无导洞法连拱隧道先行洞仰拱开裂及受力分析

研究目的:为探明无导洞法连拱隧道先行洞仰拱衬砌开裂的原因,本文首先通过现场监测得到先行洞的受力规律,然后基于该受力特征提出一种考虑后行洞开挖的先行洞荷载-结构计算模型,进而结合现场监测和数值计算分析先行洞仰拱衬砌的开裂原因,最后评价先行洞二衬的安全性并给出相应的控制措施。研究结论:(1)当后行洞开挖前,先行洞二衬对称受力且各截面的安全系数大于2.4;当后行洞开挖后,先行洞二衬处于偏压受力状态,仰拱右侧的安全系数仅为1.25,其内表面恰是最大拉应力所在位置,与现场仰拱衬砌的开裂位置吻合;(2)先行洞仰拱衬砌开裂的原因是由于后行洞开挖导致的隧道偏压受力以及仰拱不均匀沉降;(3)提高支护抗力系数有助于改善衬砌结构的安全性,但支护抗力系数高于某值后安全系数变化不大;(4)本研究成果可为相关连拱隧道的设计和施工提供参考。

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。

城市复杂环境大跨双连拱隧道三导洞法+主洞洞盖法施工技术分析

文中以厦门第二西通道(海沧隧道)工程下穿城市主干道大跨双连拱隧道为依托,对三导洞法+主洞洞盖法施工技术进行分析,为超浅埋、偏压、软弱围岩、大跨度双连拱隧道施工提供了技术支持;采用三导洞法+主洞洞盖法施工关键技术,确保了正洞开挖期间沉降稳定控制,为隧道安全快速的贯通提供了强有力的技术保障。

公路双连拱隧道“三导洞法”施工的力学分析

应用有限元数值方法,对连拱隧道“三导洞法”施工时围岩和结构的受力、变形规律进行了分析。在两正洞拱部施工的时候,左右洞拱顶沉降约占最终沉降的70%。中墙受到偏载作用,不仅产生整体偏转,而且在偏转的同时产生扭转,引起墙体中部向左侧凸出的弯曲变形。二次衬砌分先后洞全断面一次浇筑时,围岩的底板隆起和拱顶沉降减小,边墙水平收敛增大,围岩稳定性增强。因此,在双连拱隧道设计与施工中,超前隧道初期支护尤其中墙顶拱脚处应予以加强;后进隧道一侧的中隔墙底部必须回填;中隔墙底部要设计足够的抗拉钢筋。

连拱隧道无导洞后扩挖法设计参数及其影响性分析

为了研究双连拱隧道采用无导洞后扩挖法施工时的设计参数取值及其对隧道稳定性的影响,采用数值模拟方法分析连拱隧道主洞错距、台阶长度、中隔墙厚度以及二衬施作时机4个参数对隧道受力与变形的影响规律,并与现场监测结果进行对比验证。研究结果表明:主洞错距达到75 m时,既能保证先行洞隧道的变形稳定,又能缩短工期;隧道先行洞台阶长度可以按单洞隧道取值,后行洞台阶长度建议控制在5~10 m为宜;考虑施工扰动的影响,隧道中隔墙厚度在1.4~1.6 m范围内取值较为合理;先行洞二衬在后行洞掌子面前保持35 m以上距离施工有利于隧道稳定性的控制。研究结果可为隧道工程施工提供参考。

基于无导洞方法的连拱隧道结构设计与施工研究

以黄延高速公路羊泉沟连拱隧道为依托,提出在IV级围岩中采用无导洞施工方法,采用工程类比对该隧道结构支护参数进行了多方案比选,介绍了该隧道的工程地质水文地质概况、支护结构设计、施工工序安排与要点。基于有限元方法对其施工全过程进行了三维数值分析,获得了隧道结构体系力学性状随施工过程的变化规律,为设计与施工方案提供了理论依据。

双连拱隧道三导洞施工技术应用探讨

为探索山岭重丘区浅埋连拱隧道所适用的开挖施工工艺,以某公路K65+531—K65+776段的中短隧道为例,结合地质条件提出三导洞工法,应用ABAQUS程序构建隧道有限元模型,并进行隧道典型断面三导洞施工结构开挖过程动态模拟;进而对施工技术要点及监测结果展开分析。结果表明,三导洞工法具有节省占地面积、接线容易等优势,能快速安全成洞,工程效果良好,可在类似地质条件的隧道工程中推广应用。

洞桩法隧道导洞施工拱顶与地表沉降分析

以某地铁站为基础建立了洞桩法隧道导洞施工的三维数值模型,探讨了导洞施工对导洞拱顶与地表沉降的影响,结果表明分期施工的导洞对拱顶与地表沉降存在相互影响,先开挖的比后开挖的最终沉降略大;现场实测沉降值通常比计算值大。

超浅埋大跨双连拱隧道三导洞+洞盖法施工变形特性分析

以厦门第二西通道(海沧隧道)超浅埋下穿兴湖路段双连拱隧道为依托,提出三导洞+洞盖法施工工法;采用数值模拟,研究施工工序对双连拱隧道中隔墙、边墙、初支及衬砌的变形影响规律。结果表明:中隔墙及侧墙竖向位移在左右洞上台阶贯通后达最大值,当开挖预留核心土及中、下台阶时,中隔墙及侧墙均产生向上的隆起;开挖对中隔墙水平位移影响较小,而开挖左右洞上台阶对侧墙水平位移影响较大;左侧墙墙顶的竖向及水平位移与墙底相差较大,导致左侧墙有朝向隧道外侧偏转的趋势;第一、第二层初支竖向及水平位移在左右洞上台阶贯通后达到最大值并趋于稳定,而中下台阶开挖对竖向及水平位移影响较小。

桥隧搭接的连拱隧道及倒削竹式洞门施工技术研究

在一般高速公路穿越山岭重丘区时,常见的有桥隧相接或者桥隧搭接情况。为更好的解决桥隧搭接时连拱隧道开挖支护及倒削竹式洞门施工,通过无导洞法施工连拱隧道开挖支护,并且设置支挡结构回填渣土结合反力牛腿支架为衬砌台车前移及施工提供作业平台,对连拱隧道洞门及帽檐进行施工,最终完成了桥隧搭接处连拱隧道及倒削竹式洞门的施工任务。此施工方法为山岭重丘区大跨桥梁与隧道搭接时连拱隧道及倒削竹式洞门的施工提供了施工经验。

无导洞法施工连拱隧道技术

主要介绍白云山隧道燕尾段连拱隧道采用无导洞法施工的成功经验,并深入分析无导洞法施工的关键技术,其中包括主要施工工序的优化,开挖断面的选择,以及该方法的优缺点和适用范围,以促进无导洞法施工连拱隧道技术的发展。

无导洞法双连拱隧道施工方案优化研究

目前,传统的连拱隧道施工方法存在施工工序多、临时支护量大、对围岩扰动频繁等问题。为了避免上述问题,以宜金高速黄角坪隧道工程为依托,提出了两种无中导洞法施工方案,通过数值模拟建立地层结构模型,详细分析了不同方案施工过程中围岩的变形特性以及结构的受力特征。研究表明:后行洞开始掘进时,围岩位移和塑性区会明显增大,最终拱顶处形成一个“人字形”塌落拱;初期支护和二次衬砌上的最大压应力都是位于先行洞中墙墙脚位置;二次衬砌的最大拉应力主要位于拱顶内侧或仰拱内侧,而初期支护的最大拉应力很小影响不大;总体来看,方案一施工效率较高,方案二相对保守安全。研究成果可为今后无中导洞双连拱隧道的施工提供参考和借鉴。

对隧道TBM导洞扩挖法施工的探讨与展望

介绍导洞法的概念及其作用,分析导洞法的特点及其适用条件。以2座已建成运营的单洞双线铁路隧道和1座施工图设计阶段的双洞6车道高速公路隧道共3座地质差异较大的特长隧道为依托,主要进行以工期关键工序——挖掘和初期支护为研究对象的工期方案模拟,并比对模拟方案工期与实际或施工图设计工期。认为:1)软弱破碎围岩比例高的单洞隧道应慎重采取TBM导洞法。2)仅用1台TBM单向导洞法取代工期性辅助导坑对单洞特长隧道而言是不可行的;在单洞特长隧道建设中,2台TBM相向实施TBM导洞法是可行的,但须具备设置辅助导坑的条件,辅助导坑宜按无轨双车道断面设置。3)在双洞特长隧道建设中,双洞各用1台TBM相向平行导洞法则有望取代工期性辅助导坑;双洞特长隧道实施TBM导洞法,在工期、成本(投资)、不良地质应对方面有明显优势。4)川渝地区广泛分布的泥岩、砂岩、砂质泥岩、泥质砂岩及其互层地层具有实施TBM导洞法的天然地质优势。最后对TBM导洞法的应用前景进行了展望。

浅埋大跨地铁隧道拱盖法导洞施工顺序优化

目前对于浅埋大跨地铁隧道拱盖法导洞施工顺序优化的研究较少,因此以广州市轨道交通11号线华景路站—华师站区间大跨暗挖段拱盖法导洞施工为研究背景,采用三维有限差分数值方法模拟不同导洞施工顺序下的施工全过程,研究围岩和支护结构的力学特征变化规律,进而优化导洞施工顺序,并通过现场监测对数值模拟分析结果加以验证。结果表明:导洞施工顺序的不同主要影响围岩和支护结构的力学特征变化过程,中间导洞的开挖对于围岩最大主应力和支护结构内力影响显著;若采用先开挖拱顶部位导洞的施工方案则围岩中会出现拉应力,影响施工安全,并且支护结构内力也会较大;而采用先开挖拱脚部位导洞的施工方案则围岩更加稳定,支护结构更加安全;不同导洞施工顺序虽然导致施工过程中围岩位移变化产生差异,但对围岩最终变形的影响不显著;“先下后上,先边后中”的原则同样适用于拱盖法的导洞开挖,对于单跨无柱结构,非对称的单导洞开挖方案相较于对称的双导洞开挖方案能更好地控制围岩位移和应力以及减小支护结构内力。

三导坑先墙后拱法在隧道洞身开挖施工中的应用

以某整体式隧道洞身开挖的施工工艺为例,总结整体式隧道洞身开挖的钻爆设计和钻爆施工工艺,并提出隧道洞身开挖过程中的注意事项,以期为同类工程提供参考。

连拱隧道三导洞和台阶法施工工法的比较

以某连拱隧道工程为例,应用ANSYS有限元软件建立数值模型后导入FLAC3D中,进行了三导洞法和台阶法开挖施工方案下连拱隧道左右洞拱顶沉降、地表沉降、拱顶及中隔墙大主应力变化、压力拱范围等过程的模拟分析。

中导洞——正台阶法施工连拱隧道技术

结合高速公路连拱隧道施工的实例,简要介绍连拱隧道施工技术:加强地质超前预报和监控量测工作,运用弱震、控制光面爆破技术,采取中导洞超前和正台阶法分步序施工工艺,确保大跨度隧道施工安全和质量。

大断面黄土隧道弧形导洞法施工关键技术研究

郑西客运专线黄土隧道总长约52km,涉及多种类型黄土地层,且隧道埋深及含水量变化大,属于极为复杂的大断面黄土隧道群。为保证隧道安全、快速施工,结合现场施工实际和测试结果,对大断面黄土隧道采用弧形导洞法施工的变形特点进行了研究分析。研究结果表明,弧形导洞法不仅适用于不同埋深条件下的砂质及粘土老黄土隧道,而且可用于浅埋非饱和砂质新黄土隧道。文章针对三台阶七步开挖的弧形导洞法提出了核心土、短台阶、大拱脚、快封闭等关键施工技术和施工要点。

洞柱法施工的三柱四跨地铁站导洞施工顺序对地面沉降的影响

[目的]洞桩法车站施工时地面沉降受导洞施工顺序影响较大,为了有效控制地面沉降,需要研究导洞施工顺序的影响规律。[方法]以田村站为工程背景,建立了三柱四跨洞柱法车站导洞施工三维模型,得出了合理的导洞开挖顺序。基于此,为了缩短工期提出了导洞错距同步开挖的施工方法,并结合现场实测数据研究了该施工方法对地面沉降的控制效果。[结果及结论]先开挖下层导洞引起的地面沉降更小;当导洞相距较近时,同步开挖会产生群洞效应,实际施工中为了有效控制地面沉降,应采用单独开挖或者错距开挖的方式;导洞错距同步开挖施工方法对地面沉降控制效果较好,且显著缩短了工期。

高原公路隧道平行导洞进横通道开口施工技术研究

为解决高原公路复杂地质隧道施工困难、风险高等问题,研发了一种由平行导洞进横通道开口施工的新技术,并成功应用实施。以国道214线香德公路第五合同段特长隧道为背景,重点分析了导洞变截面尺寸的确定方法,研究了导洞进横通道开口施工关键工艺及注意事项。通过对新技术实施情况进行研究,从现场效果、经济效益和社会效益三方面进行分析,证明该技术工艺简单、施工速度快、效果显著。新技术适用于特殊地质条件下的隧道开口施工,可推广应用于其他类似地质下平行导洞进横通道开口施工。