超宽下穿隧道基坑上跨施工对区间盾构隧道影响数值分析

以成都地区超宽下穿隧道基坑上跨地下区间盾构隧道施工为依托,采用三维数值分析法分析了基坑开挖及回填对既有地下区间盾构隧道的影响。结果表明,基坑开挖引起上跨区间上方地层变形增加,且呈现临近基坑中部最大的趋势;随着上部土体的回填,上跨区间上方地层的变形呈下降趋势;同时地下区间隧道最大的竖向位移约3.16 mm,最大值发生在机动车道基坑开挖的中部。

高地应力特大断面隧道的适宜施工工法

为探索高地应力特大断面软岩隧道的适宜施工方法,以桐梓隧道为工程背景,通过现场监测和数值模拟,探索不同高地应力下的3种施工工法[三台阶、CD(cross diaphragm)法、双侧壁导坑法]的适宜性,从围岩变形、施工成本以及施工进度等方面评价施工方法的优劣。结果表明:Ⅴ级围岩:当隧道埋深为300、400 m时,适用三台阶法施工;当埋深为500 m时,适用CD法施工;当埋深为600 m时,适用双侧壁导坑法施工。Ⅳ级围岩:当隧道埋深为300~600 m时,都适用三台阶法施工。

非对称截面浅埋偏压地形小净距隧道扁平率合理取值:以新疆乌尉高速上新光隧道工程为例

为研究浅埋偏压小净距隧道扁平率的合理取值范围,依托新疆上新光隧道工程,基于围岩变形理论,运用数值模拟的方法分析不同扁平率条件下隧道围岩稳定性,讨论小净距隧道扁平率的取值,结合现场监测数据对扁平率范围的合理性进行验证,最终得出小净距隧道扁平率的合理范围。结果表明:小净距隧道的扁平率对围岩塑性区分布、地表沉降、中夹岩水平位移、拱顶沉降和支护形变量均有影响;以0.432扁平率为基础值,随着隧道扁平率的不断增加,整个隧道围岩稳定性不断降低,0.432~0.654为隧道最佳扁平率范围;隧道模型计算结果与现场实测数据之间平均误差在5%~14%,以此来验证数值模拟的可靠性,证明了该计算方法的可信度;选取优化后隧道截面进行施工,与现场监测数据进行对比,进而验证优化后扁平率取值的正确性。

高瓦斯长大公路隧道施工通风优化研究

特长大断面瓦斯公路隧道风险大,施工通风是隧道建设的“生命线”。以在建贵州公路第一隧—桐梓隧道为工程背景,综合考虑瓦斯涌出量、爆破炮烟、工作最多人数、作业机械以及最小风速,分别计算压入式通风和巷道式通风需风量、风压及风机功率,分析了风管直径对通风阻力的影响规律,并对2种方案瓦斯浓度和风速进行了数值分析,最后比较2种方案的经济性。结果表明:原设计压入式通风方式未考虑非煤系地层瓦斯涌出而无法满足施工通风要求;风管直径对通风阻力影响显著,结合工程实际选用1.8 m风管直径;数值分析表明,压入式通风断面最大瓦斯浓度始终高于巷道式,巷道式通风的瓦斯浓度比压入式通风提前进入稳定区随后趋向于0,巷道式通风的速度稳定区的值比压入式通风高2~2.5倍;巷道式通风方式相比压入式通风,设备投入和运营费用均较低,经济性更优。研究成果具有典型代表性,可为隧道施工通风提供理论指导和工程参考。

特大断面山岭隧道出洞口段开挖技术对比分析:以燕山地区汗沟2号隧道为例

为研究不同出洞开挖施工方法对特大断面山岭隧道洞口段围岩变形影响,以燕山地区汗沟2号隧道为依托工程,利用ABAQUS有限元软件建立数值模型,分析了双线隧道洞口段先行右洞采用超前小导洞开挖出洞和后行左洞采用三台阶七步开挖进洞情况下的围岩水平收敛、拱顶沉降、底部上拱、地表沉降、塑性区分布以及衬砌支护应力等影响。结果表明:小导洞开挖过程中围岩变形较小;由洞内向洞外与洞外向洞内扩挖右洞小导洞的围岩变形规律基本一致,前者对于山岭隧道洞口段施工具有优越性;左右洞贯通后,右隧最大水平收敛、拱顶沉降、底部上拱、地表沉降和衬砌最大主应力分别为1.35 mm、3.91 mm、2.88 mm、3.39 mm和0.11 MPa,左隧分别为1.52 mm、5.57 mm、2.67 mm、5.34 mm和0.35 MPa,超前小导洞开挖工法更有利于控制围岩变形,而三台阶进洞开挖下围岩塑性应变以及地表沉降较大。研究结果可为同类工程提供一定理论依据和指导,实现特大断面山岭隧道安全、高效出洞作业。

小断面长隧洞针梁台车衬砌混凝土施工成本的管理

四川省向家坝灌区北总干渠一期一步工程内江供水管道工程自贡段石塔村隧洞为圆形小断面隧洞,长度为1227 m,采用针梁台车衬砌混凝土施工。阐述了通过人、机、料、环、法等精细化管理措施的实施,在加快施工进度、降低成本等方面取得了一定的成效,所取得的经验可供类似隧洞衬砌混凝土施工时借鉴。

隧道软岩大跨段施工方案优化研究

特大断面软岩隧道施工易引发围岩失稳塌方,为降低施工风险,一般采取短进尺、弱爆破、多步开挖并加强支护的方式,但设计多偏于保守,不经济且延误工期。文中以渝湘高铁张家山隧道为背景,从工程投资和施工工期方面,综合分析了原25 m级大跨段双侧壁导坑法施工方案及其支护体系的优缺点,并结合工程类比,对原方案进行了优化设计,优化后的月进度为原方案的2倍,可节约工期9.3个月,该研究成果可为类似工程提供参考。

复杂地质条件下隧洞无爆破掘进技术研究

针对特殊、复杂不良地质条件下小断面隧洞掘进问题,以张掖市甘州区酥油口下库工程引水隧洞为例,对隧洞无爆破掘进技术展开研究。根据工程地质条件确定支护措施,在Ⅲ、Ⅳ、V类围岩变化不确定状态下,采用悬臂式掘进机作为施工坚硬岩层的无爆破破岩方法。研究结果表明,对于Ⅲ、Ⅳ、V类围岩,悬臂式掘进机利用率随着围岩类别降低,净掘进速度明显提高;对V类砂卵砾石围岩,悬臂式掘进机单循环掘进及一衬速率达到约7.0 m/d;施工效果较好。

隧道工程不良地质洞口段施工技术研究

外龙背隧道进口段为浅埋,埋深为3.0~23.38 m,且地质情况较为复杂,洞口段所处位置为崩坡积体,孤石分布密集且不明确,下部全风化岩层强度低,呈软塑状,超长双层管棚施工存在不确定因素,文章依托该工程,总结出了不良地质隧道洞口段施工技术,包括洞口加固施工技术和洞口段洞身施工技术,可为类似工程施工提供参考。

移动道岔在长距离小断面TBM隧洞中的运用

直径3~4 m的小直径TBM长距离隧洞掘进时由于断面狭窄、运距长,渣土及物料多采用单轨轨道运输,利用编组列车水平运输方式。随着洞内运输距离逐渐增加,隧洞内无法错车而编组列车之间只能在洞口道岔上错车,洞内同一时段仅能有1辆编组列车运行,洞内物料运输效率将受到很大的限制,影响TBM的正常掘进。结合南宁抽水蓄能电站自流排水洞洞内移动道岔的成功运用,总结论述长距离小断面TBM隧洞洞内移动道岔施工技术。

悬臂式掘进机在小断面水工隧洞施工中的应用

笔者以某抽水蓄能电站下水库导流洞施工为例,探讨EBZ260型悬臂式掘进机在小断面水工隧洞施工中的应用,从施工安全、质量、进度、经济性等方面与传统的钻爆法施工进行对比分析。结果表明:相比于传统的钻爆法,悬臂式掘进机施工对围岩扰动较小,可有效控制超欠挖,施工质量易于控制,施工更安全,施工成本低。施工经验可为类似工程施工提供借鉴。

抽水蓄能电站勘探平洞掏槽爆破方法研究

为解决抽水蓄能电站勘探平洞钻爆掘进单循环进尺低问题,加快抽水蓄能电站工程地质勘察施工进度,提出了“大直径空孔环+桶式多阶段”新型掏槽方法,并分析了其参数合理性和破岩机理。工程实例应用表明,掏槽方法可将抽蓄勘探平洞(小断面)单循环平均进尺、月平均进尺分别提高并稳定在3.12 m和280 m水平,在抽蓄勘探平洞(小断面)钻爆法快速施工中具有显著适用性和优越性,同时,在抽蓄勘探平洞、矿山岩巷、抽蓄排水廊道等有快速掘进需求的小断面隧洞中具有极高的推广应用价值。

扁平大跨度公路隧道松动荷载计算方法探讨

确定松动荷载的方法多为规范法和理论公式法,这些方法都建立在对以往隧道松动荷载统计和分析的基础上。双洞八车道扁平大跨度公路隧道是近几年发展起来的一种隧道形式。由于其跨度增加、扁平率降低,现有松动荷载的算方法是否适用于双洞八车道公路隧道,已成为隧道建设者面对的重要问题之一。以广州龙头山双洞八车道公路隧道为研究背景,概括和总结了各种松动荷载的计算方法;应用这些方法计算龙头山隧道的松动压力,分析和对比计算结果,并通过数值计算和实测围岩压力对各种方法的合理性进行了分析;根据各种方法的产生背景和内容,分析其各自的适用性;根据研究结果,对扁平大跨度公路隧道进行了适应性分析和讨论。

节理岩体中双向八车道小净距隧道施工方案优化分析

结合福州国际机场高速公路2期工程魁岐2号双洞八车道特大断面小净距隧道工程,建立了离散元数值模拟分析模型,针对节理岩体中特大断面小净距隧道施工方案进行了优化分析。分别研究了双侧壁导坑法、CRD法和CD法3种施工方案下隧道拱顶下沉、中间岩柱水平位移、围岩水平位移和围岩塑性区的变化规律。基于研究成果,并结合魁岐2号特大断面小净距隧道现场实际情况,在该隧道进口Ⅴ级围岩段,将双侧壁导坑法变更为CRD法,顺利完成了施工,此施工方案的变更对降低施工成本、加快施工进度、缩短施工工期均起到了较好的作用。研究结果可为类似条件下特大断面小净距隧道的设计、施工提供借鉴与参考。

侧壁排烟模式下超宽断面沉管隧道火灾排烟效率研究

排烟效率是衡量火灾期间隧道排烟效果的重要指标。为得到侧壁排烟模式下超宽断面沉管隧道排烟特性,通过数值模拟计算对依托工程进行研究,分析排烟孔间距、排烟孔面积、排烟孔布置形式、沉管隧道宽度等因素对排烟效率的影响。结果表明:增加排烟孔数量可提高排烟效率;当排烟孔按三个一组布置时,增大排烟组间的间距有利于排烟;排烟孔均匀布置的排烟效率高于按三个一组布置;排烟孔开启数量相同时,增大排烟孔开口面积可提高排烟效率;随着沉管隧道宽度的增加,排烟效率降低,单向两车道情况下排烟效率为93.7%,单向四车道情况下排烟效率仅为45.94%。对于单向四车道超宽沉管隧道,侧壁排烟方式适用性较差。

特大断面隧道爆破开挖对既有隧道振动影响分析

在分析国内外爆破振动理论的基础上阐述要根据具体的工况,有针对性地引入振动速度、振动时间等多种参数进行分析,且以兰渝线关子岭特大断面隧道爆破为依托,应用数值分析方法,模拟特大断面隧道爆破振动对周边建筑物的影响。研究结果表明:既有隧道仰拱迎爆侧附近应力最大;随着时间的推移,上部既有隧道最大拉应力依次出现在迎爆侧仰拱、拱脚、拱顶及背爆墙等位置,并且其强度经历由弱变强,又由强变弱后逐渐减小消失。根据分析结果提出在特大断面爆破施工中应采取的一系列减振施工技术措施,希望为以后遇到类似特大断面爆破施工提供参考。

全风压与局部通风机相结合的长距离局部通风技术的应用

针对呼和乌素煤矿掘进巷道“长距离、大断面”的特点，确定采用全风压与局部通风机相结合的长距离局部通风技术。这种技术的掘进工艺为双巷平行掘进，平行掘进的双巷借助每隔50～60m封闭或未封闭的联络巷形成一巷进风、另一巷回风的全风压通风系统；局部通风机安设在全风压进风巷中，并随联络巷密闭的跟进而前移。实践表明，采用长距离局部通风技术保证了巷道掘进时所需的风量，杜绝了掘进工作面瓦斯的积聚和超限现象，实现了快速和安全地掘进长距离巷道。

非等大断面小净距地铁隧道施工方案分析及优化

为同时满足双线行车和右线停车线扩大断面的功能需要,西安地铁一号线枣园北路站—汉城路站区间采用非等大断面小净距黄土地铁隧道。针对断面不等大、盾构法与新奥法组合施工方案、小净距黄土地铁隧道的特点,进行了左线小断面盾构法、右线大断面双侧壁导坑法或CRD法双线依次先后贯通3种施工方案的数值模拟与比选分析。计算结果表明,与先贯通小洞、后开挖大洞的方案相比较,采用先新奥法贯通大断面隧道、后盾构法掘进小断面隧道的施工方案对围岩扰动较小,能更有利于控制地表变形;双侧壁导坑法较CRD法虽更能充分体现围岩的自承能力,有效发挥初期支护的承载能力,提高二次衬砌的安全储备,但若将先贯通的大断面隧道施工方案由双侧壁导坑法改为CRD法,可在确保工程安全的前提下降低施工成本,并加快施工进度,顺利地完成隧道建设。

变截面连续钢箱梁桥典型施工阶段涡激振动

为探讨大跨度连续钢箱梁桥在吊装施工阶段可能遇到的风致涡激振动问题,提出有效的抑振措施,以崇启6跨变截面连续钢箱梁主桥施工过程为背景,通过1∶45全桥气弹模型风洞试验,研究了大跨度变截面连续梁桥典型施工阶段主梁的涡激振动性能,试验模拟了外加阻尼的抑振措施,并基于试验现象探讨了连续钢箱梁桥的涡激振动机理.研究结果表明:当第2跨主梁架设完成后,主梁易产生涡激振动,且不满足桥梁抗风设计规范的要求.当结构阻尼比达到1.2%时,涡激振动振幅满足规范要求;当结构阻尼比达到2.1%时,施工阶段不会产生明显的涡激振动.

水工小断面隧洞自行式钢栈桥施工技术

针对水工小断面隧洞开挖断面小、施工场地狭窄、作业工序多、干扰大等难题,研发了自行式钢栈桥,充分利用混凝土早期强度为栈桥自重及通行载荷提供支撑,配合专用柔性底座及液压控制自行轨道,探索出水工小断面隧洞自行式钢栈桥施工技术,有效解决了洞室开挖与衬砌施工交叉作业等问题,应用于吉牛水电站长22.377km的引水隧洞施工中,保证了工程质量和施工工期,可为类似工程提供借鉴。