铁路特长隧道分、合修影响因素及原则探讨

双线铁路特长隧道采用分修还是合修方案对建设和运营影响巨大,是项目决策需研究的重大技术问题。在调查国内外现状的基础上,对影响因素进行系统梳理,提出量化评价方法,并结合某高原铁路进行阐述。研究结论如下:(1)建设期影响分、合修的最重要因素为相邻工程及投资,运营期为养护维修、运营保通和防灾救援;(2)软岩大变形严重、运营维护、保通或工法有要求的隧道,不论长短均应采用分修方案;(3)防灾救援及养护难度较高的铁路,当隧道长度超过15 km时应考虑采用分修方案,当采用合修方案时应进行技术经济比选;(4)采用分修方案的隧道,应结合相邻工程、洞口地形及地质条件,综合研究洞口的分、合修方案,当洞口分修时应研究采用小净距的可行性。

双孔平行地铁隧道盾构施工地表沉降分布规律研究

盾构法施工中不可避免地会对周围地层产生扰动影响,故加强盾构施工变形控制显得尤为重要。文章以某城市地铁盾构隧道工程为研究背景,采用理论分析和数值模拟方法,研究了双孔平行隧道施工地表沉降分布规律及影响因素,提出了改进的双线隧道地表沉降预测方法,并与现场实测数据进行了对比分析。研究结果表明:隧道间距越大,形成"W"形沉降曲线特征越明显;隧道埋深越小,沉降曲线由"V"形向"W"形转变所需的隧道间距L越小;土质条件越好,地层扰动影响范围越小,"W"形沉降槽特征也越显著;采用C=L/2i来描述双线平行隧道地表沉降分布特征是可行的,随C值增大地表沉降曲线分布由"V"形—"锅底"形—"W"形发展,"W"形非对称性分布特征与隧道相对间距有关;由本文提出的双线盾构施工引起的地表沉降计算公式计算出的地表沉降预测值与实测沉降曲线吻合较好,可用于双线隧道施工地表沉降变形预测,对盾构隧道研究具有重要理论指导和实践意义。

小净距隧道建设的若干问题综述

从一些典型双洞小净距隧道施工等多方面认识入手,总结了小净距隧道设计和施工各方面的经验,其中包括合理净距取舍、超前支护、开挖方法、断面形式设计、中夹岩加固、支护衬砌参数。同时对小净距隧道施工中的几个重要方面作出了比较全面的经验总结,并提出了建议。

成兰铁路云屯堡特长隧道合、分修方案研究

为全面比较、分析成兰铁路云屯堡隧道采用合修(单洞双线)与分修(双洞单线)2种建设方案的优劣,针对云屯堡隧道进出口相连工程已开工建设的施工现状,以及隧道长度大于20 km的特点,根据隧道的地形、地质条件、辅助坑道设置状况,从防灾救援、工程投资、施工风险控制、施工组织、支护结构对软岩大变形的适应性、结构抗震、弃碴与环保、运营通风8方面进行了技术经济比较。经过综合比较和分析,得出云屯堡隧道可采用合修方案修建的结论。

双连拱隧道开挖整体性态三维数值仿真分析

双连拱隧道的整体稳定性及衬砌的稳定性都要比单拱隧道差,其整体开挖力学性态也较为复杂;作者就不同开挖断面组合,并考虑非理想化施工影响条件下的连拱隧道整体性态进行了分析;分析采用三维拉格朗日元法(Lagrange)进行。就计算围岩、结构应力、位移及锚杆作用力进行分析并得出相应结论。结论对连拱隧道设计和施工具有科学指导意义。

天津地铁6号线双线平行盾构隧道施工间隔对地表土体变形影响研究

研究双线盾构隧道在不同施工间隔下施工时地表的变形规律,对控制地表整体变形及不均匀变形十分重要。依托天津地铁6号线双线盾构隧道下穿天津西站站场实际工程实例,以铁路线设施的关键变形控制指标为评判依据,研究盾构左右线不同施工间隔下的地表变形分布特性,对比分析间隔距离与地表沉降和不均匀沉降的关系,为双线盾构隧道工程选择合适的施工间隔提供依据,以保证工程安全及地表铁路设施的正常运行。结果表明,不同施工间隔的影响主要表现为掘进过程对地表土体变形的扰动程度及扰动范围的明显差异:对于地表沉降变形而言,施工间隔越小,掌子面处地表土体沉降越快,且左线完全先行时,地表土体的纵向变形范围约为20 m,相较两洞同时施工时变形范围减小约25 m;对于地表不均匀变形而言,左线完全先行施工条件下,地表轨向变形、水平变形、轨距变形最大分别约为1、0.6、0.2 mm,相较两洞同时施工时分别减小0.8、0.2、0.15 mm。因此,对于双线盾构隧道而言,两洞同时施工时最不利于地表变形的控制,而一条隧道完全先行掘进的方案最有利于地表变形的控制。

关角隧道单车道无轨斜井施工方案优化

针对关角隧道XGZHQ5-2标段单车道无轨斜井施工进度滞后的现状及其施工中遇到的难题,通过加强科技创新和经验总结,采取双联进洞、中隔板通风、皮带机运输等方式对施工方案进行切实可行的优化,同时加强项目管理,有效地缓减了工期压力,为关角隧道现场施工提供指导,为类似工程建设提供参考。

重庆轨道交通6号线大龙山站—花卉园站区间中厚水平层状岩小净距重叠隧道爆破开挖时序探讨

为减少小净距重叠隧道爆破开挖对结构及中夹岩的不利影响,以重庆轨道交通6号线大龙山站—花卉园站区间重叠隧道(长约500 m)爆破开挖为依托,首先结合工程实际情况及相关施工经验,说明重叠段总体施工方案优选为"先上洞后下洞"的开挖方法,但需根据净距大小采用不同的施工措施;然后通过理论计算论证了上下间距较小时爆破开挖不能保证结构安全,需要采用减震爆破及非爆破的开挖技术,才能保证中厚层状岩最小净距重叠隧道"先上洞后下洞"开挖方法的实现。实施效果证明:对于中夹岩厚度小于3.5 m的最小净距地段(长约25 m),可先行开挖上洞上台阶,预留下台阶,并待后行下洞减震爆破通过后,再采用非爆破开挖预留的上洞下台阶,以完全消除爆破开挖对最小净距中夹岩的影响,确保了最小净距段结构及施工安全。

盾构法双管隧道施工引起的地表沉降预测及特征分析

盾构法双管隧道施工产生的地表沉降预测方法按照不同的分析原理,可归纳为半经验分析法、理论分析法和数值分析法。分析了各种方法的优缺点,搜集国内外41条双管盾构隧道工程的地表沉降实测曲线,通过对曲线分布形态及其成因的分析以及地表最大沉降值数据的归纳整理,总结了双管隧道施工地表沉降分布的3大特点,即:1)地表沉降曲线主要呈现"单峰"和"双峰"2种形态,双管隧道间距及埋深是决定曲线形态的重要因素;2)影响地表沉降曲线形态的因素主要为地质和环境因素以及施工因素;3)地表最大沉降值与隧道埋深、双管隧道的间距、地层条件以及采用的盾构方法等均有密切的联系。

双线地铁盾构施工引起的地表沉降分析及施工控制

为了研究双线隧道盾构施工对周围土体的扰动规律及其控制措施,在讨论双孔平行隧道地表沉降计算公式在厦门地铁某区间隧道适用性的基础上,采用双孔平行隧道地表沉降计算公式、数值模拟及现场监测3种方法,揭示双线地铁隧道盾构施工引起的地表沉降分布规律和地表动态变形特性,分析影响地表沉降的施工控制参数的效果。结果表明:(1)双孔平行隧道地表沉降计算公式具有较好的适用性,双线隧道盾构施工完成后,地表形成非对称的'W'形沉降槽;(2)地表沉降本质上是盾构施工引起的土体损失累积造成的,在开挖面到达目标面时,实测地表沉降达到最终沉降值的45%;(3)设置合理的同步注浆、土舱压力和推进速度参数,可以有效控制地表沉降,建议增加同步注浆量作为控制地表沉降的首选措施。

软岩大跨小间距双洞隧道洞口处理技术

沈应线隧道工程位于较为繁华的舟山沈家门城区,长1230m,其南北出入口地质很差,多为全-强风化岩层的黏性土夹砾石,围岩稳定性差,介绍了对该工程的洞口段所进行的小导管、大管棚预支护与注浆加固处理技术。

特长公路隧道通风方式探讨

特长公路隧道通风方式的选择不仅关系到隧道造价、建成后隧道运营费用,还必将影响隧道内司乘人员的心理和生理感受,而且与隧道的防火救灾直接相关;介绍了目前隧道的3种通风方式——-纵向式通风、半横向式通风和横向式通风,重点结合特长隧道的特点探讨了隧道通风方式,为相关人员提供参考。

天津滨海新区东中环跨海河工程桥隧方案设计

结合天津滨海新区东中环跨海河工程的方案设计,阐述了各种不同方案在技术、经济、景观和环境保护方面的比较情况。

小净距隧道下穿薄层采空区引起的地层移动分析

小净距隧道下穿采空区地层施工时，相邻隧道的施工扰动会出现叠加，严重影响采空区地层的稳定性。文章开展了小净距隧道下穿采空区地层施工的室内相似模型试验，对施工过程中围岩及采空区的沉降进行了监测。试验考虑了采空区倾角为15°和25°两种情况，通过控制岩块抗压强度和孔隙度两个指标，实现了采空区地层离散性的模拟以及模型与原型的相似。结果表明：采空区地层在左、右洞及中岩墙上方有3处沉降极值点，其中先行洞上方沉降最大；倾角越大，采空区地层沉降越大、沉降范围越广；小净距隧道开挖引起的最大沉降较单洞高35％-74％，且先行洞开挖对后行洞上方采空区地层沉降的影响小于后行洞开挖对先行洞上方采空区地层沉降的影响；采空区地层沉降过程可分为6个阶段，其中左、右洞开挖面通过时沉降发展较快。因此，在实际施工过程中，为了避免后行洞开挖时扰动范围的扩大，后行洞开挖宜在先行洞开挖引起的采空区地层沉降稳定或二次衬砌施作后进行。

合肥膨胀土地层浅埋双洞地铁隧道施工参数优化研究

为分析膨胀土特殊地层对双洞地铁隧道结构的影响,并对浅埋双洞地铁隧道施工参数进行优化研究,提出运用FLAC3D热力场-应力场耦合方法,利用标定设置热膨胀系数等效模拟膨胀土地层吸水膨胀、失水收缩过程。研究结果表明:1)数值模拟结果经与现场实测值对比验证,该方法正确、合理;2)当两隧道净距大于1.5倍洞径时,最大地表沉降值为28.82 mm,衬砌结构内力增量小于20%,双洞中柱围岩塑性区不贯通;3)当双洞掌子面距离大于40 m时,最大地表沉降值小于30 mm,拱顶沉降增量小于10%;当双洞掌子面距离大于30 m时,双洞隧道中柱围岩塑性区不贯通;4)建议双洞地铁隧道净距大于1.5倍洞径、双洞掌子面距离大于40 m。

新场特长公路隧道双洞互补式通风方案设计

新场隧道为特长公路隧道,采用单向坡,左、右线需风量差异明显。针对新场隧道右线通风负荷过大的情况,提出双洞互补式通风方案,即增设横向换气风道,将左、右线隧道形成网络通风系统,利用左线中富余的新鲜风稀释右线中的污染空气,使左、右线隧道内空气质量均满足规范标准。根据新场隧道工程情况,通过方案比选,对双洞互补式通风方案的可行性与合理性进行研究,并对新场隧道双洞互补式通风方案进行设计。结果表明:新场隧道采用双洞互补式通风方案可以在保证隧道内通风需求的前提下,取消斜竖井以及地下风机房等设施的设置,以较小的初期投资和后期运营管理费用,完善通风系统功能并提高行车舒适性和安全性,具有显著的社会经济效益。

单斜井双正洞施工通风技术研究

为解决斜井进入正洞以后通风难度大,通风效果较差的难题,引入了单斜井双正洞射流通风技术。重点介绍此新型技术的原理,斜井压入式通风模式和斜井抽出式通风模式,并对2种模式进行了对比。通过对风机选型及风机和风管的配套选型进行理论计算,说明了这种新型通风模式的科学性,通过在包家山隧道3#斜井的应用,进一步验证了这种单斜井双正洞射流通风技术的可行性,爆破15 min后CO和NO2的浓度都在国家标准控制之内。单斜井双正洞射流通风这项新型射流通风技术,摒弃了过去一直将射流通风技术仅仅应用于平行双洞的惯例,成功解决了由斜井进入正洞多工作面同时施工的通风难题。

小净距隧道快速施工技术初探

结合陕西小河至安康高速公路谭坝四号隧道的施工技术,对如何快速、优质地完成小净距隧道的施工技术进行了总结,保证了工程进度,达到动态项目技术管理的目标。

西十高铁秦岭马白山特长隧道分合修方案研究

随着高速铁路快速发展,速度350 km/h铁路日益增加,特长隧道分合修的问题直接影响到施工、运营等方面。通过对国内外特长隧道比较,结合西安至十堰高铁秦岭马白山隧道,从防灾救援、运营维修、空气动力学、施工组织及工程投资等方面对分合修方案进行比较,合修方案对于本隧道更有优势。研究结论:(1)分合修均需要设置不同形式洞内救援,人员疏散时间和通风排烟模式均满足要求(2)运营维护方面,由于在事故工况下分修两管隧道互不影响,具有一定优势;(3)空气动力学方面,由于合修断面大,相比分修对乘客及洞口建筑影响较小,略有优势;(4)施工方面,由于合修场地空间较大,效率较高;(5)分修隧道工程投资较合修方案增加约50%,合修方案优势明显;(6)本研究成果适用于高速铁路特长隧道分合修方案比选。

瓦斯隧道有害气体运移规律及通风方案优化研究

本文基于现场测试和数值模拟对隧道整体双洞互补式通风条件下瓦斯扩散规律进行分析和研究。结果表明:(1)瓦斯隧道爆破施工主要产物浓度峰值从掌子面向隧道洞口方向逐渐减小。(2)风速变化梯度随风管附壁程度的增加、距工作面距离的降低而显著提升;另外,局部压力损失会随着风管管口距工作面距离的缩小而增大。(3)在隧道掌子面附近区域瓦斯浓度变化最为显著,且射流区瓦斯浓度相较于回流区要低。本文研究成果可为瓦斯隧道施工通风优化提供参考。