隐式中墙复合式连拱隧道CD法施工模型试验研究

为了深入研究新型连拱隧道——隐式中墙复合式连拱隧道CD法施工过程中,围岩变形和初支结构的受力特征,该文依托重庆沙坪坝站铁路综合交通枢纽工程,通过模型试验再现了隧道施工过程,分析了不同开挖步序下围岩的变形以及初支结构的受力变化规律。结果表明:(1)模型试验验证了数值模拟中对施工步序优化后围岩的沉降规律,实测沉降数值与数值模拟结果相符合;(2)双连拱隧道初支结构在加载破坏时,中墙上方的变截面处最容易开裂,并迅速形成通缝,验证了需对中墙采取优化措施的必要性;(3)双连拱隧道初支结构加载时,其内力值均较小,与数值模拟结果基本吻合,满足设计要求。

隐式中墙连拱隧道平行中隔壁工法设计与分析

分析连拱隧道工法研究现状和趋势,结合隐式中墙复合式连拱隧道[1-2]结构形式,提出一种新的连拱隧道施工方法—平行中隔壁法,其无需中墙临时支护,预留岩体保护中墙,减小对环境的影响,大幅提高连拱隧道的施工效率,实现连拱隧道的快捷施工。对平行中隔壁法进行详细设计与分析,并对其进行数值模拟。结果表明:平行中隔壁法可保证隐式中墙复合式连拱隧道施工安全,各上台阶步序开挖和拆撑为控制竖向变形的关键工序,左洞拱腰与中墙连接处和左洞仰拱与中墙连接处是初期支护的安全控制点。

隐式中墙连拱隧道修建优化设计

隐式中墙复合式连拱隧道在长距离浅埋暗挖施工过程中,面临管棚超前支护施作工序复杂、先开挖侧隧道拱腰至边墙处应力集中以及中墙顶部区域夹岩稳定性差等技术难题。文章以某一具体工程为例,为解决大管棚工作室对连拱隧道施工效率的影响问题,采用了无室管棚技术;并从中墙顶部区域设置加长网状的非等参系统锚杆、中墙与先行洞衔接处初期支护的圆顺过渡和临时中墙两侧设置自进式锚杆悬吊这三个方面对隐式中墙复合式连拱隧道进行了优化设计和计算分析。分析结果表明:在采用上述三种结构优化设计后,隐式中墙复合式连拱隧道的施工安全性得到大幅提高;隐式中墙复合式连拱隧道采用优化结构,并采用无室管棚技术,实现了连拱隧道的安全快捷施工,具有较好的应用前景。

隐式中墙连拱隧道工法探讨

为了选择合理的施工方案,针对隐式中墙复合式连拱隧道,对多种施工方案进行了数值模拟。分析结果表明:在多种施工方案条件下,隐式中墙复合式连拱隧道结构均能保证施工安全;对称中隔壁法和平行中隔壁法在结构安全和变形控制上较为有利。平行中隔壁法中的主辅洞间隔、同步并行施工方案是最经济、最快捷、最环保的方案,其综合进度指标比普通中导洞法提高107%,比三导洞法提高79%,可大幅提高连拱隧道的施工效率。上台阶开挖和拆撑为控制变形的关键工序,辅洞拱部与中墙搭接处、辅洞仰拱与中墙搭接处为结构安全控制部位。

喷筑隐式异型中墙复合式连拱隧道的设计分析

为解决连拱隧道防排水效果差、结构耐久性差和施工效率低的问题,文章分析了连拱隧道设计和施工现状,总结了现行结构型式存在的问题,提出了一种新型连拱隧道结构型式。该结构采用一次喷筑钢纤维混凝土的异型隐式中墙,可保证较高的施工效率;中墙在底部采用扩大基础,并在施工时预留岩柱对中墙进行保护,具有较高的施工安全性;采用独立防排水体系和等厚二次衬砌结构,具有较好的防排水效果和耐久性。通过有限元软件三维分析,结果表明:在多种施工步序情况下,该结构型式均能保持施工安全,且实现连拱隧道的快捷施工。