软弱围岩隧道三台阶预留核心土带仰拱一次开挖工法定额测定研究

在软弱围岩隧道施工过程中,合理确定隧道开挖施工技术及投资是铁路建设者需要关注的重点问题之一。本文选取玉磨铁路立新隧道和月牙田隧道相关工点进行现场调研和数据统计,采用写实统计法和现场测定法,分析工法方案和要求,收集测定现场工料机组成及费用情况,并与正常施工条件下的数据进行对比分析,提出三台阶预留核心土带仰拱一次开挖工法定额。为铁路相关部门下一阶段造价标准修订补充、完善隧道工程的预算定额体系、促进我国铁路投资控制良性发展提供了技术支撑。

开挖方式对跨基覆界面浅埋偏压隧道变形的影响分析

崩坡积~灰岩交界段(土岩交界段)一部分为松散的坡积体,一部分为岩体,工程性质相差较大,不同的隧道开挖方式会对隧道的稳定产生较大的影响。基于四川省九寨沟—绵阳高速公路某隧道工程,采用模型试验和数值模拟的方法,对有挡土墙预加固措施情况下崩坡积~灰岩接触地段浅埋偏压隧道在环形开挖预留核心土法、三台阶七步开挖法、CD法和CRD法4种开挖方式下的受力和变形特性进行研究。结果表明:土岩交界段浅埋偏压隧道的地表沉降呈现出明显的不对称特征,4种开挖方式下的最大地表沉降均向左侧偏移;4种开挖方式产生的最大围岩位移都发生在隧道的拱顶处,且右拱肩、右拱腰的沉降值小于左拱肩、左拱腰;4种开挖方式最大主应力的最大值出现在隧道右拱腰位置处,最小主应力的最大值出现在隧道右拱脚位置处;相较于三台阶七步开挖法,环形开挖预留核心土法、CD法及CRD法都能够最大限度地保证隧道施工的安全。

第三系富水弱胶结砂岩隧道施工方案对比

以中兰高速铁路(中卫—兰州)香山隧道为依托,开展了富水弱胶结砂岩隧道施工方案对比研究,通过数值模拟分析了三台阶预留核心土法、三台阶临时仰拱法和交叉中隔壁法施工对隧道、围岩稳定性的影响,并选取典型区段进行了隧道变形现场监测。结果表明:在富水弱胶结砂岩地层,三种工法均能保证隧道施工安全,交叉中隔壁法对隧道变形控制效果最好。为了保证施工进度,考虑到大型机械作业方便,香山隧道穿越砂岩区段采用三台阶预留核心土法施工。现场监测结果与数值模拟结果基本一致,说明数值模拟可靠。对于掌子面自稳性差的富水砂岩地层,建议采用交叉中隔壁法施工。

破碎岩体隧道塌方预测及台阶工法调整技术研究

塌方是破碎岩体隧道较易发生的工程事故,主要发生在掌子面和未支护段,塌方预测及工法适时调整是避免事故发生的有效途径。依托某塌方隧道工程,提出塌方预测及台阶工法调整流程:首先对未支护段进行塌方预测,采用拱顶岩体稳定理论评估上台阶高度,确定极限矢跨比,并采用数值计算进行验证,选择合理的台阶数目;其次对掌子面稳定性进行评估,基于地质素描对掌子面稳定性进行塌方初判,采用数值计算对掌子面稳定性进行二次评估。鉴于核心土对掌子面稳定的重要作用,对台阶施工预留核心土工法的必要性也进行了分析。最终提出了基于拱顶岩体稳定理论的塌方预测和上台阶极限矢跨比计算方法,以及基于地质素描与数值计算的掌子面稳定性分析方法,相关研究思路可为类似工程提供借鉴和参考。

CRD工法及三台阶七步开挖工法的对比和改进

就三台阶七步开挖工法及CRD工法的优缺进行分析和对比,并在2种工法的基础上做综合评价并改进,提出核心土加临时仰拱台阶法的新施工思路和方法,以求对隧道开挖工法进行补充和完善。

破碎软岩隧道施工期位移控制值的确定及其应用研究

因破碎区软岩隧道特殊的地质环境条件,在施工中建立一个合理的位移控制体系尤为重要。文章以极破碎区姚渡至广元高速公路工程项目(简称广甘路)中的杜家山隧道为依托,结合隧道特点与洞周位移分布规律,确定了针对该工程软岩隧道的位移控制指标;通过对197个位移监测断面变形正常段、发生异常及险情段位移的统计分析,建立以三台阶+预留核心土法的位移控制基准。结果表明:可将隧道埋深与拱顶沉降作为破碎区软岩隧道以三台阶+预留核心土法的位移控制指标(值),其中埋深≤100m时,拱顶下沉极限位移为260mm;埋深100～200m时,拱顶下沉极限位移为340mm,埋深200～300m时,极限位移为400mm。最后通过杜家山隧道160个断面的运用,共计发现险情与异常情形46个,及时进行加固处理,确保施工安全、顺利、高效进行。

风积砂地层隧道导向水平旋喷桩超前加固与预留核心土台阶法施工技术

为解决风积砂地层隧道施工难题,提出了风积砂地层隧道施工的导向水平旋喷桩超前支护技术和先行施作仰拱边墙结合部预留核心土台阶法开挖技术,前者的技术关键是导向技术,后者的技术关键是上下台阶施工长度、上下核心土临时加固质量以及两侧墙角仰拱结合部快速跟进时机。通过现场工艺试验、数值模拟以及工程施工实践表明:采用水平旋喷桩超前支护与预留核心土台阶法联合施工,能有效控制风积砂地层的变形,确保施工安全和施工进度。

新建公路隧道上穿既有铁路隧道施工方案比选

新建公路隧道上穿既有铁路隧道的施工方案选择是否合理直接影响到既有铁路隧道的安全性。依托新建巴通万高速的羊子岭隧道上穿既有襄渝铁路二线隧道工程,比选了两台阶法、两台阶开挖预留核心土法及CD法施工对既有隧道的影响。研究结果表明:多步开挖能有效减少拱部及仰拱应力释放,减小隧道周边位移及仰拱上浮量;两台阶法施工对既有隧道影响较小,满足工程安全要求;地质条件较好且净距较大的交叉隧道工程,可以考虑不采用辅助措施进行施工。相关经验可供类似工程开挖施工借鉴。

隧道环形开挖时核心土合理长度研究

为提高预留核心土工法的科学应用,对预留核心土环形开挖法中核心土合理长度问题进行研究。通过有限元模拟,分析了核心土长度变化对围岩塑性区、掌子面纵向位移及拱顶沉降的影响。

三台阶核心土环形开挖法在广以隧道中的应用

三台阶核心土环形开挖法是在台阶分部法基础上演变而来的,它集中了台阶法、台阶分部法、上下导坑法等优点。广以隧道地层较老,岩石破碎、节理发育、石质较软,围岩以IV、V及VI级为主,施工难度极大。文中介绍了三台阶核心土环形开挖法,以及与之相匹配的超前支护、初期支护、防排水及二次衬砌施工等工法。

浅谈山岭区隧道“零开挖,单向出洞”施工关键技术

以山岭区高速公路四车道隧道为例,介绍了在洞口端围岩为IV级、V级围岩,施工场地受限的条件下,采用保留核心土三台阶法开挖,单向掘进,实现"零开挖,单向出洞"的施工技术。

正台阶预留核心土法在大断面软弱围岩公路隧道施工中的应用

本文介绍了老山隧道采用正台阶预留核心土法圆满完成大断面软弱围岩段施工,取得了良好的经济效益和社会效益,可供类似性质工程借鉴。

短台阶快速封闭成环法在隧道施工中的应用

结合某隧道施工实践,探讨软岩隧道地层沉降变形的成因及两台阶预留核心土环形开挖法控制变形的机理,给出短台阶快速封闭成环法开挖的工艺流程、操作要点,并借助监控量测数据所反映的围岩变形特点,阐释如何通过量测信息进行施工指导,以期为类似工程施工提供借鉴。

全风化红砂岩地层隧道掌子面变形特征及控制技术研究

为解决全风化红砂岩地层隧道在开挖过程中出现的掌子面失稳问题,以浩吉铁路阳城隧道为工程依托,利用现场调研、室内试验以及数值模拟等多种研究方法,对全风化红砂岩地层隧道掌子面的变形特征及控制技术进行系统研究。结果表明:1)掌子面挤出位移主要集中在掌子面高度3~10 m的位置,掌子面最大挤出位移出现在上台阶和中台阶交界位置。2)拱顶沉降主要发生在已开挖段和掌子面前方约1倍洞径处,其预变形量占总变形量的比值均在40%以上,最大达到78.33%。3)掌子面前方核心土挤出变形曲线的变化趋势从快速减小到缓慢减小,直至减小为零,大致将其分为强影响区、弱影响区和无影响区3个区间,影响范围为5.8~19.2 m。4)阳城隧道采用超前水平旋喷桩和三台阶预留核心土法可以较为有效地控制掌子面的挤出变形,实际施工中,建议在采取降水措施的情况下将2种控制措施配合使用。

软土地质承台深基坑预留核心土开挖施工关键技术

埋入式桥梁承台底被动区土体为软土地质,深基坑支护开挖方案对工程成本及施工效率有很大的影响。论文叙述软土地质承台深基坑预留核心土开挖施工关键技术,很好地解决了深基坑承台施工的工程成本和施工工效的问题。

浅埋暗挖地铁隧道施工监测方法

文章以重庆市地铁一号线大坪车站临时施工便道为例,对在浅埋、软岩条件下既有隧道拆除采用工字钢支顶、风镐破岩,新建隧道采用台阶法环形开挖预留核心土、人工非爆破开挖的施工方法,通过现场监控量测,得出最大地表沉降仅为3·82mm,表明采用合理的施工方法可以减少地表沉降。

大断面车站双侧壁导坑法核心土直立开挖安全宽度的确定

重庆轨道交通10号线红土地站、鲤鱼池站属大断面地铁车站,采用双侧壁导坑法开挖。为提高可操作性和加快施工进度,核心土直立开挖在本工程中被首次采用。应用Ansys10.0对隧道开挖分两步(核心土解除前后)进行有限元模拟分析,根据分析结果并考虑到加快施工进度,确定出直立核心土的经济、安全宽度为6 m,同时建议核心土墙脚处、与上部岩层交接处应采取加固措施,以保证隧道开挖安全。

高原铁路TBM预备洞浅埋软硬不均频变地层开挖与爆破关键技术

以某高原铁路隧道左右线进口2台开敞式TBM预备洞为例,针对钻爆法施工中所遇到的富水浅埋、软硬不均且频变的Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ级围岩地层,以“岩变我变,主动应对,减震防坍”为原则,分别采取变换台阶高度动态光面爆破关键技术、三台阶预留核心土环形导坑松动爆破技术、爆破先掏槽与液压破碎锤后扩修边技术、悬臂掘进机(铣挖机)开挖上台阶与下台阶松动爆破技术、液压破碎锤开挖上台阶与反装松土器扩修边及拱脚弱爆破等开挖与爆破关键技术。采取了开挖与爆破关键技术后,施工安全、快速,顺利完成了预备洞施工。

双排桩受力变形规律及影响因素有限元分析

以武汉市凯德广场深基坑工程双排桩支护结构为依托,采用Midas GTS NX软件对其进行数值仿真模拟分析。得到桩间加固和无加固双排桩桩身位移随深度变化曲线,分析其各自变化规律及异同点;得到两者桩身应力随深度变化曲线,分析其各自变化规律及异同点,及桩间土加固对桩身受力产生的影响;分析得到预留土土体力学性质对桩间加固和无加固双排桩位移的影响;同时分析了桩间加固土体弹性模量E、黏聚力c值单独变化对桩身位移产生的影响,以及两参数同时变化对桩身位移影响。

FLAC^(3D)在深基坑施工方案优化中的应用

以某基坑工程为背景,从施工角度介绍了如何利用数值模拟软件对施工部署进行优化。通过对比不同土方开挖顺序对基坑变形造成的影响,确定最佳开挖方案。计算结果与现场监测数据的变形曲线相似,验证了数值模拟技术应用的可行性,也为深基坑施工优化提供了一种新的方法。最后通过研究预留土体截面对基坑变形的影响,总结出当预留土体宽度与该层土方开挖深度近似时,能够发挥土体的最大作用。