超浅埋小净距隧道洞口段安全评估及钢栈桥工艺

针对隧道出口段存在超浅埋、小净距与下穿既有公路的特殊性,为了确保上覆既有公路正常通车下隧道出口段安全施工,研发了在既有公路路面上钢栈桥架越隧道拱顶的新工艺及钢栈桥设计参数,首次提出了路面钢栈桥与拱顶保护壳复合式立体式隧道洞口段掘进安全防护体系.采用MidasGTSNX软件,对钢栈桥设置的合理性和有效性进行了仿真模拟,结果显示,路面存在车辆荷载前提下,钢栈桥的设置能有效减小围岩塑性区的分布面积,显著降低拱顶沉降,保持围岩稳定.实践表明:在既有公路路面上设置钢栈桥,能保证既有公路正常通车条件下的超浅埋与小净距下穿隧道的安全掘进,本研究结果对类似隧道工程洞口段安全施工有重要的借鉴意义.

浅埋长大输水隧洞下穿省道建设施工技术研究

云南省滇中引水工程楚雄段4标段下穿S218省道,位于省道正下方的最小埋深仅为20m。为最大程度减小隧洞施工对S218省道的影响,保证隧洞施工安全、质量和进度,提出了包括采用超前固结及洞周注浆、超前支护及加强初期支护等措施在内的浅埋长大输水隧洞下穿省道施工建设技术,并结合现场量测结果,分析了该技术的现场实施效果,以及该技术的效益情况。结果表明,该技术能提高滇中红层软岩的承载能力,同时恢复或构成完整的岩体结构,进而形成连续的结构体,有利于后期系统锚杆、锁脚锚杆加固时锚固力的传递,大幅度提高加固质量和效果,有效控制隧洞变形,同时实现较小超挖,大大提高施工效率和质量,节约项目成本。

连拱隧道下穿既有高速公路管幕法施工技术研究

新建隧道下穿城市既有道路,当埋深较浅时,上部道路很容易因沉降过大而导致路面结构开裂,甚至破坏等问题,因此研究隧道的施工技术是非常必要的。以西安市开元路至建元路下穿通道项目为依托,在连拱隧道施工过程中采用有限元软件模拟管幕法支护对隧道结构、围岩稳定性及上部道路路面沉降的影响。主要结论如下:(1)新建连拱隧道围岩竖向最大位移为7.4 mm,满足规范要求,隧道结构安全可靠;(2)采用管幕法施工时,路面沉降最大值仅为4.39 mm,说明管幕法开挖连拱隧道下穿既有城市道路是可行的;(3)采用管幕法施工隧道二衬最小安全系数为2.05,大于规范最小安全系数,衬砌结构安全可靠。综上可见,采用管幕法作为超前支护措施,连拱隧道下穿既有城市道路对上部路面影响较小,施工安全风险较低。

卵砾石土层大跨公路隧道初期支护优化研究

江苏省宁常高速公路茅山隧道位于卵砾石土层斜坡中,具有浅埋、大跨扁平的特点,结合现场大型剪切试验分析、获取卵砾石层剪切强度参数,采用弹塑性非线性有限元法模拟并分析开挖和支护的全过程。根据新奥法,喷混凝土是公路隧道施工中体现初期支护柔性支护特点的主要因素之一,针对卵砾石土层II类软弱围岩浅埋地段交叉中隔壁法实际施工工艺特点,选择拱顶区右上部、中轴线、左上部3个测点下沉值(S1,S2,S3)建立协方差函数,并结合围岩和二衬塑性区的分析,对初支喷混凝土厚度进行合理性研究,提出该隧道卵砾石土层拱顶埋深在26m左右断面最合理的初支喷混凝土厚度为22～28cm,该典型断面最优初支喷混凝土厚度为26cm,该研究成果对斜坡浅埋软弱II类围岩地段交叉中隔壁法施工设计有一定参考价值。

活性粉末混凝土偏压构件受力性能试验研究

为探讨RPC材料应用于隧道管片结构中的可行性,文章通过22根活性粉末混凝土(PRC)构件的大偏心受压试验,确定了不同截面尺寸、配筋率以及有无钢纤维条件下RPC偏心受压构件的承载特性,得到了各级荷载条件下试验柱的整个截面的应变分布特征。研究结果表明,偏心荷载作用下RPC偏心受压试件截面应变符合平截面假定,采用RPC材料制作隧道管片结构时,其厚度可有较大幅度的降低;试件截面厚度对其承载力的影响最为显著;由于RPC材料本身的抗拉、压强度较高,钢筋在RPC偏压结构中所起的作用逐渐减弱,RPC结构可适当减少其配筋量。

道路下浅埋隧道爆破施工振动影响的试验研究

为了保证新建隧道下穿既有G316道路施工中的安全性,采用现场监测的方法对隧道爆破掘进产生的振动进行实时监测,并根据采集的爆破数据回归分析,确定了修正的多孔爆破质点峰值振速计算公式中的相关参数k和α。研究结果表明:采用修正公式计算的质点峰值振速与现场监测结果最小误差为1.92%,最大误差为25.34%,平均相对误差为13.88%,说明修正的多孔爆破质点峰值振速计算公式是可行的。

越江公路盾构隧道浅埋段地温场演化趋势模拟分析

越江公路盾构隧道浅埋段地温场演化将影响隧道穿越的江滩区域的工程地质条件。基于有限差分法建立了南京长江隧道的数值模型,分别将实测地表温度和管片内侧温度作为地层外部交变热源与内部交变热源,对隧道浅埋段典型断面地温场的演化过程进行了模拟分析。结果表明:隧道与土体间的热交换作用使隧道周围的初始恒温地层转变为年变温地层。在高温期,隧道向周围土体传热;在低温期传热方向相反。隧道周围及两孔间存在显著变温区,其最大温升值达7.14℃,年波动最大峰谷值接近10℃。该显著变温区位于距隧道外壁5m以及两孔之间的区域。其地温场在隧道运营20a后可达到初步稳定。建立了该显著变温区内地温场的年际波动模型,据此可估算出隧道周围土体不同距离处的年际温度值,该模型可为火灾等极端传热条件下估算隧道浅埋段地温场提供初始值。

浅埋大断面隧道下穿既有道路的施工工法

针对浅埋大断面隧道下穿既有道路爆破掘进中,极易引起上部路面结构的损伤和破坏,危及道路和行车安全的问题,以宝汉高速新建关林子隧道下穿既有316国道为工程依托,提出“路面架桥,超前加固,分部开挖,监测反馈”的系统施工方法.同时,采用有限元法模拟了正常通行条件下有、无铺设钢架桥时路面沉降,结合现场爆破振动监测结果,对比分析了CRD法施工的安全性和可行性.研究结果表明:不铺设钢架桥时的地表沉降量远大于铺设钢架桥,且数值超过规范允许限值的2/3,模拟数值与实测值平均相对误差为95.7%;铺设钢架桥时,模拟的地表沉降量与实测值相对误差范围为2.7%~12.4%,平均相对误差仅为6.1%,远低于不铺设钢架桥,表明提出铺设钢架桥的施工方法是非常有效的.

浅埋软弱隧道下穿重载道路变形规律与控制研究

以巴准铁路敖包沟隧道为依托,基于FLAC3D软件,采用摩尔-库伦弹塑性模型,对浅埋隧道下穿重载道路分步开挖及道路重载对开挖过程中变形的影响进行数值模拟;并将计算得到的浅埋隧道下穿重载道路的变形规律与实际监测结果进行对比分析。研究验证了计算模型和计算参数的合理性,表明重载运煤车辆对地表沉降和拱顶沉降影响量近三分之一,而对拱底变形影响很小;表明隧道施工期间应停止运煤通道运营,并给出4方面的施工控制措施。研究结果保障了敖包沟隧道下穿段的施工安全,对同类施工有一定借鉴作用。

江肇高速公路毛毡岭隧道洞口浅埋段施工

江肇高速公路毛毡岭左线隧道肇庆端洞口Ⅴ级围岩超浅埋且为碎石土与全-强风化泥岩的软弱围岩,针对其实际情况,施工中遵循"早进晚出"的原则提前进洞,减少了隧道施工对烂柯山自然保护区的环境破坏。隧道进洞采用了长管棚、小导管注浆等措施加固岩体,洞内采用双侧壁导坑法施工方法减少了隧道一次性开挖断面,施工中结合监控量测和超前地质预报及时调整支护参数,确保了隧道安全通过超浅埋段,满足了施工工期要求和对自然保护区环境的保护。

深港西部通道深圳侧接线工程下沉式道路结构总体设计

深港西部通道深圳侧接线工程是通过一线口岸深港过境车辆的专用通道,设计行车速度80 km/h,按双向6车道高速公路标准建设。主线全长约4.48 km,其中下沉式道路长约3.08 km。下沉式道路为浅埋箱式隧道结构,由全暗埋箱型结构、半敞开箱型结构和全敞开坞式结构组成。通过介绍城市下沉式道路总体布置、基坑区段划分、围护结构有效运用和隧道结构总体设计,使节能环保、布局新颖的设计理念得以推广。

道路刚度对浅埋暗挖法人行地道影响的有限元分析

修建人行地下通道是缓解城市交通拥挤、保障行人交通安全、提高城市运行效率的一项有效措施。人行地道施工不可避免对周边环境造成不利的影响,严重者可能影响地面建构筑物和地下管线的正常使用。本文通过对浅埋暗挖法修建杭州清泰街过街地道的有限元模拟,模拟CRD工法开挖方式通过考虑地道上方道路刚度与否两种模型的对比得出道路刚度对浅埋暗挖人行地道的地表沉降及地层变形的影响规律,并与实测数据进行了对比分析,得出较为一致的结果。研究对此类地道的施工与设计有一定的指导意义。

横穿公路的浅埋段隧道结构设计

结合蒙自至新街高速公路窑头1号隧道的工程实践,简要介绍了横穿公路的浅埋软岩段隧道结构的设计与施工。

超浅埋暗挖双层隧道下穿城市主干道设计

城市内双层隧道下穿既有主干道,因受线型、埋深等影响,存在“浅埋、地质条件差、周边环境复杂”等特点,工程实施难度大。结合工程案例,全面介绍了超浅埋、小间距双层隧道采用“大管棚+小导管+掌子面TSS注浆”的超前加固措施、双层衬砌结构配合CRD或双侧壁导坑法的支护方案,以及近接桥梁“加桩补强法”的保护方案是合理可行的;并提出地表沉降控制值可结合工程情况突破常规值(+10 mm~-30 mm),加强分块施工的初支拱脚刚度和拱部回填注浆有利于控制地表沉降的建议。

某特长公路隧道相对浅埋洞段岩爆机理初探

岩爆多发生于埋藏较深的区域,然而在某特长公路隧道的施工过程当中,两次岩爆的发生位置并非位于埋深最大处,而是处于相对浅埋(200m左右)的洞段。文章从多方面分析了岩爆的影响因素,并从应力集中和微裂隙扩展两方面入手,对此次岩爆的发生机理进行了初步探讨,最后得出岩爆并非仅受埋深控制,相对浅埋的洞段仍然会在各因素的综合作用下发生岩爆的结论。

浅埋偏压条件下傍山隧道进洞施工技术研究

结合宁绩高速株岭隧道洞口施工,详细介绍了浅埋偏压情况下傍山隧道小净距段进洞施工技术,包括增设偏压挡墙、横向管棚及加密钢拱架和超前小导管等支护措施,为类似工程施工提供了借鉴。

浅埋暗挖法施工技术在重庆石黄隧道的应用

针对重庆市石黄隧道地质条件差、开挖断面大、埋深浅、地表高层建筑及危房覆盖率高等主要特点,指出了隧道施工可能存在的两方面问题,一是洞内塌方影响施工安全,二是地面沉降严重危及地表建筑物和居民安全;简要介绍了浅埋暗挖法施工技术在石黄隧道的具体应用。通过隧道信息监控证明,浅埋暗挖法施工技术在石黄隧道的应用是合理的、成功的,应用效果良好。

富水地段浅埋公路隧道破坏面形状分析

基于流固耦合理论，对富水地段浅埋两车道和四车道公路隧道进行数值模拟，研究了围岩的松动土体力学行为，得出松动土体的剪切破裂角，并与理论解进行对比。结果表明：地下水渗流作用对破坏面形状有重大影响，考虑渗流时的破裂角比不考虑时小11．8％-19．7％；随着隧道所处地下水位升高，围岩破裂角逐渐减小，围岩松动剪切破坏范围增大；大跨度隧道破裂角受地下水渗流的影响比小跨度隧道显著。得出结论，计算富水地段浅埋公路隧道荷载时应该考虑地下水的渗流作用。

高速公路隧道穿越浅埋段地层联合快速施工法研究

隧道穿越前方浅埋段施工一直是山岭隧道施工领域的难点问题。本文以2022年北京冬奥会重大交通保障工程玉渡山隧道为背景,基于FLAC3D软件模拟隧道开挖作用下隧道穿越浅埋破碎区域的力学效应,提出一种"地表注浆为主,超前小导管为辅,预留核心土"的联合快速施工法,分析施工后隧道拱顶沉降、水平收敛与塑性区范围,并给出合理的支护方案。研究表明:(1)提出的联合快速施工法对浅埋破碎区域的扰动较小,在施工过程中隧道上覆土层基本不会出现破坏;(2)隧道前进方向存在浅埋破碎区域,若不进行及时有效的治理,将会发生塌方、隧道变形过大等灾害事故;(3)所提出的联合快速施工法具有经济合理性,可为相关的浅埋破碎带施工工程提供一定的理论指导。

浅埋黄土隧道下穿道路施工沉降及控制研究

以李家圪卜1号隧道浅埋下穿城大高速公路工程为背景,基于相关规范以及类似下穿工程,提出浅埋黄土隧道下穿道路的地表沉降应在50 mm以内的控制标准。通过监测隧道下穿旅游公路试验段的地表路面沉降值,改进了下穿高速公路段的施工工法。基于FLAC3D有限差分软件,对改进施工工法后隧道的开挖以及支护过程进行动态模拟,通过分析计算和实测下穿道路的路面沉降及隧道拱顶沉降值,验证六步CRD法在浅埋黄土隧道下穿道路的施工中能较好地控制沉降值,说明了计算模型和计算参数的合理性,并给出合理的施工控制技术措施,对同类浅埋黄土隧道开挖施工工法改进有一定的借鉴作用。