隧道进口穿越断层破碎带洞身开挖施工分析

为探讨隧道进口穿越断层破碎带洞身开挖施工,以立洲水电站工程实例为背景,分析了三台阶设置临时仰拱法在穿越断层破碎带洞身开挖中的应用。分析表明,断层破碎带洞身地质条件复杂,围岩稳定性比较差,存在塌方的概率比较大,利用三台阶设置临时仰拱法配合系统锚杆、钢筋网、钢架及湿喷混凝土联合支护的施工方法,既能保证施工效率,也可以很好地控制塌方问题,促使施工任务高效、安全、有序完成,可为类似工程施工提供参考和借鉴。

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。

隧道开挖及仰拱初期支护成环施工工艺研究

文章以朗晃Ⅱ号隧道为研究对象,分析了隧道开挖及仰拱初期支护成环施工工艺。该工艺对提高隧道施工效率、保证施工安全、降低成本和提高工程质量具有重要意义。其中,在隧道开挖环节,阐述了隧道开挖方法选择和开挖面稳定措施;在仰拱初期支护成环施工中,提出了仰拱初期支护的重要性和仰拱初期支护成环施工工艺,为实际施工提供了科学依据和参考。研究结果表明:隧道开挖及仰拱初期支护成环施工工艺为隧道施工工艺的改进和发展提供了新思路和方法。

隧道仰拱部位光面爆破技术及工程应用

隧道仰拱部位采用传统爆破开挖技术开挖错台大、超挖严重。仰拱传统爆破开挖技术未采用光面爆破方法且人工凿岩钻机钻凿周边孔外插角过大是导致超挖严重的重要原因。针对隧道仰拱传统爆破开挖技术存在的问题,基于大量工程实践,结合光面爆破理论提出了隧道仰拱部位光面爆破技术。仰拱部位光面爆破技术周边孔采用间隔装药,采用水袋填塞装药间隙,根据仰拱断面形状调整周边孔装药参数。仰拱轮廓线上周边眼距离为30~50 cm,光爆层的厚度大于周边眼间距10~30 cm。采用钻孔反力支座可以减小周边孔钻孔外插角,保证每个炮孔均钻至设计深度,有效控制超挖。结合实际工程开展现场试验对比仰拱采用光面爆破技术与传统爆破开挖技术的爆破效果,采用光面爆破技术仰拱轮廓超挖远远小于采用传统爆破技术开挖。对比仰拱分别采用光面爆破技术和传统爆破开挖技术开挖12 m的成本,仰拱采用光面爆破技术开挖成本较采用传统方法降低35.14%,仰拱部位采用光面爆破技术开挖具有显著的经济效益。

大断面TBM开挖隧洞仰拱混凝土裂缝控制措施

HJ项目采用大断面TBM开挖,隧洞开挖成型均一性较好,施工安全性较高。隧洞衬砌混凝土采用仰拱和顶拱分开施工。在浇筑仰拱混凝土过程中发现混凝土出现较多裂缝。现场采用了质量特性要因分析法,对大断面TBM开挖隧洞仰拱混凝土裂缝产生因素,从人员、机械、材料、环境、方法5个要因逐一进行分析,并提出了相应的控制措施,明显降低了混凝土裂缝发生概率。

仰拱一次性开挖长度对黄土连拱隧道稳定性影响研究

为了研究合理的黄土连拱隧道仰拱一次性开挖长度,减少工程灾害和加快施工进度,先从力学机理上分析了仰拱一次性开挖长度对隧道稳定的影响。然后利用有限元方法模拟和自行设计的隧道试验系统进行模型试验,分析了不同的仰拱一次性开挖长度对地表沉降、洞周附加水平位移和中隔墙的受力影响。最后提出了最佳的黄土仰拱一次性开挖长度,并应用于黄土连拱隧道的施工。

拉西瓦水电站混凝土双曲拱坝设计

拉西瓦水电站地处气候寒冷、河谷狭窄陡峻及高地应力自然环境下,根据对电站坝址地形地质特点综合比较,选定了大坝为对数螺旋线型拱坝。就拱坝设计从建基面的选择、体形优化、河床坝基开挖形式研究、渗控与基础处理、抗震研究分析、坝体混凝土温度控制及高边坡处理等方面作了介绍,并进行了总结。

基于微台阶法对连拱隧道稳定性的研究

为研究软弱围岩基于微台阶法连拱隧道合理的掌子面纵向间距、仰拱一次开挖长度和开挖进尺施工参数,确保隧道安全和高效施工,以云南省元蔓高速公路风口山隧道为研究对象,从力学机理上分析了施工参数对隧道稳定的影响,采用数值模拟方法,分析纵向间距对中隔墙水平位移和开挖面叠加效应的影响、仰拱一次开挖长度对拱腰水平位移和中隔墙受力的影响、开挖进尺对围岩变形特征和掌子面剪应力的影响,对连拱隧道微台阶法进行最优化设计。结果表明,掌子面纵向间距2D、仰拱一次开挖长度4 m、开挖进尺2m为宜,可为类似连拱隧道的施工提供指导。

机器人暗挖施工隧道临时仰拱的安全性评价研究

以西安地铁四号线挖掘机器人施工为背景,探讨机器人荷载与临时仰拱跨度对临时仰拱安全性的影响.数值模拟与静力分析结果表明:在现有临时仰拱设计参数下,引入小型挖掘机器人不会对结构的安全性造成显著影响.若使用更大荷载机器人,可能会造成临时仰拱的垮塌,甚至工作面的塌方,须对临时仰拱重新予以设计.基于研究结果,建议加强参数,如增大工字钢截面、提高钢材和混凝土强度等级、加密加粗混凝土板底部构造筋、加设上部负筋、或采取铺设临时钢板等措施.为类似隧道工程引进挖掘机器人的安全生产提供理论指导.

蒙华铁路中条山隧道施工关键技术

针对蒙华铁路中条山隧道在施工过程中遇到的围岩软弱易风化、仰拱开挖后基底承载力不足、斜井砂砾层承压富水和隧道涌水量大等问题,介绍施工过程中所采用的软弱围岩微台阶带仰拱一次开挖快速封闭成环、铁路单线隧道二次衬砌仰拱及仰拱填充大区段、碎石换填基底加固并在基底埋设排水管以及分段截流、反坡排水等关键施工技术。主要研究结论如下:1)仰拱与下台阶一次爆破成型,减少了爆破围岩的二次扰动,能有效控制周边收敛和拱顶沉降;2)采用24 m单线隧道全液压履带式栈桥,有效减少了仰拱之间施工缝隙对接次数,提高了仰拱的整体性;3)对有水软岩地段采用碎石换填并注浆加固,起到了良好的堵水效果;4)采取分段截流,减少了反坡施工掌子面的排水量,加快了掌子面的施工进度。

破碎围岩山岭隧道施工稳定监测及数值模拟

以某高速公路破碎围岩隧道大变形为工程背景,并以现场调查、数值模拟和现场监测为手段,提出了三台阶七步开挖仰拱紧跟工法。利用Midas GTS建立了三台阶七步开挖法的两个数值模型,结合地质勘查和室内试验数据进行了隧道大变形分析,并将新工法的模拟结果与监测数据进行了对比分析。研究结果表明,所提工法中的仰拱紧跟技术对变形控制起到了较好的作用,不仅可以有效控制隧道施工中的大变形问题,且能缩短工期,提高施工效率,节省工程造价。

铁路大跨黄土隧道仰拱初支成环技术

以兰山隧道出口工程为背景,通过分析工程的现场情况,采取了初期支护封闭成环技术方案,并对该方案的实施方法进行了详细论述,指出采用该方案保证了施工的安全性,为类似工程施工积累了经验。

软岩大变形隧道二台阶带仰拱开挖法施工技术

软岩大变形时围岩强度低、受台阶开挖扰动影响大、变形稳定所需时间长,需要快速使初支闭环,快速减少变形速率,快速使围岩稳定。成兰铁路杨家坪隧道洞身地质为千枚岩软岩,中薄层结构,陡倾,与隧道小角度相交,易发生大变形。文章针对杨家坪隧道特殊软岩大变形特点,重点介绍了二台阶带仰拱开挖法在大变形控制和防治的施工技术及优点,为软岩大变形防治提供了新的处治方法。

高地应力软岩隧道仰拱施作方法研究

为研究不同的仰拱施作方法对高地应力软岩隧道稳定性的影响,根据时速为200km/h的双线铁路隧道的标准设计图建立有限元模型,基于三台阶七步开挖法研究了四种不同的仰拱施作方法.分析了不同仰拱施作方法下隧道的拱顶、边墙及仰拱的变形和应力,进一步讨论了初期支护的安全稳定性.研究结果表明:高地应力软岩隧道三台阶七步开挖法中下台阶核心土带仰拱一次开挖,仰拱先填充碎石土后换填混凝土的施作方法最优,该方法能有效控制围岩变形,建议高地应力软岩隧道施工中采用该法;传统的仰拱施作法因初期支护封闭滞后等问题,围岩变形较大;下台阶核心土带仰拱一次开挖,仰拱中部填充碎石土的施作方法不可行,左、右边墙安全系数小于2,不满足规范要求.

软弱隧道拱顶防沉降技术

通过对西汉高速公路51标段酉水3号、4号隧道的施工,针对软弱地质隧道水平收敛大、拱顶下沉快的特点,提出了相应的预控施工方案,包括开挖和支护、监控量测、大拱脚和临时仰拱的施工等。

城市浅埋暗挖隧道施工沉降控制技术

襄渝铁路十堰四号隧道多处为浅埋暗挖段,在地质因素、地下水和施工因素的影响下易发生过大沉降导致地面建筑物和隧道失隐。为最大限度减少对围岩的扰动,施工中采取地表水截流、沟内铺设防水板,洞内地下水引排,洞内开挖采用控制光爆、加强超前与初期支护等措施,有效地控制了地表沉降。

台阶法(带仰拱)一次开挖施工技术在软岩隧道中的应用

软岩隧道采用传统台阶法开挖时易出现初期支护封闭不及时、步距超标等问题,为解决上述问题,依托蒙华重载铁路部分隧道,提出台阶法(带仰拱)一次开挖施工技术,阐述三台阶(带仰拱)和二台阶(带仰拱)施工工艺流程,从结构力学与变形响应、施工便捷性与设备空间布置等方面综合分析,提出台阶高度和台阶长度的合理设置原则,结合段家坪隧道与中条山隧道现场施工情况,分析台阶法(带仰拱)一次开挖工法的工序组织、技术要点与应用效果,总结台阶法(带仰拱)一次开挖工法的施工技术特点,并提出该工法的推广应用前景。

承担全部设计荷载的隧道初期支护的设计计算方法

针对当前隧道初期支护设计存在不能承担全部设计荷载、以初期支护仰拱闭合的有利结构而不是以仰拱未闭合的最不利结构为最终设计目标而造成结构存在安全隐患以及给不出锚杆锚固力设计值和现场围岩变形很大使得采用岩体力学进行设计初期支护不具备条件的问题,提出按照"荷载-结构"的计算模型,采取结构力学力法对隧道初期支护承担全部设计荷载、对应施工"三台阶"法、对型钢钢架和喷射混凝土按变形协调条件确定各自承担荷载的比例系数、就钢架和喷射混凝土承载能力分别进行计算分析,明确在各部施工时对喷射混凝土强度以及锚杆的锚固力的要求。计算结果表明:1)采取除中心夹角60°范围外其余均匀布置分布锚杆、采用"型钢钢架+分布锚杆+喷射混凝土"支护型式的隧道初期支护完全具有承担全部设计荷载的能力,且仰拱开挖不会威胁支护的稳定; 2)应将锚杆作为支护结构的链杆支座来确定锚杆锚固力; 3)锚杆和喷射混凝土3 h的强度对支护结构的承载能力影响很大。

隧道穿越活动断裂带施工技术

随着我国铁路事业的迅速发展,铁路隧道的建设需求和重要性日益明显。由于我国地域广阔,在线路选择过程中,隧道难以避免会穿越断裂破碎带,从而导致施工难度大,难以确保施工安全。现以柿子园工程为例,针对工程施工技术难点,从超前地质预报、超前支护小导管、三台阶开挖法、初期支护、组合中空锚杆、钢花管系统锚管、钢筋网片、钢架施工和围岩监控量测等几个方面,阐述隧道穿越活动断裂带的施工技术,为同类工程提供借鉴和参考。

反底拱与砌碹联合支护技术在马城铁矿富水软弱破碎围岩掘进工程中的研究与应用

马城铁矿属于大水矿山,在矿山建设过程中,随着矿井向深部延伸,巷道围岩的特征复杂多变,尤其当巷道布置在构造应力大、围岩软弱、含有泥化膨胀成分、水害严重等复杂工程环境时,巷道掘进与支护困难。本文分析了马城铁矿3#副井-570 m水平下盘沿脉运输巷(南)376.0~391.0 m掘进段的富水区软弱破碎施工环境,在对工作面冒顶区进行了注浆充填和管棚加固后,为确保施工安全,在地质岩性勘探的基础上,设计采用反底拱与砌碹联合支护技术。通过现场研究与实践表明,反底拱与砌碹联合支护技术针对马城铁矿地质条件是可行的,为马城铁矿富水软岩支护提供了丰富的技术经验。