砂卵石地层浅埋地铁车站暗挖施工关键技术

研究目的:针对富水砂卵石地层地铁车站明挖法施工面临的道路交通问题,本文依托成都富水砂卵石地层首次采用暗挖法施工地铁车站的成功案例,对暗挖法施工关键工艺开展研究,指明了暗挖导洞设置及其开挖时序、地层超前预加固方式、初期支护类型、永临结合钢管柱以及拱形盖板扣拱等关键工艺,明确了富水砂卵石地层浅埋大跨地铁车站首次采用暗挖法施工的可行性。研究结论:(1)基于“化整为零”的思路,借助大刚度管幕超前支护,明确了导洞设置原则,采用多导洞法实施钢立柱与盖板(顶板)后,可按盖挖法理念完成超浅覆土下的地铁车站暗挖施工;(2)浅覆土管幕打设精度与地层扰动控制是富水砂卵石地层沉降控制的关键,应遵循“精准定位、及时纠偏,欠土顶进、严控超挖,先低速后匀速”的基本原则;(3)基于初期支护主要以被动承载为主,格栅钢架经济性好、施工方便,喷混后抗弯刚度增幅将近8倍,且大于工字钢喷混后等效抗弯刚度,宜采用格栅钢架;(4)顶部预埋倒L形钢板的“蛇形”中立柱,可实现两侧衬砌结构的有效连接与水平向有效传力,液压反循环钻机可满足小净空条件下高精度永临结合钢管柱施作需要;(5)本研究结论可为类似地层暗挖法车站施工提供借鉴与参考。

地铁浅埋暗挖法超近距穿越邻近建筑物施工技术分析

地铁浅埋暗挖法是一项超近距穿越邻近建筑物的施工技术,应用该项技术能实现地铁线路的顺利延伸,不会影响周边建筑物的安全。文中对地铁浅埋暗挖法超近距穿越邻近建筑物施工技术进行研究,在深入分析技术原理、工艺流程和施工实践基础上,给城市地铁建设提供更加科学的施工方案。

浅埋偏压隧道洞口段盖挖施工稳定性分析

阐述河北省张承高速公路小营隧道洞口浅埋偏压段采用的盖挖施工方案及数值模拟结果,结果表明,相应方案可降低临时边坡的高度并保障隧道施工安全。经数值模拟计算与现场验证,边坡稳定性可控,相关研究成果可为类似工程提供借鉴。

大断面铁路隧道下穿富水堰塘浅埋段施工技术研究

针对隧道施工在遇到下穿富水堰塘浅埋段采用传统盖挖法施工效率低的问题,以成自宜铁路白云山隧道为背景,结合现场实际,成功研究了大断面隧道下穿富水堰塘段暗挖施工新技术。通过施工调查,选取优先疏干堰塘积水,清除地表淤泥,再进行地表注浆加固,最后隧道施工采用加强支护参数形成劲型支护体系暗挖法的技术措施,确保施工进度和安全质量。新技术解决了传统下穿富水堰塘浅埋段盖挖法施工速度慢的难题,创新了工艺技术,可在同样施工工况隧道中推广应用。

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。

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。

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。

浅埋暗挖法修建地下工程应用分析

几年来的工程实践证明,浅埋暗挖法具有强大的生命力,不仅在地铁区间、车站已广泛应用,而且在当今城市建设中的热力管线、电力线、污水工程、地下停车场、过街道等项工程中也在应用,本文从降低工程造价、控制地表沉降、隧道结构防水等方面进一步阐述了浅埋暗挖法的优点。

山岭隧道浅埋盖挖段施工过程的数值模拟

为研究不同设计参数对山岭隧道浅埋盖挖段支护结构承载变形特性的影响规律,以宁波309省道改线工程中的杜鹃谷隧道浅埋盖挖段为依托,采用ANSYS分析软件进行隧道开挖支护数值模拟分析,探讨不同围岩特性、隧道埋深与盖拱拱脚底板尺寸等不同设计参数对盖拱内力、初衬与二衬内力以及拱脚底板沉降量的影响规律,揭示不同工况下隧道浅埋盖挖段支护结构的承载变形特性,获得各设计参数的建议取值范围,为今后类似工程设计提供借鉴。

穿越既有线超浅埋暗挖通道的质量监控

近年来,采用浅埋暗挖法修建的地下工程越来越多,它与明挖法、盾构法一样为地下工程的主要施工方法之一,而在超浅埋地层穿越既有线中采用暗挖法施工在国内是罕见的。本文重点介绍了我公司项目监理部在长春北站房地下通道的施工监理过程中,针对该工程超浅埋的特点,以新奥法的基本原理为基础,所采用的超浅埋暗挖法的控制重点及其质量监控措施。通过有效监控,既成功地保证了地下通道穿越了既有线路,保证了铁路运营的安全,同时也使该工程的质量达到优良标准,为今后穿越既有线超浅埋暗挖法施工的质量控制积累了经验。该工程的成功建成得到了业主及社会各方的高度评价。

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。

浅埋软岩大跨度隧道开挖工法研究

目的研究浅埋软弱围岩大跨度隧道的开挖工法,为该类隧道工程的设计和施工提供理论参考.方法采用FLAC3D有限差分软件,针对广州某大跨度隧道进口段在双侧壁导坑法、CRD法和三台阶七步法下的开挖进行数值模拟,分别对三种工法下的隧道拱顶下沉值、围岩水平位移值、塑性区以及最大和最小主应力进行对比分析.结果在控制隧道拱顶下沉和拱脚水平位移及围岩应力集中现象方面,双侧壁导坑法均优于CRD法和三台阶七步法;在控制围岩塑性区方面,双侧壁导坑法与CRD法相差不大,但均优于三台阶七步法;三台阶七步法开挖相比双侧壁导坑法和CRD法更容易发生围岩失稳现象.结论大跨度隧道浅埋软岩段的开挖不建议采用CRD法和三台阶七步法,而应优先考虑双侧壁导坑法.

浅埋偏压双孔隧道开挖顺序优化研究

为研究先行洞优先原则与CRD法开挖顺序相结合对浅埋偏压双洞隧道围岩的影响,提出合理的隧道开挖顺序。以重庆某隧道工程为依托,采用Midas/GTS软件建立了二维有限元隧道模型,分析了右洞先行且先开挖右侧、右洞先行且先开挖左侧、左洞先行且先开挖右侧、左洞先行且先开挖左侧等4种不同开挖方案的主应力分布情况。研究结果表明:采用右洞先行且先开挖左侧的开挖顺序时隧道围岩的位移和应力最小,该开挖方案最佳,以期为类似隧道施工提供借鉴。

填土围岩中浅埋暗挖隧道开挖方法研究

在建工程长株潭城际铁路穿越金家大院隧道浅埋暗挖段围岩条件极差,多为变形大、稳定性差的杂填土和粉黏土,且地面条件复杂。据此,对该隧道段采用现场监控和有限元计算结合的方法,分析不同施工方法开挖对地表沉降、土体扰动、拱顶下沉和拱底隆起的影响,采用TOPSIS评价方法对各开挖方法进行综合评价,并对CRD法中超前加固效果进行量化分析,在现场进行测量对模拟结果进行了验证吻合。研究结果表明,CRD法为最适合于填土围岩中浅埋暗挖隧道的开挖方法,CRD法亦需进行有效的超前加固使土体强度提升85%以上才能保证开挖稳定。

双侧壁导坑法不同开挖顺序对隧道施工期稳定性的影响

双侧壁导坑法不同开挖顺序对特大断面浅埋小净距隧道施工期稳定性的影响已成为研究热点。以采用双侧壁导坑法进行施工的柳州市某隧道项目为工程背景,通过ABAQUS有限元软件建立二维模型,重点分析了4种不同开挖顺序下隧道围岩的应力、位移变化规律。结果表明:先开挖浅埋侧隧道导洞,施工偏压方向由深埋侧指向浅埋侧,与地形偏压方向一致,加剧了隧道的偏压效应以及地表沉降量,即先开挖深埋侧隧道导洞更为合理;先开挖隧道侧导洞约可减少25%的拱顶、地表沉降量,即有效抑制了支护结构及围岩的位移变化量。结合现场监控量测结果可知,该隧道施工阶段监测点的位移变化规律与数值模拟结果相似,均存在位移量突变的现象,其中,后行隧道地表沉降监测点的位移突增量约占总沉降量的55.6%。

南水北调中线北京段西四环暗涵衬砌结构受力特点研究

南水北调中线北京段西四环暗涵埋设了土压力计和钢筋应力计等观测设备,用于连续观测施工期和运行期相关情况。根据暗涵2011年10月至2012年3月期间通水测试的监测数据,以3个典型断面为研究对象,重点研究和分析了结构内力分配机制。研究表明,暗涵的衬砌结构为联合受力结构,一衬和二衬共同承担内水压力,一二衬之间的回填灌浆改善了二衬的受力状态,一二衬协同变形得到优化。另外,衬砌结构的内力增量监测值与结构力学法的计算值较为接近,暗涵设计安全系数高,西四环暗涵结构安全。