浅埋超大跨隧道出口偏压段双层初期支护承载特征研究

为研究双层初期支护在开挖跨度达26.3 m、拱顶覆土约10.6 m的下北山2号浅埋超大跨4线隧道出口偏压段的工程应用效果,采用数值模拟方法比较单层初期支护和双层初期支护方案的承载特征差异,采用现场实测方法研究出口偏压段双层初期支护的受力特征。研究结果表明:1)浅埋超大跨隧道在偏压侧的右拱脚~右拱肩范围内支护结构受力偏大,存在局部应力集中,采用双层初期支护技术时的结构承载安全性和对围岩拱顶沉降的控制效果均优于单层初期支护技术;2)出口偏压段的实测水平收敛最大值为18.5 mm,荷载偏压侧的围岩沉降值达49.5 mm,二次支护施作后在拆撑施工阶段能有效稳定围岩变形;3)由双层初期支护受力的实测结果可知,传递到二次支护上的接触压力与对应位置围岩/一次支护接触压力之比为16%~33%,荷载偏压侧的右拱脚及右拱肩位置的二次支护轴力约为一次支护轴力的15%,通过二次支护的施作补强了一次支护对偏压侧的承载作用,采用双层初期支护技术提高了浅埋超大跨隧道出口偏压段支护结构的安全储备。

PBA暗挖区段单跨隧道施工阶段增量法与全量法结构计算分析

以北京轨道交通22号线(平谷线)为依托工程,以3种施工阶段结构受力和变形为研究重点,对PBA暗挖区段单跨隧道施工阶段的增量法和全量法进行了分析,对比了单跨PBA暗挖隧道增量法与全量法的计算结果,介绍了增量法与全量法的基本原理和应用,并结合Midas GTS NX岩土有限元分析软件对在建工程模型施工阶段结构受力进行了分析。研究结果表明:PBA暗挖逆筑隧道采用增量法与全量法计算出的结果有差异。其主要原因是增量法需考虑分步施工,构件和荷载是分步施加的,内力和变形也是分阶段达到平衡;全量法需考虑力和变形的同时性,不能真实反映施工的分步性。故在设计时需采用增量法进行计算。该研究成果可为相似隧道工程的设计与施工提供借鉴参考。

大跨隧道穿越岩溶浅埋段施工难点与处治措施研究

为研究大跨隧道穿越岩溶浅埋段施工问题,文章依托天峨至北海公路(平塘至天峨广西段)控制性工程岗岭山隧道岩溶浅埋段,分析隧道施工所遭遇的主要施工问题,并结合相关工程经验与施工监测数据,提出径向注浆加固、优化开挖方法与支护参数、加强仰拱基底处治等洞内沉降变形控制措施,洞内变形沉降问题得到有效控制,处治过程中洞内监控量测数据始终稳定正常,没有发生二次灾害。

基于浅埋超大跨隧道的围岩压力与施工期支护结构承载机理的研究

通过研究基于浅埋超大跨隧道的围岩压力与施工期支护结构承载机理,发现浅埋超大跨隧道的围岩压力需对多种因素进行考虑。同时,在浅埋超大跨隧道的研究中,还需对支护结构的强度和稳定性等因素进行考虑。因此,对浅埋超大跨隧道围岩压力计算方法、施工期支护结构承载机理进行进一步研究,以确保隧道施工的安全性,为隧道工程提供科学依据。

大跨隧道穿越接触松散体超前帷幕注浆技术

构造密集复杂区隧道施工过程中往往面临诸多岩层接触带,以软弱夹层和层间错动面为主,裂隙水发育,开挖穿越易引起规模较大的岩体滑塌及软弱岩层的塑性变形。以新建铁路成都至兰州线成都至川主寺段站前工程CLZQ-12-02标德胜隧道为研究对象,联合实施多种超前地质预报手段,精准探明前方地质状况,选用超前帷幕注浆方案对隧道开挖轮廓范围外8 m范围区域围岩进行加固,根据岩体破碎程度、成孔难易情况采取前进式分段+后退式袖阀管双注浆工艺,针对注浆实施效果多方面相互验证,有效防治隧道突水、溜塌等地质灾害问题,保证隧道施工安全可控,为后续类似工程提供一定的参考和借鉴。

变截面特大跨隧道CD法施工模拟及临时支撑失效分析

公路隧道分岔段非标准段落短、工法转变复杂,不利于施工组织开展,同时,由于分岔段通常形成大跨、特大跨隧道,施工安全风险高。本文依托某公路隧道项目,对超大跨隧道开挖方案进行优化,采用FLAC3D软件对特大跨隧道变截面施工步骤进行数值模拟,将模拟结果与现场实测数据进行对比,验证了模拟的有效性。进一步对特大跨隧道CD法施工过程中临时支撑失效工况进行了分析,分析表明临时支撑失效时,先导洞拱腰部位的拱架应力将明显增大,且围岩收敛较拱顶沉降增大明显,该工况下应急处置工作应加强对初期支护水平位移的监测与支撑。

复杂围岩条件下大跨隧道修建技术研究

基于内昆铁路部分三线大跨隧道的复杂地质条件,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,对不同开挖方法及支护方式下围岩变形特点和结构稳定性进行了分析,从而确定了合理的施工方法和辅助工法。通过对不同方案的比较,确定了合理的初期支护方式和参数。在对岩堆体稳定性特点分析的基础上,制定了相应的施工工艺、防坍塌及加固抗滑措施,在工程中应用后取得了满意的效果。由此形成了复杂围岩条件下大跨隧道修建的系统关键技术。

浅埋大跨隧道施工爆破监测与减震技术

以沪—蓉线庙垭分岔隧道工程为背景,研究了其浅埋大跨段掘进爆破的地表震动效应及大断面开挖减震控制技术,并结合爆破监测数据的回归分析,确立了地震波垂向衰减规律的数学模型。综合分析地表及洞内地震波的震动特性发现,地表质点振动主振频率主要集中在低频段;由于表土的滤波作用,主振频率随距离的增加而减小的趋势并不明显;洞内混凝土衬砌减弱了爆破对围岩的冲击,高频地震波衰减极快;开挖区上部的地表振速通常大于未开挖区的振速,浅埋大跨隧道爆破安全控制应以已开挖区顶部的地表振速为准。

单拱大跨隧道信息化施工监控量测技术研究

针对地下工程的开挖和支护安全超前预报以及对地质灾害开展预测的问题,以京珠国道高速公路旦架哨单拱大跨隧道信息化施工为例开展研究工作。现场监控量测主要针对锚杆轴力、围岩应力及型钢内力等,同时结合地面地质调查和隧道洞内地质观测等,通过数据的采集、处理和反馈,建立了隧道信息化施工地质灾害预报流程与模型,并成功地对重大地质灾害进行了预报,使隧道工程的设计和施工运作纳入科学的动态管理中,确保了隧道施工的安全。

浅埋大跨隧道管幕预支护技术试验研究

首都机场T2~T3航站楼联络线大跨隧道下穿不停航飞机跑道,施工风险极大。为了得到合理的管幕预支护参数及开挖方法,本文利用了模型试验,研究了不同管幕布置型式、管径大小及开挖方法对地表、管幕沉降的影响,结果表明:"门"字形管幕比"口"字形管幕形式的地表沉降值大51%左右;直径600mm管幕比直径970mm管幕的地表沉降大24%左右;中间导洞先开挖与最外两侧导洞先开挖所引起的地表沉降值及规律基本一致;飞机动载作用对地表沉降及管幕内力的影响比静载的影响大12%左右。因此,为了安全起见实际工程中采用了直径970mm、"口"字形布置的管幕,开挖方法为先最外两侧导洞、后中间导洞、最后中间两侧导洞。

浅埋大跨隧道预加固措施相似模型试验研究

以京沪高铁西渴马1号隧道为工程背景,采用室内相似模型试验研究管棚和双排小导管预加固措施的加固效果。通过分析开挖过程中不同预加固措施下围岩应力和位移的变化规律,得到以下结论,(1)在隧道轴向上,管棚和双排小导管支护起到了梁的作用,能很好地控制上方岩土体由于隧道开挖而导致的松动,且减少掌子面上方围岩应力,保证掌子面的稳定性;(2)在隧道横向上,管棚和双排小导管能与周围的岩体形成承载拱,可限制上部围岩应力释放,提高支护结构的安全性;(3)管棚的纵向梁效应要强于双排小导管,但双排小导管的横向拱效应要强于管棚。

浅埋大跨隧道下穿建筑物群的施工期安全风险管理

梧村隧道大跨度浅埋暗挖段下穿密集建筑物群,地质条件和环境十分复杂,施工难度极大。针对建筑物不均匀沉降和变形破坏的风险,制定了较为完善的安全管理措施。采用数值模拟方法,对施工开挖、支护进行精细化模拟,得出关键施工步序的变形量;结合类似工程经验和规范,制定安全监测的控制标准,以指导监测和施工。开展全面的监测,掌握隧道施工过程中建筑物、管线、地面以及地层、隧道围岩和支护结构的动态变化,并对关键的建筑物实施24h自动化监测。建立了先进的安全管理网络传输系统,包括监测信息管理、预测预报系统和LED显示屏信息发布系统,将所有监测信息和施工动态存储入数据库服务器中,供联网的计算机检索查询。以第三方监测单位为主,建立报警及监测工作III级管理措施,并及时将报警信息及工程近况以文字和图形方式发布在LED显示屏上,供参建各方知晓。

浅埋大跨隧道掘进中爆破振动控制与监测

文章介绍了在重庆双山隧道开挖爆破施工过程中,为控制爆破振动对山顶建筑物影响,隧道开挖采取了减小单段最大装药量,增设周边减震孔,以及选用合适的爆破器材等措施来控制爆破振动,并在施工过程中,对双山山顶建筑进行设点监测振动,对监测结果进行了分析。结果表明,在隧道掘进过程中对爆破振动控制所采取的措施是成功的,利用传统的经验预测公式保守估算单段最大用药量运用在该工程上可行,振动对测点周围的房屋影响不大,说明对爆破震动所采取的控制技术是成功的,结论为今后类似工程具有借鉴意义。

大跨隧道爆破振动响应特性研究

目前钻爆法仍然是我国岩质隧道工程建设的主要施工方法,钻爆施工不可避免会对围岩及支护结构产生扰动危害。基于此,文章开展了大跨度隧道爆破现场监测试验,分析了不同爆破参数下的振动传播规律。结果表明:隧道爆破在开挖隧道内引起的最大振动主要在衬砌结构的法线方向上;不同爆破参数下引起的各段振动衰减规律略有不同,掏槽爆破引起的振动衰减最慢,影响范围更广。周边爆破近区振速较大,远区快速衰减;引起最大爆破振动速度的不一定就是掏槽段和最大装药量段,其与装药集中程度、炮眼个数及分布范围有一定关系;掏槽段单位药量引起的振动速度最大,随着爆破逐渐向外扩展,单位药量引起的振速呈震荡式衰减。研究结果对类似工程具有一定的指导意义和参考价值。

浅埋大跨隧道下穿建筑物时的变形控制标准

厦门市机场路一期梧村山隧道,设计为浅埋大跨结构,并要求下穿密集浦南建筑物片区。为控制该区严峻的环境风险,特别是建筑物的变形风险,建立相应的建筑物变形控制标准,通过施工现场试验段、先期施工、开挖、辅助工法的实施,以及全方位的变形监控量测结果,对该控制标准进行工程验证与反馈分析,从而形成可靠、可操作的变形过程控制综合指标,作为下穿建筑物项目风险管理体系的核心要素。研究成果已得到专家组的认可,并在现场开始付诸实施,其控制效果良好。

“盖挖法”在近接既有建筑物的大跨隧道施工中的应用

针对大跨隧道洞口段埋深浅、邻近既有建筑物的工程特点,在国内外研究成果的基础上,对近接施工影响程度及范围进行了分析,并对各施工方案进行详细比选。结果表明,"盖挖法"不但能克服传统方法带来的各种不利因素,而且能够确保隧道的施工进度和既有建筑物的安全,同时可减少对洞口生态环境的破坏,是最佳的近接施工方案。

浅埋暗挖大跨隧道中的施工力学原理与施工技术研究

基于地铁车站大跨暗挖隧道的软弱地层条件,进一步研究大跨暗挖隧道施工过程力学原理中的大跨隧道分部开挖位移控制机理,隧道围岩的预加固机理及大跨隧道中临时支护结构拆除,二次衬砌施工过程中初期支护、二次支护力系转换机理和控制方法。据施工力学原理确定地铁车站大跨暗挖隧道合理的施工方法和辅助工法,在工程中应用后取得满意的效果。由此形成软弱地层条件下大跨暗挖隧道修建的系统关键技术。

大跨隧道核心土临时支护稳定性研究

随着断面跨度的不断增大,公路隧道设计开挖方式也在不断转变。同三、京珠国道主干线绕广州公路东环段龙头山隧道属单洞四车道特大断面公路隧道,进出口Ⅴ级围岩段地质条件恶劣,采用双侧壁导坑法施工。在龙头山隧道的施工过程中,其核心土临时支护出现失稳。通过简化临时支护稳定的影响因素,建立力学平衡方程,推导出核心土临时支护稳定性的判别准则,开挖上台阶时临时支护稳定性的控制因素为基底围岩承载力与临时支护曲率,并通过算例计算了Ⅴ级围岩临时支护设计曲率条件下满足龙头山隧道临时支护安全要求的基底承载力的要求,在同类工程中有较大的应用价值。

大跨隧道超浅埋段护拱反吊暗挖法设计及作用分析

通过介绍护拱反吊法在大崛坑1号隧道中部超浅埋冲沟段暗挖施工中成功应用,并利用三维数值计算模拟动态施工过程,对护拱反吊方案作用效果进行分析,总结护拱反吊法作用机制。分析结果表明:护拱反吊法在控制围岩变形,抑制塑性区发展以及对支护结构受力状态的改善等方面效果明显,是一种安全、快速有效的大跨隧道超浅埋段暗挖施工方法。

山谷地带浅埋大跨隧道地表竹管注浆地层预加固方法

以京珠复线长沙至湘潭高速公路邓家湾隧道为依托,针对该隧道左线进口端位居山谷地带、开挖断面大、覆盖层薄、围岩破碎等特点,提出在洞身开挖范围内采用地表竹管注浆,而在边坡外侧采用倾斜地表钢管注浆预加固方案。暗挖实施效果表明:通过地表注浆预加固,改善了围岩的物理力学性能,缩小了开挖变形产生的松弛区范围,加快了施工进度,确保了施工安全,取得了较好的经济和社会效益。