构出现较大裂缝的问题,在减小单段爆破药量、优化爆破顺序的基础上,采取掏槽眼孔间毫秒延时爆破技术对原有爆破方案进行优化。实测数据表明:在原爆破方案下,径向爆破振速超过32 cm/s,优化爆破方案后,掏槽眼引起的径向爆破振速小于8 cm/s,优化效果较好。通过有限元模拟可知:1)爆破过程中既有隧道最大绝对振速以径向为主,拱肩部位受到爆破影响最大,混凝土结构将会受到向隧道内部方向的拉力作用;2)掏槽眼的孔间毫秒延时爆破技术在不减小爆破最大装药量也不改变起爆顺序的情况下,可小幅度减小爆破对先行洞衬砌结构的冲击作用。通过监测与现场观察可知,该爆破优化措施是合理可行的。

大跨度浅埋偏压连拱隧道施工技术优化与探讨

为保证上覆土较浅、穿越段岩层破碎、存在大偏压松散荷载的连拱隧道的顺利施工,确保围岩稳定与结构安全,结合工程实际,从衬砌结构设计、暗挖开挖方法以及抗偏压措施等方面开展施工技术优化。现场技术应用表明,隧道暗挖段施工效果良好,所总结的技术可为类似工程提供经验。

特大跨径无中导洞连拱隧道关键技术研究——以楚雄至大理高速公路(复线)金山隧道为例

连拱隧道作为一种特殊的隧道形式,优点众多,技术难度大,多采用有中导洞复合式衬砌结构设计和施工。本文所述金山连拱隧道地形陡峭,开挖跨度极大,传统有中导洞连拱隧道在此处应用受到限制,因此创新性地提出无中导洞连拱隧道设计思路,并提出控制要点,目前隧道建设推进顺利,无中导洞连拱隧道更有利于大型机械化作业,效率更高,且开挖造成的塌落拱松动荷载更小,无须开挖中导洞而产生临时工程,节约投资,为连拱隧道的应用和推广开辟新的思路,也为类似地形连拱隧道设计和施工提供参考。

浅埋偏压无中导(洞)连拱隧道进洞的施工技术

云南省国家高速公路网G56楚雄至大理高速公路扩容工程金山隧道为六车道无中导洞连拱隧道。隧道侧穿岩层破碎的陡峭山坡,全隧道均为浅埋大偏压地形,且侧下方邻近既有高速公路和乡道。隧道进口洞口段偏压尤为严重,存在大范围负埋深段落。为保证金山隧道进口进洞施工顺利开展,避免山体扰动影响既有公路运营,从隧道结构、山体加固及开挖施工等方面提出综合技术方案:(1)隧道洞口负埋深段以桩基承台+薄壁耳墙结构提供外侧竖向基础及横向支撑抵抗山体偏压作用;(2)上部锚索与下部钢管桩加固方式增强洞口坡体横向稳定性;(3)隧道洞口实施半明半暗盖挖施工减小围岩扰动。金山隧道进口进洞方案现场成功实施,不仅为全线按计划顺利通车创造了良好条件,还为大偏压大跨度无中导洞连拱隧道洞口段施工积累了工程经验。

浅埋偏压无中导(洞)连拱隧道安全施工技术研究

连拱隧道具有地形条件适应性强、洞外线形衔接方便、占地面积少等特点,但常见整体式或三层中墙连拱隧道采用的三导洞法存在施工工序繁多,中墙受力转换复杂,施工风险高等问题。依托超浅埋大偏压无中导洞连拱隧道工程实际,分析了无中导连拱隧道支护结构变形与受力特性,探讨了先、后行洞初支结构搭接节点优化措施,总结了后行洞微扰动施工方法和施工顺序,通过工程应用有效控制了先行洞衬砌开裂现象,确保了无中导洞连拱隧道安全施工与工程质量,可为类似工程提供参考。

浅埋大偏压双洞六车道无中导洞连拱隧道进洞施工技术

云南省国家高速公路网G56楚雄(广通)至大理高速公路扩容工程金山隧道为六车道无中导洞连拱隧道。隧道侧穿岩层破碎的陡峭山坡,全隧道均为浅埋大偏压地形,且侧下方临近既有高速公路和乡道。隧道进口洞口段偏压尤为严重,存在大范围负埋深段落。为保证金山隧道进口进洞施工顺利开展,避免山体扰动影响既有公路运营,从隧道结构、山体加固及开挖施工等方面提出综合技术方案:(1)隧道洞口负埋深段以桩基承台+薄壁耳墙结构提供外侧竖向基础及横向支撑,抵抗山体偏压作用;(2)上部锚索与下部钢管桩加固方式增强洞口坡体横向稳定性;(3)隧道洞口实施半明半暗盖挖施工,减小围岩扰动。金山隧道进口进洞方案现场成功实施,不仅为全线按计划顺利通车创造了良好条件,还为大偏压大跨度无中导洞连拱隧道洞口段施工积累了工程经验。