Case Study on Synchronous Construction Technology for Secondary Lining of Large-diameter Single track Shiel Shield-bored ored Tunnel

The synchronous construction of the secondary lining during the boring of large-diameter shield faces challenges such as the design of the lining jumbo,the high requirements on the performance for the lining jumbo,the organization of the construction activities in the small and confined area,the horizontal transportation for shield boring and high safety management requirements.A super-long invert lining construction jumbo,as well as the matching California switch,is developed,which provides solution for the confliction between the invert lining construction and the horizontal transportation.The procedure and method for the synchronous operation of the shield boring and the secondary lining are developed by referring to the synchronous construction of the secondary lining during the boring of the TBMs in hard rocks.Due to the adoption of the synchronous operation of the shield boring and the secondary lining,the construction period is shortened and the construction cost is reduced.The paper can provide reference for the synchronous construction of the secondary lining in similar projects in the future.

深埋三连拱隧道围岩压力计算方法

基于普氏压力拱理论和过程载荷设计方法,考虑连拱隧道组合成拱作用,以及施工工序和中隔墙支撑作用,量化相邻简化导洞间的施工扰动,提出深埋三连拱隧道不同施工断面及工序下的载荷分布模型,进而改进了深埋三连拱隧道围岩压力的计算方法,结合八达岭长城站三连拱隧道工程,将理论结果与实测数据对比,验证计算方法的合理性.最后系统分析施工工序、中隔墙宽度和开挖跨度等因素对围岩压力的影响规律.结果表明:深埋三连拱隧道相互间的施工扰动影响无法忽视,次行洞、后行洞的开挖都会扩大先行洞上方松散破碎围岩区域,造成较为明显的偏压现象;当中隔墙岩体抗压强度较小时,增加中隔墙宽度难以改善围岩压力分布状态,当中隔墙岩体抗压强度较大时,增大宽度能够显著减小围岩压力;围岩条件越差,三连拱隧道各洞室所受围岩压力越大,同时偏压现象也更加明显.文章基于普氏压力拱理论和过程载荷设计方法所得出的计算方法,增加考虑了连拱隧道相邻洞室间的施工影响,揭示了三连拱隧道的偏压效应,填补了有关三连拱隧道围岩压力计算方法的研究空缺,为相关工程设计提供了重要参考.

基于位移等代法的深部直墙半圆拱形隧洞松动圈厚度预测

【目的】位移等代法是在工程实践中被广泛应用的一种等效圆法。为进一步探索该方法在深部非均匀应力场下预测松动圈厚度的工程效果,并建立具有工程适用性的等效圆半径计算公式,【方法】选取深部隧洞常采用的直墙半圆拱形断面为研究对象,根据位移等代法基本原理,利用FLAC~(3D)数值模拟和理论计算相结合的方式,建立了侧压系数λ为1.1~1.5,跨高比b_0/h为1.3~1.5条件下的等效圆半径函数关系式,并应用到江西曲江某煤矿水仓围岩的松动圈厚度预测。【结果】结果显示:根据等效圆公式计算出的水仓围岩松动圈的纵轴厚度为1.41 m,横轴为1.20 m,呈椭圆形;现场实测的松动圈也呈椭圆形,厚度平均值在1.15~1.45 m,其中最大均值在纵轴1.45 m,最小均值在横轴为1.15 m。理论预测值与实测值相吻合。【结论】结果表明:位移等代法适用于深部软岩松动圈厚度预测;所建等效圆半径公式具有良好的工程适用性,可为评价和预测类似隧洞工程松动圈厚度提供一种简化的、可借鉴的方法和思路。

连拱隧道双向施工力学行为特征研究

为研究连拱隧道双向单洞开挖施工过程中的力学行为特征,以湖南省安慈高速雷家台连拱隧道为研究对象,采用有限元软件Midas GTS/NX建立三维数值模型,模拟连拱隧道双向单洞开挖过程与传统工况下的单向双洞开挖过程,对比分析连拱隧道中隔墙的应力应变、隧道围岩压力及围岩位移。研究结果表明:双向单洞开挖工期约为单向双洞开挖工期的2/3;双向单洞开挖与传统工法的单向双洞开挖所产生的隧道围岩压力和围岩位移在数值上相差不大;施工结束后,两种施工方案的中隔墙应力大小相差无几,但在施工过程中,双向单洞开挖时中隔墙会产生扭矩力,应对中隔墙抗扭做出相应的有效支护;双向单洞开挖时中隔墙的两端均出现向开挖段横向偏移的情况,在后续中隔墙的优化中应着重考虑。

隧道拱墙排水板通水能力试验研究

我国铁路隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,通常富水区段拱墙部位会设置排水板,以加强排水,由于排水板为点状凸壳异形结构,其排水能力目前只停留在理论计算层面。为了研究隧道拱墙排水板的实际通水能力,文章以新建某铁路隧道为依托,选取隧道某一区段(10 m)开展排水板通水能力试验研究,得出排水板的排水响应速度约为5 min,其最大排水能力可达3.37 m^(3)/h。文章研究结果为优化产品结构、改善隧道防排水现状及制定标准提供了技术参考。

超大跨度改扩建隧道深塌方冒顶处理技术

通过分析超大跨度改扩建隧道深塌方冒顶的原因,提出了一系列的处理方案,包括加强地质勘察、优化施工方法、加强支护措施等方面。为了验证这些处理技术方案的可行性和有效性,进行了模拟实验和工程实践。结果表明,这些处理技术方案能够有效地控制隧道深塌方冒顶的发生,提高工程的安全性和可靠性。

密贴式中隔墙连拱隧道设计施工方法研究

为解决传统连拱隧道在施工过程中遇到的高造价、长工期、多病害及不易治理等问题,提出一种新型密贴式中隔墙连拱隧道结构形式,该类连拱隧道中隔墙一侧紧贴中导洞直墙壁,在中导洞开挖支护完成后,只需单侧支模即可完成中隔墙的混凝土浇筑,无需土方回填即可进行主洞的开挖。采用施工横道图对比分析了2类连拱隧道的施工效果效率。结果表明:1)新型连拱隧道施工作业场地宽大,工序简单,易于机械化作业;2)新型连拱隧道的施工效率至少提高了23%;3)同等施工条件下,新型连拱隧道在控制围岩变化方面更具优势,对地表沉降、拱顶沉降以及中隔墙顶部水平位移的控制更加有效。新型密贴式中隔墙连拱隧道结构具有显著的施工优势和更好的围岩控制效果,可为连拱隧道的设计与施工提供新的思路和方法,具有良好的应用前景。

激光投线仪在隧道仰拱边墙施工中的精确定位技术研究

本文专注于激光投线仪在隧道仰拱边墙施工中的精确定位技术研究。通过深入分析激光投线仪的机械结构、工作原理和技术特性,探讨了其在提高隧道建设精度和施工效率方面的应用潜力。文章还评估了这种技术在实际工程中的表现,特别是在提升定位精度和工作效率方面的优势。研究结果表明,激光投线仪能显著提高隧道仰拱边墙施工的精确度,为未来隧道工程提供了重要的技术参考。

双连拱隧道施工过程的三维数值模拟

研究了双连拱隧道施工过程中左右洞施工的相互影响、中墙的变形及其控制问题。其方法为将隧道施工工序分为20步;利用ANSYS程序对隧道的围岩、中墙的变形、受力变化过程进行了三维有限元仿真分析,得到了右洞开挖对左洞围岩位移的影响范围约为开挖面前后3B(B为单洞开挖跨度,为12m)。右洞施工时,开挖面后方的中墙产生整体向左的偏转,墙身中部向左侧鼓出,基部右趾向上抬起。中墙侧的回填有效地抑制了中墙的变形,所以施工时中墙侧必须回填密实。为了控制中墙的变形,两开挖面间距应小于2.5B～3.0B。

极浅埋连拱隧道中隔墙顶部岩体塌方演化过程分析

中隔墙是连拱隧道的主要承载构件,若中隔墙顶部回填不密实极易引发顶部围岩的大变形或塌方,针对这一现象,研制了相似模型材料和配套试验设备,开展了相应的破坏性模型试验,研究了塌方的演化过程,并通过离散元UDEC数值模拟,再现了模型试验中隔墙顶部围岩塌方破坏的全过程,从围岩位移和塑性区分布情况分析了塌方机制,计算结果与模型试验吻合较好,并提出了有针对性的预防措施,对类似工程具有借鉴意义。

复杂地质条件下偏压连拱隧道中隔墙变形与受力特征

中隔墙是连拱隧道的重要构件,施工期间的受力及变形规律十分复杂,如何保护中隔墙免受偏压影响是连拱隧道施工中的重要课题。以富溪连拱隧道进口偏压段施工为背景,通过对施工过程的三维数值模拟,对偏压、软弱破碎围岩条件下中隔墙受力及变形规律进行了分析。结果表明,施工期间中隔墙会受到十分明显的偏压作用而朝浅埋侧摆动,地形偏压导致中隔墙中上部朝隧道浅埋侧变形,两侧隧道的错距开挖则会引起中隔墙左右小幅摆动;中隔墙晚接顶能有效改善中隔墙的受力状态,减小偏压影响。据此制定了有效防偏措施,实践证明效果良好。

大跨度连拱隧道直中墙受力现场监测分析

针对宛坪高速公路六车道大跨度连拱隧道具体条件,选择吴家庄隧道的典型断面,对该断面三层直中墙的内层中墙内力进行施工全过程的监测。在监测结果的基础上,考虑不同施工阶段的相互影响,对内层中墙内力进行了深入的分析,得出内层中墙在隧道开挖过程中的力学特征,并对该隧道内层中墙进行安全性评价。结果表明,不同施工工序对中墙的内力影响较大,尤其以下台阶的开挖影响最大,但是中墙在整个施工过程中都满足结构稳定性要求。

整体式中隔墙连拱隧道模型试验及现场监测

针对连拱隧道复杂的施工力学特性,结合实际工程,通过模型试验和现场监测分别研究了整体式中隔墙连拱隧道在中导正洞台阶法施工过程中的位移和中隔墙应力变化情况,并详细分析了各开挖步骤对其的影响。结果表明,对于整体式中隔墙连拱隧道,上台阶开挖对顶部位移和中隔墙应力的影响大于下台阶开挖产生的影响;隧道顶点位移-历时曲线总体形状呈S形,最大位移发生在后掘隧道的顶部。由于主洞的开挖将使中隔墙另一侧应力增加较大,而本侧应力增加较小甚至降低,因此,先掘隧道的开挖使中隔墙产生由先掘隧道侧向后掘隧道侧偏转的弯矩,而后掘隧道的开挖将使该弯矩值减小。

爆破振动对双连拱隧道中墙的影响分析

在Ⅱ、Ⅲ级围岩条件下,双连拱隧道常采用双侧全断面法施工。通过对双连拱隧道施工过程中的爆破振动进行三维数值模拟分析,研究了双连拱隧道后行洞爆破施工对中墙的振动影响。结果表明:双连拱隧道后行洞爆破对中墙有较大影响,需采用相应的保护措施,来减小爆破振动对中墙的扰动,而临时支护将会被破坏。

高速公路双连拱隧道的中墙力学特性分析

通过结合广惠高速公路小金口双连拱隧道工程,根据现场对隧道Ⅱ类围岩中墙的监控量测结果( 1 - 1断面) ,对连拱隧道的中墙力学特性进行了深入的分析,发现中墙是连拱隧道的主要承载结构体,对中墙基底的承载力要求较高。隧道在由单侧施工过度到双侧施工时,中墙顶部围岩经过三次扰动后,围岩应力释放存在不均衡性,而导致中墙承受较大的偏心荷载,最终出现偏压现象。通过对中墙力学特性分析,提出了有利于连拱隧道结构稳定的中墙基底样式。

小净距隧道设计荷载的确定

为了提高小净距隧道的设计理论水平，分析了小净距隧道的受力情况．塌落拱的高度一般在3～4m（隧道宽度15m），小净距隧道中夹岩墙宽度只有5～7m，在施工过程中，2个隧道的松动圈会出现重叠，使中夹岩墙产生较大的垂直向下位移，从而增加了塌落拱的跨度，中夹岩墙上部的应力相应增加．基于双塌落拱理论，认为小净距隧道松动压力的计算值应在单个隧道宽度与整个隧道开挖宽度相应的松动压力之间取值，根据中夹岩壁下沉的大小，在双塌落拱压力上乘以0．5～0．8的系数，来确定小净距隧道的荷载，建立了深、浅埋小净距隧道荷载模式．将该方法确定荷载与福州国际机场高速公路鹤上隧道（小净距）的监测数值进行对比，两者有较好的吻合．

双连拱隧道穿越破碎山体围岩稳定性数值分析

双连拱隧道开挖过程中围岩变形和应力变化情况复杂,施工难度大,有必要采取一些措施为实际施工提供技术指导,确保施工的安全。利用数值模拟方法,计算分析了南京九华山隧道穿越破碎山体的受力、变形情况,分析结果表明,开挖过程中围岩能够保持稳定,为实际施工提供了理论指导和参考,也为这类问题的研究提供了一条新的思路。

大跨度偏压连拱隧道现场监测与受力分析

针对宛坪高速公路六车道大跨度双连拱隧道具体条件,通过埋设量测元件对隧道结构进行施工全过程的监测,获得了在施工偏压条件下,各施工阶段的围岩应力、变形、中墙内力及其变化情况。在监测基础上,考虑不同施工阶段的相互影响,对中墙内力进行了深入的分析,得出中墙在隧道开挖过程中的力学特征,并对该隧道中墙进行了安全性评价。

深部直墙拱形隧洞围岩板裂破坏的模拟试验研究

为了解深部直墙拱形隧洞板裂破坏的发生过程和机制,采用TRW-3000真三轴试验系统对含直墙拱形孔洞的红砂岩立方体试样(100 mm×100 mm×100 mm)进行了真三轴试验,模拟了深度500 m初始地应力环境下直墙拱形隧洞板裂破坏过程,并利用岩样内部破坏视频监控系统对试验过程进行实时记录和监测。试验完成后,对试验过程中孔洞侧壁破坏过程、破坏特征进行了分析,并与同等深度的圆形孔洞洞壁破坏进行了对比。结果表明:在竖直应力为最大主应力和水平径向应力为最小主应力的条件下,直墙拱形孔洞破坏主要发生在两侧拱脚和拱腰之间,靠近自由面的围岩破裂为近似平行于最大主应力的板状薄岩片,呈典型的张拉板裂破裂特征;随最大主应力的增加,板裂破坏逐渐向孔洞水平径向发展,板裂岩片呈现中间厚、两翼薄的弧形特征,最终形成对称的V型槽破坏区,并具有明显的时间效应。与圆形孔洞的动力破坏特征相比,直墙拱形孔洞主要偏于静力破坏,且初始破坏所需应力水平高,孔洞侧壁在高应力环境中破坏更严重。

连拱隧道中隔墙现场监测及分析研究

在隧道工程建设中,现场监控量测及信息反馈在修正设计、指导施工、确保施工安全等方面发挥着越来越重要的作用。中隔墙作为连拱隧道的中枢结构和重要承载构件,其受力及位移情况往往对工程成败和安全起着决定性作用。在多座连拱隧道现场监测工作的基础上,文章主要介绍了主筋轴力量测、混凝土表面应变量测、混凝土内部应变量测,以及位移量测等针对连拱隧道中隔墙的现场监测方法,并结合中隔墙主筋轴力量测,给出一现场监测及分析实例。最后,对连拱隧道中隔墙现场监测提出了一些建议。