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。

陡倾薄层板岩隧道斜井挑顶影响段的差异化设计与施工

为整治处理某高铁A隧道斜井挑顶溜塌的施工问题,分析斜井挑顶影响段具体工况及溜塌原因,形成斜井挑顶影响段的差异化设计与施工方案:(1)大里程正洞施工时,导洞立柱拆除前,应沿岩层倾向的对向施工超前小导管,且长度L≥Hsin34°/sin (56°-a)+1;(2)溜塌段处理应通过小导洞向小里程开挖,完成管棚工作室;完成超前管棚支护后,再进行正洞大里程施工;(3)正洞大里程采用Ⅴa型支护,小里程采用Ⅳb型支护。通过在同一套地层中采用差异化的设计施工参数,提高方案技术经济性,同时解决斜井挑顶溜塌段的施工安全问题。

小直径管幕工法横导洞施工现场试验及参数优化

对沈阳地铁市府大路站采用的小直径管幕工法进行研究,首先通过现场监测分析了车站横导洞施工对地表沉降和拱顶变形的影响,然后利用Midas GTS NX数值软件建立车站三维模型,并与监测数据对比验证了模型的准确性,最后分析了横导洞数量及施工顺序对地表沉降的影响.研究结果表明:横导洞开挖施工引起的地层损失率为0.08%,管幕结构有效地抑制了地表沉降;相比于其他开挖方案,采用先边后中的开挖顺序可有效减少地表沉降24.7%;当横导洞开挖数量为5~7时,引起的地表沉降差较小仅为8%,采用4个横导洞和3个横导洞施工时,相比于7个横导洞施工方案可分别减少地表沉降18.0%和28.3%.

新建输水隧洞交叉段爆破施工方案设计

针对新建输水隧洞下穿既有引水隧洞的爆破施工工程,为了确保引水隧洞的结构安全,保证施工过程中供水不中断,计划在交叉段采用管棚支护、小导洞先行开挖、再分层扩挖的施工方案。工程实践证明,隧洞开挖参数设计合理,爆破振动、应力破坏等有害效应控制在安全范围之内,确保既有引水隧洞结构不被破坏,从而保证整个工程顺利实施,为同类工程施工提供借鉴。

复杂地形地质条件下连拱隧道单向掘进小导洞出洞施工方法

以郑西高速土门隧道为实例,为解决连拱隧道出洞口段无工作场地、围岩破碎、浅埋、偏压复杂条件下安全出洞,详细阐述采用单向掘进小导洞出洞施工方法及措施,达到安全出洞的目的。

大断面小净距大帽山隧道现场监控量测及分析

结合大帽山隧道的工程实践,通过围岩内部位移、拱顶沉降、围岩压力和锚杆应力的现场监控量测工作,研究复杂地质条件下大断面小净距隧道双侧壁导坑法施工时围岩的稳定性。阐明分导洞开挖时围岩内部位移的变化趋势、特点及位移场,相邻导洞施工时的相互影响,围岩与支护结构间的相互调整变形机制,拱顶沉降捕捉的变形小于围岩实际变形的原因,支护结构的压力和锚杆应力状态及其与围岩位移的变化关系。监测结果表明,大断面小净距隧道Ⅴ级围岩段的破碎带采用现有的施工工艺和支护参数是可行的,围岩变形可控,支护结构的支护效果显著,围岩基本稳定。研究的方法、分析和结论可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测和进一步的理论研究提供参考和借鉴。

与既有隧道平行小净距的连拱隧道设计

乌鲁木齐外环线扩容改建工程穿越雅玛里克山,新建雅玛里克山连拱隧道位于既有雅山隧道上方,新建隧道与既有隧道为平行小净距隧道。针对雅玛里克山隧道的线位布置、衬砌结构选型、施工工法、爆破振速控制等方面的设计进行介绍,可为同类型工程设计和研究提供借鉴和指导。

挤压性围岩小间距隧道结构受力特性分析

小间距隧道的工程难点主要是群洞效应以及中间岩柱的稳定性,尤其是在挤压性围岩环境中,施工中出现先挖先裂、左挖右裂的现象是十分棘手的难题。文章依托新城子隧道出口喇叭口段挤压性围岩典型大变形案例,提出了超前导洞应力释放工法,并通过结构测试及数值对比分析,验证超前导洞应力释放工法的效果。结构受力测试结果及数值对比分析显示,采用超前导洞应力释放工法相对常规三台阶法可明显减小衬砌结构的受力,表明挤压性围岩小间距隧道采用超前导洞应力释放的方法在理论和实践上是可行的。

特大跨度隧道分部开挖爆破对既有隧道结构的影响

以平潭综合实验区牛寨山双洞八车道小净距公路隧道为例,针对采用双侧壁导坑法开挖时,双洞八车道特大跨度隧道后行隧道断面分部开挖爆破对围岩及既有隧道的影响,采用LS-DYNA建立双隧道模型,结合现场振动速度的实测数据,对影响因素和变化规律进行了分析。结果表明:(1)随着爆心距围岩监测点距离的增大,最大振速显著衰减。(2)在后行隧道爆破对既有隧道结构的影响因素中,爆源与既有隧道的距离影响最大,装药量其次;既有隧道迎爆侧与背爆侧的最大振速比值为12. 5;腰部是底部的2. 1倍;肩部是底部的1. 9倍。(3)在双侧壁导坑施工中,Ⅰ分部由于距离既有隧道较近、周边临空面最少,对既有隧道的影响也最大,施工中可作为爆破引起既有隧道振动的控制工况。

大跨地铁隧道斜井进洞垂直挑顶施工关键技术

针对软弱围岩三线大跨地铁隧道斜井进正洞施工变形不易控制的难题,文章以深圳轨道交通工程新莲区间隧道斜井进正洞段挑顶施工为例,提出了适用于城市地铁隧道工程垂直挑顶进洞的施工方法,阐述了垂直挑顶进洞施工方案、施工流程和施工要点。文章采用数值模拟方法对所提出工法的合理性进行了研究,结果表明:(1)在交叉口处加强支护,采用小导洞爬坡挑顶进正洞是一种有效可行的方法;(2)在斜井与正洞交叉口处设置加强支护可解决因斜井及正洞断面尺寸差距大造成的施工难题;(3)小导洞爬坡挑顶施工为正洞拱架初期支护安装提供了条件,有利于正洞施工快速转换为双侧壁施工工艺;(4)交叉段拱顶围岩存在应力松弛区,通过采取加强支护等措施,该工法对围岩位移控制较优。

隧道洞口位于人群聚居区出洞施工方案探讨

研究目的:本文通过对太中银铁路柳林隧道出口位于人群聚居区出洞方案的探讨,结合出洞过程中所采取的施工方案、方法、施工措施以及施工注意事项,总结施工经验,希望对同类条件的隧道出洞施工起到借鉴的作用。研究结论:太中银铁路柳林隧道出口位于陡坡且洞口下方为人群聚居区,隧道的成功出洞说明施工过程中所采取的方案、方法、措施是经济可行的,施工过程中采用短进尺、松动爆破、静态爆破、小导洞出洞等方案方法,采取锚喷网、钢管立柱挂布鲁克网及浆砌片石防护措施,结合特殊施工条件下的施工要求,成功解决了隧道在出洞过程中所面临地形陡峭、人群聚居、桥隧相连同步作业等问题。

采用小直径TBM进行长大隧道导洞施工的讨论

介绍采用小直径开敞式TBM进行超前平导施工的意义、目的和国外采用小直径TBM进行超前导洞施工的实例;分析国内采用小直径开敞式TBM进行超前导洞施工的可行性;总结进行超前导洞施工时选择开敞式TBM的考虑因素。得出以下结论:利用小直径开敞式TBM进行长大隧道超前导洞施工,符合国家对基本建设的环保和安全的要求;当前的综合国力和施工技术水平也具备了相应的条件;选择小直径TBM时应考虑其特点,并满足"快速掘进、探明地质、支持正洞"的要求。

某地铁车站洞桩法施工新技术

通过对既有洞桩法施工中常见的一些影响结构施工安全及施工中易发生安全的问题进行一些技术创新,克服了洞桩法常见的一些安全隐患,改进施工工艺,改善结构施工安全受力状态,使洞桩法更安全,更环保,施工质量也更易控制,更有利于施工组织开展。该车站的成功实践,可为以后类似工程提供借鉴。

浅谈隧道工程单向掘进双层小导管支护出洞工法

以大连市高新园区风采路大石洞隧道单向掘进出洞方案为实例,介绍了在隧道工程中洞口地质及环境条件受限条件下,超前支护采用双层小导管,小导洞先出洞再进行分部扩挖的施工工法,并对此工法在施工过程中遇到的问题及注意事项进行分析探讨,为类似隧道工程施工提供参考。

地铁浅埋砂层大跨度、小净距多联隧道并行施工顺序研究

以石家庄地铁1号线中山广场站—解放广场站交叉渡线暗挖施工中超小净距2洞和3洞并列施工难题为研究对象,利用三维有限元分析方法,对横通道在3孔隧道中径向横穿时对向掘进施工顺序、双侧壁导坑法在地铁隧道大断面施工中的应用、二次衬砌施作顺序进行研究,对整个空间模型进行数值模拟计算,并与现场实测结果对比,得出边导洞先行的最优施工顺序。

超深竖井原位保护古城墙暗挖法被动托换技术研究

为解决超深竖井在部分井位平面与新发现文物平面叠交且井位选址唯一情况下的文物原位保护问题,以国内首个深层隧道竖井古城墙保护为背景,分析了国内相关领域多篇优质论文等技术成果,发现应用单一技术进行文物保护有多个成功案例,暗挖隧道下穿重要建筑物相互影响方面的研究也不少,洞桩法也已经成功运用了20多年,小导洞内做桩、做梁都有成功经验,被动桩基托换的相关研究也很多,但是整合这些技术来解决一个问题尚属首次。因此该研究创新性地采用暗挖法小导洞中浇筑纵梁与竖井中部横梁相连接形成组合托换梁的被动托换方案,将既有古城墙的自重荷载转移到竖井周围的围护结构上,实现了古城墙下部竖井的顺利开挖,解决了超深竖井开挖过程中的古城墙原位保护的问题;并通过MIDAS/GTS有限元计算软件进行了竖井施工的数值计算,对2种不同的暗挖导洞方案进行数值模拟,由此可知:小导洞内组合箱梁加井内横梁形成T型组合梁结构被动托换古城墙的施工方案可行,对类似工程很有借鉴意义,对基于坚实科学原理基础上的跨学科、跨领域的集成创新有借鉴意义。

大跨度隧道塌方处理技术

研究目的:大跨度隧道洞口地形地质情况复杂,围岩完整性差,易出现塌方,对隧道施工进度和质量影响较大,本文结合大丽线禾洛山隧道出口段塌方的处理,对复杂地形地质情况下大跨度隧道洞口段的施工进行总结。研究方法:针对禾洛山隧道出口段的地形、地质条件以及塌方情况,采用工程类比、数据分析和优化方案的方法,确定经济合理的处理措施,并对围岩、结构变形等进行了量测和分析,对主要结构进行了必要的检算。研究结果:针对禾洛山隧道出口段具体的地形、地质以及塌方情况,采取有效的处理措施,取得了良好的效果。研究结论:大跨度隧道洞口段地形、地质情况复杂,围岩软弱,有效预防和处理隧道塌方,顺利通过洞口段是隧道施工成败的关键。本工程采用大管栅、小导管注浆联合超前支付、预留核心土开挖塌体的处理方法,使塌方得到了有效控制和处理,保证了安全顺利通过塌方段,解决了隧道施工进洞难的问题。

隧道塌方事故处理的研究与实践

通过对隧道坍塌的机理进行分析,及时采用了强支护,对隧道不同坍塌部位分别采取管棚法、小导管注浆法及二次衬砌加强及回填法等进行了处理,取得了理想的处理效果。

新城子隧道小间距段施工及测试分析

高地应力软岩隧道的施工一直是工程的重难点问题,针对新城子隧道小间距段,左线采用超前应力释放导洞法进行应力释放,应力释放完成后采用两台阶临时仰拱法扩挖的施工方式;右线采用三台阶临时仰拱法开挖的施工方式,左右线正洞支护均采用双层初支单层二衬结合长锚杆长锚索的支护参数。变形及测试分析显示:右线净空收敛平均值为403.0 mm,左线净空收敛平均值为367.8 mm;接触压力右线平均值175.5 k Pa,左线平均值95.8 k Pa;钢筋应力右线基本在-100^-200 MPa之间,左线基本在-50^-150 MPa之间,表明先行开挖的右线对后开挖的左线具有应力释放的作用。同时对二衬变形速率统计分析表明:新城子隧道钢筋混凝土衬砌采用2 mm/d的控制标准是合理的,衬砌均未出现开裂。本工程的经验可为软岩大变形隧道小间距段落的施工提供参考。

壤土和卵石地层小导管注浆试验分析

南水北调中线工程焦作段山门河暗渠小导管注浆试验试验证明小导管埋设塞位控制在0.5m是合理的,对于比较破碎的岩体可再适当加深塞位,小导管注浆压力可在0.2MPa～0.5MPa间选用,在壤土地层无渗水段采用水灰比0.8∶1的纯水泥浆进行进行小导管注浆,在松散砂卵石地层可适当加大小导管间距到80cm。在实际施工中采用该试验取得参数进行超前支护,有效地保障了洞挖安全,未发生安全开挖事故。可见合理选择注浆参数,对提高工效,保障施工安全具有重要意义。