超浅覆隧道遭遇废煤坑管幂施工补强技术

近年来,随着环境保育观念的提升,"减少地表开挖"的理念已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道穿越浅覆盖段采明挖法(开膛剖肚)的方式,已逐渐被暗挖法(直接穿越)所取代;因此,管幂先撑浅埋暗挖设计,在未来一段期间内,即使是在一些地质不尽理想的超浅埋段将不断被尝试。以台湾北部某执行中的双孔公路隧道为例,探讨超浅覆隧道遭遇废煤坑采管幂施工之补强技术。由于案例穿越一旧崩塌地形成之谷地地形下方,不仅覆盖极薄,遭遇的废煤矿碴自立性极差,几乎非原设计之管幂工法足以因应;但经紧急采取双层管幂、钢管加劲及拱盖培厚等管幂补强技术后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。

地表堆卸载对浅覆土盾构隧道影响试验研究

地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营。现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载−卸载这一完整过程的研究。为探究地表堆−卸载引起的浅覆土隧道变形特性,以错缝无榫槽盾构隧道为原型,使用3D打印技术制作的盾构隧道模型开展砂土地层盾构隧道的浅覆土堆−卸载试验和常覆土堆载试验,分析浅覆土隧道堆−卸载过程受力及变形情况,并对比堆载过程浅覆土隧道与常覆土隧道受力及变形结果。实验结果表明:地表堆−卸载过程引起隧道管环变形由整体沉降和径向收敛2个部分组成。地表临时堆载引起隧道的部分变形是不可逆的,且浅覆土隧道的卸载回弹变形具有一定的滞后性,卸载后,隧道环的不可恢复位移偏移量:拱底>拱顶>拱腰。距离荷载中心越近,截面椭圆化越明显,且拱顶、拱底和拱腰是产生弯矩的峰值处。浅覆土隧道对地表荷载变化更敏感,在地表堆载下产生明显的沉降区,且隧道两端发生翘起现象;常覆土隧道差异沉降相对较小,沉降曲线较平滑。浅覆土隧道受到附加应力更大,但受影响范围要小于常覆土隧道。研究可为地表突发堆载中既有盾构隧道的保护提供理论依据。

浅覆盾构隧道开挖面挤出刚性锥体破坏模式极限分析

浅覆隧道盾构施工过程中可能引起开挖面挤出破坏。为研究开挖面破坏规律,借助已有刚性锥体破坏模式,推导隧道开挖面三维临界挤出压力表达式,建立极限分析上限法非线性规划模型并编程求解。利用该程序,研究了隧道埋深、地层参数等因素与开挖面临界挤出压力曲线关系及破坏模式的演化特征。结果表明,隧道埋深和土体内摩擦角对开挖面临界挤出压力及挤出破坏模式影响较大。发生挤出破坏时,开挖面附近和上方地表范围为主要破坏区域。最后,利用上限法和有限差分法对长沙地铁2号线长沙大道—体育公园站区间隧道某浅埋段进行开挖面稳定性分析,上限法与有限差分法所得结果相互印证,但上限法计算更为简便。

浅覆土隧道穿越对邻近建筑桩基水平性状影响分析

浅覆土工况下的盾构隧道,因其埋深较浅,推进过程中会引起较大的土体位移,导致邻近建筑桩基产生较为明显的附加内力和变形。针对此类工程问题,本文采用Loganathan解答估算隧道开挖引起的土体水平自由位移场,然后基于最小势能原理和Winkler地基模型,考虑地基土的成层特性,建立能量变分控制方程进行求解。通过参数分析,研究浅覆土隧道穿越对邻近建筑桩基水平性状的影响。分析结果表明,隧道埋深和地层损失比对邻近建筑桩基的安全有着重要的影响。

浅覆盾构隧道环向挤出破坏上限有限元分析

针对软弱地层浅覆盾构隧道未支护段地层挤出破坏问题,基于极限分析上限有限元法,结合节点可动的刚体平动运动单元,建立了隧道环向开挖面挤出破坏的非线性规划模型并编程求解。通过参数敏感性分析,研究了地层参数、隧道埋深等因素与临界加载系数间的曲线关系,并探讨了刚性块体体系破坏模式的演化特征。结果表明,临界加载系数σT/c随φ、γD/c和C/D的增加而增加;φ对地层破坏模式影响显著,φ值越大,滑动面与竖向夹角越大;刚体平动运动单元法能使单元间的速度间断线自动调整至最佳方位,利用较少的单元可获得较好的上限解,并清晰的反映出土层破坏形态。

ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆段施工的应用与对策

近年来,随着环境保育观念的提升,减少地表开挖的理念,已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道洞口浅覆段采用明挖法,已逐渐被暗挖法直接穿越所取代。即使在地质、地形或环境条件上不尽理想之区段,基于整体路线考量,亦有非采用不可之情形。本文以台湾北部正施工中的双线双车道公路隧道为例,探讨ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆进洞的应用与对策。由于该案例位处山凹处,属谷部地形,不仅覆盖极薄,开挖过程中更遭遇到废煤矿碴与多雨的气候,使得降雨所汇集的地表水,不断入渗至隧道内,开挖面自立性极差。几乎非原设计之NATM工法足以因应。但经采取ADECO-RS工法之管幂加劲、土心加固及拱盖培厚等超前约束与加固理念后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。

浅覆新黄土隧道微台阶法修建技术

浅覆新黄土隧道洞口地段一般采用CD法、CRD法等分部开挖法施工,存在临时支护拆除量大、大型施工机械设备不便开展作业、施工工效较低等问题。依托蒙华铁路黄土隧道工程,提出以微台阶开挖、湿喷机械手快速支护、仰拱快速封闭成环为核心的快挖快支快成环微台阶法修建技术,并以蒙华铁路张裕2#隧道为例,采用数值模拟方法对采用微台阶法时隧道初期支护变形、围岩塑性区、初期支护结构内力及安全系数等进行分析,验证该方法的合理性。对蒙华铁路全线新黄土隧道施工的监控量测数据、资源投入和施工进度等进行分析,结果表明:大跨度浅覆新黄土隧道采用微台阶法施工,初期支护变形收敛小,便于大型机械作业,综合施工进度达到45~67.5 m/月,能极大地提高施工工效,节约工程造价。

浅覆土盾构隧道近距离侧穿地下承重桩施工技术

济南地铁某盾构区间近距离侧穿紧邻车站主体结构尚未施工完成的地下承重桩基,承重桩基底板距离区间隧道拱顶最近处3.3m。盾构穿越区域采用三重管高压旋喷注浆对地层进行预加固,衬砌结构采用冗余注浆孔管片,采用土压平衡掘进和足量同步注浆,管片脱出盾尾后及时二次注入双液浆以进一步提高管片的稳定性等技术措施,这些技术措施可有效控制地面沉降,规避盾构掘进对地下承重桩基的不利影响。

山区冲沟地区浅覆土隧道综合施工技术

本文以宁强隧道下穿浅埋沟谷冲沟地区的浅覆土隧道施工实际案例为依据,深入分析了在山区的冲沟地区如何进行浅覆土隧道施工,阐释了相关技术要点,以供参考。

房建工程中下浅覆土暗挖隧道的施工技术

以某房屋建筑工程作为研究对象,对房屋下部的浅覆土暗挖隧道施工工艺进行深入、全面研究分析,该项目设计的是双层双跨明挖类型结构,在实际拆迁的过程中,房屋未严格按照施工计划进行作业,考虑到整体施工工期的影响,施工单位决定将房屋下的明挖结构变更为两条暗挖隧道,直接与两端结构进行连接,实际施工过程中使用液压锤进行开挖、大管棚超前预支护施工方法,该项目最终顺利竣工。

浅覆土大直径盾构穿越对河堤影响的有限元分析

以江阴澄江西路隧道工程为背景,采用基于地层损失率的位移控制有限元法(DCM),在自编Gleaves有限元软件中建立了DCM子程序,分析了浅覆土大直径盾构隧道开挖对河堤的影响。分析结果表明,浅覆土条件下,不同地层损失率对河堤沉降影响区别很大;为了保证河堤安全,地层损失率应控制在1%以内;通过现场监测结果对比发现,河堤最大沉降量为12 mm,地层损失率完全控制在1%以内,达到了很好的控制效果,保证了河堤的安全。

浅埋盾构隧道联络通道明挖施工

西安市轨道交通二号线北客站—北苑站盾构区间1#联络通道现场处在西铜高速、地铁二号线北客站、铁路北客站地下停车场施工等几处作业区的交叉地带,为确保亚洲最大的铁路航空港西安新客站按时开通运营,结合西安市轨道交通二号线北客站—北苑站明挖联络通道施工技术方案,对浅覆土盾构隧道联络通道明挖施工进行研究,总结了明挖联络通道施工中的关键技术和施工组织管理等方面的经验,以期为类似工程施工提供借鉴。

新黄土隧道微台阶法修建技术的应用研究

以微台阶开挖,湿喷机械手快速支护,扬拱快速,封闭成环为核心的快挖快支快成环微台阶法修建方式成为一种新的解决方案,利用数值模拟的方式对隧道建成初期可能遇到的支护变形,初期支护结构,内力及安全系数进行分析,对该方法进行合理性验证。经过实际使用数据得知,能够较好的控制施工造价,并且使施工效率得到显著提升,各分部工作的参数符合国家相关标准。