基于强度折减法的河漫滩软土浅埋偏压连拱隧道洞口边坡稳定性研究

以南京市乌龙山大跨浅埋偏压连拱隧道为背景,基于有限元强度折减法分析了隧道施工过程中洞口边坡的安全系数和塑性区分布特征,探明了不同坡角和隧道埋深下边坡稳定性情况与破坏模式发展规律,并提出相应施工建议。结果表明:边坡角度越大、隧道埋深越小时,隧道开挖过程中上覆边坡的安全系数越低。及时施作隧道衬砌能大幅度提高坡体稳定性,但当隧洞顶部埋深超过洞高的1.5倍后,衬砌加固效果相对有限;当边坡角度为60°时,坡体潜在滑动面将沿隧道浅埋侧拱顶附近产生,当隧道洞顶埋深达1.5倍洞高时,边坡破坏面不再经过隧道,而是分布于拱顶上方;针对隧道洞口段安全性较差问题,建议根据不同隧道埋深和边坡角度采用不同范围的坡表注浆加固方案。当隧道埋深>1.5倍洞高时,无须坡表注浆;当隧道埋深<1.5倍洞高且边坡角度<60°时,应在隧道浅埋侧施工前对坡脚至中隔墙区域进行注浆,且加固深度不应小于隧道拱腰埋深;当边坡角度达60°时,深埋和浅埋侧隧道施工前均需进行坡表注浆。

大跨度浅埋偏压连拱隧道施工技术优化与探讨

浅埋偏压段隧道施工是工程项目建设中一项极具挑战性的工作,特别是在大跨度条件下,施工难度更大。近年来,随着我国基础设施建设的不断深入,高速公路、铁路等网络不断完善,大跨度隧道浅埋偏压段的施工问题逐渐凸显。本文将探讨大跨度隧道浅埋偏压段的施工问题,并结合临沂市高铁片区道路工程,分析双侧壁导坑法施工技术在同类工程中的应用。

浅谈薄中墙连拱隧道中墙开裂病害的处治施工

某高速公路隧道为一座连拱小净距分离式隧道,连拱隧道位于该隧道进口段,共计650m,其中等截面中墙厚度1.4m,长度400m;变截面中墙厚度由1.4m逐渐加宽,长度250m,采用无中导法进行施工。在先行洞开挖完成,后行洞跟进过程中,中墙出现不同程度的开裂,发生病害的段落主要为连拱至小净距开始变化的过渡段。本文从原因分析、临时加固、裂缝处治施工方面进行阐述,为连拱隧道的施工及中墙开裂处治提供参考。

中隔墙模板台车施工技术在偏中连拱隧道中的应用

连拱隧道在国内外进行了多方面的探讨和研究,我国连拱隧道主要采用三导洞施工法,中隔墙在施工中既要作先、后行隧道初期支护的共同受力点,同时也是先、后行隧道二次衬砌的共同连接处,中隔墙结构是连拱隧道成功与否的关键所在;中隔墙在中导洞中的位置有居中和偏于一侧两种,由于中隔墙偏中,通常无法直接采用模板台车施工,通过对偏中中隔墙结构的研究,优化施工工艺,解决了中隔墙台车在偏中连拱隧道中的应用。

重庆翠云片区横二路连拱隧道开挖技术方案研究

连拱隧道采取先中导洞开挖贯通,应利用中隔墙两侧布设排水管、高压风水管等为正洞尽早进洞施工、顺坡排水、安全文明施工、节约弃渣成本创造便利条件,左右洞掌子面保持安全步距,正洞开挖应尝试采用静态爆破或劈裂开挖技术来减少在不良地质条件下复杂而频繁的工序转换,减小震动、噪音,改善施工环境,提高掘进速度和施工安全。

哀牢山区小净距及连拱隧道施工关键技术研究

阿底坡隧道工程的开展,对于落实国家扶贫战略和“一带一路”倡议具有积极意义。此工程依托于复杂的地质和丰富的多样性地形,提高了工程的复杂度和技术难度。在隧道建设方面,特别是小净距隧道和连拱隧道的设计与施工技术,对于工程的成功实施至关重要。因此,本文基于工程特点和建设需求,分析了连拱隧道和小净距隧道的技术特点,并着重说明了阿底坡隧道中长管棚注浆、小导管注浆、中导坑支撑、岩柱加固和中隔墙顶部回填等关键技术的应用,以期望能够保障隧道进洞施工的安全性、经济性、高效性以及环保性。

连拱小净距隧道爆破施工设计与优化

以新民隧道某连拱小净距隧道工程为例对连拱小净距隧道工程爆破施工的设计和优化进行探索。该隧道地质条件复杂,工程要求严格。针对该隧道特殊条件,在钻爆法开挖进行了爆破施工设计方案的优化,并探讨了爆破振动的校核与控制方法。通过对不同围岩条件的爆破方案优化,降低爆破振动对隧道稳定性的影响,为该工程施工提供了技术支持。

风控预警 提升连拱隧道施工安全

隧道工程作为现代城市建设和交通运输领域的重要基础设施,扮演着连接城市和促进经济发展的关键角色。复合异型直薄中墙连拱隧道作为一种创新的隧道结构形式,因其结构的独特性,在施工过程中面临着一系列安全风险,给工程施工和运营带来了巨大的挑战,因此施工安全风险管控预警成为该领域研究的关键。

大跨度双连拱隧道下穿既有地铁近接施工的围岩力学特征模型试验研究

以西安沣河东路市政通道工程下穿地铁5号线区间既有地铁结构为工程背景,采用模型试验和有限元数值模拟相结合的方法研究大跨度双连拱隧道下穿既有地铁结构近接施工的力学特征响应过程。结果表明:随着大跨度双连拱隧道开挖,地表沉降呈现“缓慢增加—急剧增大—趋于稳定”3个阶段;中隔墙处对应地表沉降值最大,对此处的地表变形应加强监测,及时控制;拱顶竖向应力变化也呈现“应力聚集—应力释放—稳定状态”3个阶段,且会在一定范围形成压力拱来承担上部荷载;边墙所受开挖扰动比拱顶大,边墙竖向应力集中及水平应力释放主要在0.3倍~0.5倍单洞开挖跨度范围内,对此部分围岩应及时注浆加固处理;通过试验和数值计算得到U型槽轨道板上下表面应力曲线形状均呈“W形”和“倒W形”,且轨道板最大沉降和翘曲出现在-0.9D~0.9D(D为隧道单洞开挖跨度)处,此处会出现最大拉压应力;此研究成果为本隧道的设计和施工提供了理论依据,同时对今后类似工程的施工提供了良好的借鉴和参考价值。

软岩浅埋连拱隧道施工围岩变形特征分析

为研究软弱破碎围岩浅埋连拱隧道施工过程中围岩变形特性,依托陕北某连拱隧道实际工程,通过现场布设监测仪器系统开展了拱顶沉降、围岩变形长期测试,获得了随施工过程拱顶沉降及围岩径向变形规律。结果表明:地表沉降近似于Peck沉降曲线,越靠近隧道中心地表沉降越大,最大沉降值产生于左线隧道开挖落底后,约为12.1 mm;拱顶沉降沿隧道纵向变化规律为:中导洞>正洞>左右侧导洞,中导洞表现为拱顶下沉,侧导洞则是水平收敛,上台阶施工因未临时仰拱封底而其收敛变形显著大于下台阶施工;随距隧道壁面距离增加,测点累计变形量逐渐减小,K21+970测试断面围岩松动区约2 m,因测线布置限制,K21+970测试断面松动区超过4 m。

高速公路浅埋大跨度双跨连拱隧道结构安全评估研究

使用传统方法受到模糊隧道结构状态影响,获取的评估指标无法与安全状态一一对应,导致隧道横向位移和纵向沉降量与实际数值不一致。为了解决这个问题,本文进行了高速公路浅埋大跨度双跨连拱隧道结构安全评估研究。分析隧道结构纵断面变形,计算隧道纵向变形半径,构建等效刚度模型,研究纵向断面环缝张开量变形极限程度。计算隧道横向变形半径,分析隧道管片横向收敛程度。构建隧道结构错台力学模型,分析管片错台等级。采用FLAC有限元软件对隧道结构混凝土开裂进行数值仿真模拟,分析混凝土开裂程度。使用层次分析法计算隧道结构安全性评估指标状态值,避免模糊隧道结构状态影响评估结果,引入变权重修正方法反映隧道结构整体安全程度。依据隧道结构安全状态评估指标,结合加权平均法赋予评估指标分值,以此为依据划分隧道结构安全评估等级。由案例分析结果可知,该方法横向位移与实际数值一致,纵向沉降量与实际数值最大相差1mm,说明使用该方法评估结果精准。

浅埋连拱隧道中隔墙地基受力变形及注浆加固研究

为研究浅埋连拱隧道中隔墙地基受力变形特征及基底注浆加固方法,依托云南省某拟建高速公路连拱隧道,采用MIDAS/GTS软件进行数值模拟计算和分析。研究结果表明:(1)在围岩较好、埋深较小时中隔墙基底压力分布随施工过程由“马鞍形”分布逐渐变为“钟形”分布,最大基底压力出现在先行洞衬砌浇筑后右侧墙趾处,中隔墙地基总体上处于隆起变形状态;(2)在围岩较差或埋深较大时中隔墙基底压力分布呈“马鞍形”分布,最大基底压力出现在后行洞二衬浇筑后中间偏右处,中隔墙地基总体上处于沉降变形状态;(3)通过数值分析得到不同埋深、地质条件下的连拱隧道中隔墙地基需要满足的承载力,并结合现行规范及前人研究成果,提出了中隔墙岩石地基加固前后地基承载力计算方法。研究成果可为连拱隧道的设计和施工提供参考。

破碎围岩大跨偏压连拱隧道施工方案比选及支护优化研究

在复杂地形条件下确保隧道施工安全性的同时保证施工进度,选择合理的施工方案尤为重要。以夏鹃路下穿智慧公园隧道为依托,从结构安全、经济、进度等方面对双侧壁导坑法和三台阶七步开挖法进行了对比分析,对比论证得出在本工程中前者优于后者。并通过数值模拟方法,对使用三台阶七步开挖法施工的隧道洞口段和洞身段在不同支护方法下引起的拱顶下沉、围岩收敛进行分析,分析结果表明:在使用三台阶七步开挖法进行隧道施工时,洞口段适合采取管棚+锁脚锚杆+临时仰拱+双层超前小导管的联合支护,洞身段适合采取双层超前小导管+锁脚锚杆+临时仰拱的联合支护。

考虑围岩参数空间变异性的连拱隧道稳定性分析

依托某高速公路连拱隧道,通过有限元极限分析结合随机场分析的方法,研究了围岩参数空间变异性对连拱隧道施工稳定性的影响。首先,开展了将岩石视为均质材料的确定性分析,通过有限元极限分析计算出了后行洞施工过程中各个开挖施工阶段的稳定系数,阐释了此时隧道结构的变形破坏模式和塑性区分布,得到了施工过程中的最危险工况。之后,通过随机场分析,研究了包括变异系数、相关长度在内的因素对连拱隧道最危险工况下的稳定系数、塑性区分布的影响。将随机分析得到的稳定性系数分布与确定性分析结果进行比较可知,即使岩石材料强度达到工程常用的置信度,确定性分析的结果仍然在一定程度上高估了工程安全性,这表明了确定性分析的局限性。最终,在考虑围岩参数空间变异性的情况下,得到了本工程隧道的失效概率及围岩强度参数设计标准值的建议值。本文的研究成果表明了隧道设计中考虑围岩参数空间变异性的重要性,可为相似工程的设计与施工提供参考。

浅埋大偏压六车道连拱隧道初支换拱处治技术

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。整座隧道位于山体斜坡上,属大偏压隧道,其中K280+400~+434段埋深浅,围岩风化严重,洞顶溶腔发育。先行洞掌子面开挖至ZK280+400时,出现地表开裂、初支变形严重且侵入二衬限界的情况。为保障隧道如期完工,从初支变形应急措施、换拱可行性论证及局部换拱施工等方面提出大变形治理方案:(1)洞内抢做二衬,补充注浆,反压回填及临时支撑等应急处治措施限制初支位移发展;(2)分析初支大变形原因,论证初支换拱的必要性及可行性。(3)现场实施局部换拱作业,对初支侵入二衬部分妥善处治。后续后行洞顺利通过换拱段,先行洞监测数据表明金山隧道初支换拱治理效果良好。

大断面连拱隧道斜向横洞辅助中隔墙施工技术研究

大断面双连拱隧道采用“先中导洞后正洞”的施工方法时,中隔墙的施工进度影响着整个工程的建设周期,采用斜向横洞辅助施工时,可以有效加快中隔墙施工进度,降低雨季施工塌方风险。本文结合工程应用案例,对大断面双连拱隧道斜向横洞辅助中隔墙施工技术进行优化,达到进一步提高施工效益的目的,为此类斜向横洞辅助措施的设计施工提供技术参考。

连拱隧道下穿既有高速公路管幕法施工技术研究

新建隧道下穿城市既有道路,当埋深较浅时,上部道路很容易因沉降过大而导致路面结构开裂,甚至破坏等问题,因此研究隧道的施工技术是非常必要的。以西安市开元路至建元路下穿通道项目为依托,在连拱隧道施工过程中采用有限元软件模拟管幕法支护对隧道结构、围岩稳定性及上部道路路面沉降的影响。主要结论如下:(1)新建连拱隧道围岩竖向最大位移为7.4 mm,满足规范要求,隧道结构安全可靠;(2)采用管幕法施工时,路面沉降最大值仅为4.39 mm,说明管幕法开挖连拱隧道下穿既有城市道路是可行的;(3)采用管幕法施工隧道二衬最小安全系数为2.05,大于规范最小安全系数,衬砌结构安全可靠。综上可见,采用管幕法作为超前支护措施,连拱隧道下穿既有城市道路对上部路面影响较小,施工安全风险较低。

中承式双连拱拱桥拆除工艺研究

目前国内较大跨径桥梁拆除工程的施工方法和工艺尚不够系统、完善,缺乏规范的技术指导,缺少成熟的、成套的工艺,加上桥梁拆除体系转换复杂,施工风险系数大,关注度高,施工难度极大。蜀河汉江大桥为2×120m中承式钢管混凝土拱桥,是全国首座逆序拆除作业的中承式双连拱拱桥。通过总结中小桥梁拆除施工及其他建筑拆除施工工艺,结合桥梁现场实际工况,研究出了适用于大桥逆向拆除的施工工艺,顺利完成了大桥拆除施工。

滑模在高速公路连拱隧道中隔墙施工中的应用

高速公路连拱隧道中隔墙是整个连拱隧道结构稳定的关键,是连拱隧道最重要的结构体,它对围岩的支撑稳定具有非常重要的作用。对连拱隧道中隔墙采用滑模连续浇筑施工技术进行总结分析,结合马草坡隧道实例主要研究了中隔墙滑模施工中的测量放线、滑模定位移动、混凝土浇筑及养护等。

山区高速公路连拱隧道中导洞快速施工方法

山区高速公路隧道一般设置为分离式的双洞,双洞间距一般为30m左右,称之为分离式隧道。有时受地质条件以及施工工艺影响,一些隧道不得不采用连拱隧道。对连拱隧道中导洞的开挖方法、支护型式进行简要论述,结合现场实际情况,总结连拱隧道中导洞快速施工方法。