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。

复杂地层中多洞并排超浅埋暗挖施工方案研究

作为采取敞开开挖条件受限、施工区地上物较多的隧洞工程中广泛应用的浅埋暗挖法,施工中普遍存在的难题是如何在确保施工安全的基础上,对地表及建(构)筑物沉降、变形幅度进行合理控制,尤其是在复杂的地层中、不利的基础条件下,多洞并排超浅埋暗挖面对的难题更加突出。为了有效的破解该难题,制定科学、合理的浅埋暗挖施工方案,以富壁路暗涵项目为例,针对该工程隧洞覆土厚度小,地层为回填土,地下水高,地下管线多,多孔洞并联的隧洞型式等复杂、不利的基础条件进行施工方案研究,通过对施工降水、辅助工程措施进行方案比选,对施工方式、施工监测及安全措施要点进行分析,针对性的制定了相对合理的施工方案,有效保证了隧洞围岩的稳固,确保了工程安全、顺利进行,为今后相关工程浅埋暗挖施工方案提供借鉴。

上软下硬浅埋暗挖大跨地铁车站施工力学效应研究

为研究初支拱盖法在上软下硬浅埋暗挖大跨地铁车站开挖中的适应性,基于ANSYS有限元软件进行了二次开发,依托青岛地铁湛山车站建立计算模型,开展了洞室开挖各施工工序下“围岩-支护”系统的施工力学效应研究。结果表明:车站洞室各开挖工序下围岩变形均呈突增态势,当开挖完成上部拱盖后,前6步围岩位移占总变形的70%;洞室围岩应力随着开挖工序的进行在不断调整,最大主压应力总体上呈较高水平,且在整个开挖过程中均维持在-2MPa附近;塑性区面积随着开挖工序的不断进行而调整,最大进深为3.21m;钢拱架的弯矩随着开挖工序的不断进行而调整,在开挖中最大达108kN·m,当拱盖开挖并支护封闭后,钢拱架中的最大弯矩呈下降态势;车站洞室的开挖将引起地表一定程度的沉降致使形成“沉降槽”,隧道轴线正中的地表最大沉降达13.4mm,然后沿其两侧逐渐降低,在距隧道中心位置约4倍跨度的区域外,沉降值近于0。

浅埋隧道开挖地表沉降研究现状及其施工技术综述

随着城市中隧道工程的持续修建,浅埋隧道下穿既有的道路或者建筑引起的地表沉降问题受到了越来越多的关注。本文在梳理了近些年来国内外学者针对浅埋隧道施工诱发的地层沉降变形的研究方法及研究成果的基础上,对地层岩性、地下水、隧道埋深、开挖方法、掌子面形状、支护类型等因素对地表沉降的影响规律进行了归纳总结。并对浅埋暗挖建造技术进行了阐述,同时提出了相应的思考和展望。

隧道洞口浅埋段开挖双侧壁导坑法施工技术

为避免隧道施工后出现拱顶下沉问题,文中以蓬安县绕城北路建设工程项目为例,引进双侧壁导坑法施工技术,对隧道洞口浅埋段工程的规范化施工方案展开设计与研究。通过隧道洞口浅埋段开挖与超前大管棚支护、二次衬砌施工、施工中的溶洞处理与通风排水布置,完成施工方案的设计。对施工成果进行质量验收,得出结论,设计的施工方案在实际应用中,可以有效控制隧道拱顶下沉量,提高隧道洞口浅埋段的施工质量。

高速铁路超浅埋隧道小角度下穿高速公路施工设计

某高速铁路超浅埋隧道小角度下穿高速公路,须在确保高速公路正常通行的条件下进行施工。为降低高速公路路基沉降,根据项目工程地质及水文地质条件,采用管幕对围岩进行支护,并对管幕的具体参数进行设计。隧道施工方法采用三台阶留核心土临时仰拱法,以有效控制施工过程中围岩的变形,降低隧道暗挖施工对高速公路路基沉降的影响。通过FLAC3D软件对管幕加固支护、暗挖施工工况进行模拟分析,证明该高速公路路基及隧道初支沉降、公路荷载对隧道二衬产生的附加力安全系数均满足规范要求。

PBA地铁车站施工技术研究

暗挖洞桩(Pile Beam Arch,PBA)工法施工适应于路面空间小、车站跨度大等城市地铁修建,其施工过程非常方便和安全,可极大地降低工程施工过程中的人员安全投入,投资成本也比较经济和合理。以沈阳地铁三号线三好街站为工程背景,阐述了地铁暗挖车站PBA技术的施工过程及PBA工法在实际施工过程中的原理与工艺特点,详细介绍了小导洞开挖方法及导洞开挖顺序,为今后类似的暗挖车站工程项目施工提供了技术支持。

浅埋暗挖法隧道施工过程地表沉降及洞室稳定性分析

隧道施工具有一定的危险性和复杂性,需要加强预测分析,提高技术应用效果,避免在隧道施工过程中出现沉降超限、变形垮塌等事故。论文研究了浅埋暗挖法隧道施工过程地表沉降及洞室稳定性,从作用机理、破坏特点、影响因素等方面出发,分析了地表沉降及洞室失稳发生的过程,并结合多种理论研究成果,采用合适的分析技术方法,综合评价了地表沉降和洞室围岩变形危险等级,为设计、施工、组织管理等工作提供科学决策。

浅埋暗挖隧道下穿运营地铁设计研究

针对城市地下道路安全快速的下穿运营地铁问题,依据现有的浅埋暗挖技术,并对其预支护措施进行改进、加强后采用竖向旋喷桩、φ402锁扣管幕注浆支护和掌子面全断面深孔注浆,建立三维有限元模型进行运营地铁安全和隧道结构安全进行分析,通过第三方安全评价验证其设计理论的安全可靠,采取第三方监测实施动态设计以确保理论与实际相适应。浅埋暗挖法下穿运营地铁本文所述预支护措施可以有效的控制地面沉降和保障隧道实施过程的安全,目前本工程下穿地铁一直处于正常运营状态,可为同类项目提供参考。

超小净距浅埋暗挖法综合管廊设计措施研究

以深圳地区某超小净距浅埋暗挖法施工的管廊项目为依托,建立三维数值力学模型,研究不同控制条件下土体与结构的变形和稳定性,探讨浅埋暗挖法近接工况下的关键设计施工措施。其内容主要包括地下水控制、地层预加固技术、超前管棚预支护和正台阶分部开挖工法等。

粉细砂地层浅埋暗挖施工优化及控制措施

粉细砂地层的浅埋暗挖施工,一直是地铁施工的重点研究领域。由于粉细砂地层自稳性差,暗挖施工极易产生坍塌事故,因此保持开挖土体稳定、控制地面沉降成为粉细砂地层浅埋暗挖施工中最重要的课题。结合粉细砂地层浅埋暗挖工程实例,总结施工优化控制措施,为类似地层的暗挖施工提供一定参考。

城市大型地下空间暗挖建造与地下水渗流控制关键技术研究

针对我国城市地下空间开发建设存在的问题,结合国内外地下空间建设技术现状和城市化发展需求,本项目重点进行了城市大型地下空间暗挖建造与地下水渗流控制关键技术研究,包括:一次扣拱暗挖逆作法建造大型地下结构关键技术研究、浅埋暗挖大直径管幕法地下结构建造技术研究、地下空间建造设计过程中的地下水渗流控制技术研究等,形成了拥有自主知识产权的地下空间开发技术成果和体系,并通过一系列有代表性的城市地下空间工程示范应用,促进了科技成果的转化和应用,有效提升了我国城市地下空间可持续开发能力和建造技术集成化水平。

洞内降水技术在复杂环境条件下浅埋暗挖隧道施工中的应用

在浅埋暗挖隧道施工方法中,传统的地下降水方法是在洞外单独设置降水井,但其会导致废弃工程量大、工程造价高、受地面环境限制等一系列问题出现。而洞内管井降水技术具有干扰小、成本低、适应性强的优点。以郑州港南高压电力隧道施工中采用洞内管井降水的实例,阐述了该方法的设计和施工情况,总结了洞内管井降水技术的适用情况、施工方法以及注意事项。

合肥地铁单线膨胀土浅埋暗挖隧道施工工法研究

合肥地铁1号线试验段终点-云谷路站浅埋暗挖区间穿越膨胀土地层,因膨胀土具有胀缩性、裂隙性等不良工程特性会对施工造成一定影响,选取合适的施工工法及开挖进尺能有效降低其影响。通过调研分析得出小跨度膨胀土隧道常采用台阶法、先拱后墙法、全断面法等施工。基于渗流场-附加膨胀应力场耦合数值模拟方法,考虑地表降雨对隧道施工的影响,考虑结构安全性与经济性,通过数值计算与现场实测对比分析,得出台阶法最适合合肥地铁单线隧道施工,并建议开挖进尺小于等于1.5 m。为小跨度膨胀土浅埋暗挖隧道施工工法的选择提供了参考,具有一定的指导意义。

浅埋暗挖超大断面地铁车站隧道开挖方法研究

本文结合重庆轨道交通六号线五路口车站工程实际情况,在分析传统双侧壁导坑法存在局限性的基础上,提出了"台阶分部临时支撑法"和"台阶临时支撑+部分双侧壁法"两种改进的施工方法。通过对双侧壁导坑法和两种改进施工方法的数值模拟,分析隧道施工中位移的控制效果,确定了适合本工程浅埋暗挖超大断面隧道的开挖新方法(台阶临时支撑+部分双侧壁法),并将数值分析结果与现场监控量测结果进行对比,验证了此方法的合理性和正确性。研究成果为设计和施工提供理论依据,丰富和完善了浅埋暗挖超大断面隧道施工技术,并为类似工程提供借鉴。

浅埋暗挖隧道CRD工法优化与现场试验研究

CRD工法是浅埋暗挖隧道的常用施工方法,但存在施工工序复杂,隔墙拆除困难,进度慢等问题。为改进CRD工法存在的不足,以杭州紫之隧道浅埋暗挖段为研究对象,采用理论分析、数值计算和现场试验等手段,对CRD工法的开挖工序、临时支护结构型式、开挖步距以及临时支护拆除方式等关键技术进行优化研究,探索出一套完整的优化工法体系,并结合现场试验进行验证。研究结果表明:优化工法提高了初期支护闭合成环速度,保证了整体支护结构在施工过程中的合理转化,有效地控制了拱顶及地表沉降的发展,同时,下台阶作业空间增大,提高了开挖及出渣效率,平均进度提高到原工法的1.45倍。

韩家岭大跨度浅埋隧道开挖方法

通过韩家岭隧道现场工程地质工作,阐述了隧道多层开挖方法以及大管棚、小导管、锚杆等超前支护措施;最后,针对现场施工提出了几点有意义的建议。

浅埋超大跨四线高铁隧道施工期初期支护体系的力学特性

以设计时速350 km、开挖跨度26.3 m的杭绍台高铁下北山2号浅埋超大跨隧道为依托,综合数值模拟和现场监测,研究Ⅴ级围岩在双侧壁导坑法开挖下的初期支护体系力学特性,推导出考虑导坑掌子面三维开挖影响的围岩压力计算方法。结果表明:初支喷射混凝土是主要承载构件,最大轴力为−6311.5 kN,此时下台阶受力范围仅为上台阶的15%~50%;拱部、墙脚的锚杆受力很小,拱腰锚杆对抑制围岩变形有一定效果,但锚杆设计有较大优化空间;分步施工过程中掌子面三维开挖影响效应明显,中导坑上台阶开挖对支护结构受力和围岩压力的影响最大,中导坑中、下台阶开挖后临时支护喷射混凝土受力趋于0,可视为拆撑导致的初支受力调整已开始,若此工况前初支受力已稳定,则提前拆撑是安全的;相比现行计算方法中基于平面应变假定和全断面法开挖的计算值,本文方法得到的监测断面围岩压力计算值与实测值最吻合。计算浅埋超大跨隧道围岩压力应考虑分步施工产生的掌子面三维开挖影响效应。

浅埋暗挖洞桩法参数敏感性分析

针对浅埋暗挖洞桩法理论分析落后于工程实践的实际情况,依据地下结构设计计算理论的地层——结构法,以有限单元法作为分析手段,建立三维计算模型,系统开展了浅埋暗挖洞桩法施工过程的数值模拟,以及参数变化对洞周围岩稳定性和位移场的影响分析。结果表明:浅埋暗挖洞桩法用于大断面洞室或超浅埋洞室暗挖施工时,洞周围岩稳定性良好,并可有效控制地表沉降。洞室跨度为14m左右时控制地表沉降的效果最好;在不同埋深条件下控制地表沉降的效果基本相同;洞室高度的影响则不明显。研究的结论对今后浅埋大断面单跨洞室暗挖施工方案比选和采用浅埋暗挖洞桩法施工具有指导作用。

预切槽法在浅埋暗挖下穿公路段隧道中的设计

研究目的:机械预切槽法因其结合盾构的盾壳保护开挖理念和新奥法处理复杂地层的自由灵活理念,在土砂等极软弱围岩地质条件、城市特殊复杂环境近接施工或以上因素复合形成的复杂困难工程条件下具有显著的优势,可以较好地保障隧道施工的安全,同时也是机械化施工的一种很有发展潜力的隧道施工方法。本文结合福平铁路新鼓山隧道下穿福州机场高速公路的浅埋暗挖段,对隧道预切槽法施工在软弱地质下浅埋暗挖下穿通过道路的城市环境应用进行设计与分析,提出该方法的可行性。研究结论:(1)预切槽法可以应用于浅埋暗挖、下穿道路等特殊隧道段落的施工;(2)在浅埋、软弱、近接等特殊条件下,预切槽法形成的预筑拱作为超前措施,较常用的管棚等技术手段,对控制地表沉降、保证施工安全有更显著和可靠的作用,具有更大的安全性;(3)本研究结论可为类似工程条件的隧道设计提供借鉴。