宽孔距爆破技术在大断面硬质岩石隧洞开挖中的应用

在乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞开挖施工中,为了解决大断面硬质岩石隧洞开挖炮孔数量多、钻孔时间长、施工进度慢等问题,实际施工中调整了隧洞爆破布孔思路,改变了传统布孔方式,提出了“隧洞开挖宽孔距布孔”的理念。通过一系列爆破试验,成功将原设计上台阶开挖炮孔数量246个减少到181个,有效降低了炮孔数量,实现了快速掘进。试验表明:在大断面硬质岩石隧洞开挖中,通过采用宽孔距爆破技术,炮孔数量降低了26.42%,有效缩短了钻孔时间,加快了开挖单循环速度,最终实现了主洞上层开挖单面月进尺230.2 m(开挖断面102.02 m^(2)),为同类隧洞的开挖提供了经验。

小净距隧道爆破施工中不同中夹岩厚度下的合理错距优化研究

小净距隧道是常用的隧道结构形式,因左右洞净距较小,施工期相互扰动极易造成小净距中夹岩的破坏,选择合理的左右洞开挖错距至关重要。以某公路隧道小净距段为工程背景,采用FLAC~(3D)软件模拟不同中夹岩厚度下隧道以不同施工错距开挖,分析先行洞迎爆侧的爆破振速、拱顶沉降、净空收敛及拱顶应力的变化规律,同时结合现场监测验证所得合理错距的可靠性。研究表明:1)隧道爆破掘进时,先行洞拱顶沉降和净空收敛变化率较大的影响范围大致相同,拱顶应力则略小;2)当中夹岩厚度分别为0.5B、0.75B、1B、1.5B、2B,爆破施工的合理错距分别为5B、4B、3B、2B、2B;3)现场监测结果与数值模拟大致相同,说明通过数值计算提出的左右洞合理施工错距可靠,可为类似工程提供参考。

浅埋明挖小间距隧道回填施工方案及力学性能研究

为研究浅埋明挖小间距隧道回填施工方案以及回填过程中对衬砌结构变形和应力的影响,依托重庆市渝北区金洲大道与星光大道延伸段节点改造工程,采用有限元分析方法对比土石混合料、泡沫轻质土两种材料回填方案,并结合现场监测数据对衬砌结构变形、应力进行分析。结果表明:与土石混合料回填相比,采用泡沫轻质土回填的结构变形、应力均满足承载力要求;顶板、墙角、底板位移分别减少约24%、29%、11%且未超出位移容许值,拉应力分别减少约41%、39%、27%;当衬砌结构回填深度为0、2、4、6 m时,结构各部位拉应力变化趋势较缓,且变形、应力基本呈对称分布,可以有效避免结构拉剪破坏。综合考虑施工便利性、结构安全性、回填土压实度,对该隧道回填采用特殊部位以泡沫轻质土分层回填,两侧及顶部以土石混合料分层回填的回填方案;现场以此方案进行回填施工后,结构位移、应力均未超过容许值,因土拱效应,现场实测值小于模拟值。

粉土地区基坑开挖空间作用对运营隧道变形的影响研究

针对基坑开挖导致正在运营的地铁隧道产生隆起变形从而影响运营安全稳定的问题,文章基于郑州东广场项目,针对基坑开挖阶段的隧道检测数据,建立了基坑开挖数值模型,分析了基坑开挖长度、深度、宽度对运营隧道变形的影响。实测结果表明,隧道上方的基坑开挖引起隧道的变形主要为竖向变形,在基坑开挖的长度和宽度不变的情况下,随着基坑开挖深度的增加,基坑的回弹量和下方隧道的变形量也随之增加,研究成果对粉土地区基坑工程有指导意义。

Analytical solutions of ground settlement induced by yaw in a space curved shield tunnel

This paper aims to provide the analytical solutions of the ground settlement for a space curved shield tunnel in the case of yaw construction.Settlement inducements include ground loss and construction loads,and two corresponding analytical models have been proposed in this study.Three-dimensional image theory has been adopted to calculate the ground settlement due to ground loss.Yawrelated parameters are introduced into the calculation model to deduce the relevant laws of the ground settlement.Based on modified Mindlin solutions,analytical models are established to calculate the ground settlement induced by construction loads,such as the frontal additional thrust,axial friction of shield shell,and the grouting pressure.The method of calculating the position of the shield machine in the ground is refined,and the influence area of construction loads from the shield machine is optimized.Subsequently,the obtained solutions are validated by a numerical model and field data.Besides,a comparison reveals that the proposed model is the composition of three classical analytical models,thus it excels them in solving the problem mentioned.Finally,parametric analyses of yaw are conducted to examine yaw angle and pitch angle on ground settlement.The proposed model can effectively predict ground settlement caused by the spatial linear shield tunneling process.

近距离双洞单线地铁隧道开挖变形规律分析

地下工程的建设,不可避免地会造成地层的沉降变形以及地面塌陷等现象,如何有效降低地铁隧道开挖造成的变形,是地铁隧道建设一直以来工作的重点和难点.以天津地铁6号线双洞单线段为例,采用MIDAS数值模拟软件建立三维隧道开挖地质模型,分析不同隧道截面对围岩变形的影响,在此基础上分析不同双洞间距对隧道开挖的影响.结果表明:圆形断面隧道相比其他三种断面变形量相对最小,其次为拱形断面隧道,次之为三心圆断面隧道效果最差,且圆形断面隧道剪应力变化偏转情况相对幅度和偏转范围也最小,最有利于隧道施工;双洞隧道间土层变形受双洞间距的影响,双洞间距越小,围岩变形程度越大,当双洞距离大于25 m后,围岩变形程度受双洞间距的影响程度逐渐减缓.

既有隧道紧急停车带扩挖施工技术研究

本文主要介绍了在汕梅高速改扩建莲花山隧道改建施工中,既有隧道由双洞双向四车道调整为双洞同向四车道,需在原有隧道衬砌结构基础上增设紧急停车带,并增设车行横洞,施工难度和安全风险较大。为确保紧急停车带扩挖施工安全,项目部对顶进方案进行认真编排,同时对施工工序进行合理规划,确保既有隧道扩挖的安全并满足有关要求。该既有隧道扩挖紧急停车带施工相关技术也为后续类似施工提供了借鉴和参考。

城市浅埋隧道施工性态的时空效应分析

基于弹 -黏塑性模型 ,使用所研制的三维有限元程序 ,对某浅埋城市隧道工程在开挖过程中地表和围岩变形以及围岩的稳定性的时空效应进行了分析和探讨。通过计算结果与现场量测结果的比较 ,文中的分析结果令人满意 ,为该工程施工提供了依据和指导作用 ,且具有一定的理论意义和实际意义。

偏压错台小净距隧道力学性态相似模型试验

试验研究了浅埋、偏压、错台条件下的小净距隧道力学性态相似模型，模拟不同的施工顺序（先开挖左洞和先开挖右洞）对隧道围岩及中间岩柱应力和沉降的影响．试验结果表明，在浅埋、偏压尤其是错台条件下，左洞和右洞开挖对中间岩柱的应力和位移均产生较大的影响；右洞先开挖引起整个上覆岩体的地表和深层沉降量比左洞大3％～48％，引起的两线隧道围岩中的应力释放量比左洞大3％～46％．左洞先开挖对隧道安全有利，应先开挖左洞．因此，针对平行的偏压小净距隧道应先开挖浅埋侧隧道的经验方法，对于错台不完全适用．数值分析和现场监测数据有力地验证了模型试验结果的合理性．

小净距偏压公路隧道开挖顺序优化

小净距偏压隧道合理开挖顺序对隧道围岩稳定和支护措施优化有很大的影响。结合净距4.0m、偏压25°公路隧道工程实践,通过二维、三维弹塑性有限元数值仿真模拟,分析了隧道开挖顺序对围岩破坏接近度、围岩变形位移以及对空间围岩体塑性破坏和位移的影响,得到了先开挖浅埋侧隧道优于先开挖深埋侧隧道的结论,为小净距偏压隧道优化设计和施工提供了科学依据。

开挖卸荷对下卧初支隧道的纵向变形的影响研究

结合目前已有的分析方法,对下卧初支隧道的纵向变形进行了施工前的预测,并获得了不同的结果。但现场的监控量测证明了开挖卸荷导致下卧既有初支隧道的纵向变形出现了不同的时空分布规律,并印证了时空效应对下卧初支隧道纵向变形的影响是不容忽视的。基坑开挖卸荷的速度和方式是直接影响既有隧道纵向变形的关键因素之一。通过对下卧隧道纵向变形的实测数据分析研究,总结了实例工程的经验和教训,为今后的类似工程提供了参考。

大跨小净距隧道合理开挖方法与支护参数对比研究

结合魁岐大跨小净距隧道工程实践,建立了大跨小净距隧道施工动态有限元分析程序,对不同围岩条件下隧道施工方案进行了数值模拟分析。分析中模拟了CRD法、双侧壁导坑法、弧形导坑预留核心土法、台阶法4种开挖方案,对拱顶下沉、水平收敛、地表沉降、中间岩柱应力和围岩稳定性等进行了对比分析,比选确定出不同围岩等级条件下大跨小净距隧道合理的开挖方法。同时,分析不同等级围岩,3种中岩柱支护参数对隧道围岩稳定性的影响。最后,通过分析隧道围岩位移、应变随净距的变化,确定隧道最小净距为0.55B是安全的。

基坑上跨已运营地铁隧道的设计及实测分析

基于某箱型隧道上跨已运营地铁隧道基坑工程,对该工程支护结构及基坑开挖方式进行设计。有限元分析及实测结果表明,采用人工抽条放坡开挖+板锚支护可以有效地控制基底土体的回弹和既有地铁隧道的变形。该工法充分利用基坑开挖的时空效应,人工抽条放坡开挖主要用于控制在基坑开挖过程中引起的土体的回弹及地铁隧道的上浮;而板锚支护的设置,则可有效地约束基坑开挖后由于土体卸载引起的地铁隧道变形。该工程采用数值分析进行施工前预测与自动化监测指导施工相结合方法也是工程成功实施的关键,其成功经验可为类似的工程提供一定的参考。

富水砂卵石条件下大断面市政隧道浅埋暗挖法研究

文章以成都市人民北路北延线隧道为工程背景,在深入分析富水砂卵石地层特性的基础上,以洞口小净距段为重点,采用有限元法对大断面浅埋暗挖法隧道各区段进行数值模拟分析,获得了地层、初期支护和二次衬砌的受力特征以及一些可供类似工程参考的有价值的结论。

水下浅埋小净距隧道施工相互影响的力学行为研究

为便于连接两岸的既有道路和节约用地,穿越城市江河的水下隧道可考虑采用小净距隧道的型式。在水下小净距隧道施工期间,双孔隧道施工的相互影响是决定隧道稳定性的关键因素之一。依托一采用矿山法施工的水下浅埋小净距公路隧道——长沙市湘江大道浏阳河隧道,对双孔隧道施工的相互影响进行研究。首先,利用三维有限元法计算双孔隧道开挖掌子面间的合理纵向间距;然后,在施工期间,系统测试两相邻隧道的围岩孔隙水压力、围岩压力、钢拱架和二次衬砌内力、锚杆轴力、隧道地表沉降、拱顶下沉、洞周收敛、河水水位等;最后,基于现场监测结果,从双孔隧道施工相互影响的角度,分析隧道围岩和支护系统的变形及受力特点。研究结果可为类似工程的设计、施工和监测提供参考。

双洞小净距隧道施工控制要点

在现行的隧道设计施工规范中,还没有明确规定小净距隧道的设计、施工规程。文章结合工程实例介绍了小净距隧道的开挖顺序和围岩支护加固方式,以及中央岩柱加固、监控量测等关键工序,对小净距隧道施工质量的控制作了初步探讨。

基坑群施工对邻近隧道影响与隧道保护

通过对邻近隧道基坑群分布类型进行分类归纳,系统研究了不同分布类型基坑群施工对邻近隧道的影响,揭示了各影响因素的作用机制,并提出了相应的保护措施,可为邻近隧道基坑群施工和隧道保护提供理论支撑.根据基坑群与邻近隧道位置关系可将基坑群分为单侧坑和双侧坑,根据基坑群单坑开挖深度和共墙情况可将基坑群分为邻近坑、贴靠坑和坑中坑,不同类型基坑对隧道的影响各不相同.基坑群施工对隧道的影响有"时空效应"、土压力多次卸荷、土体变形叠加效应、地下水影响等诸多方面.为控制基坑群施工对隧道的影响,可以在基坑群施工中采取合理分区分块、合理安排施工顺序,针对性调整围护结构刚度并采取适当加固,制定合适的降水方案和信息化施工等措施,以确保施工和隧道安全.最后结合上海龙华航空中心工程,采用数值分析和现场监测方法,阐述了基坑群施工中各影响因素的作用机制,并验证了各工程措施的有效性,可为预测、分析基坑群施工对邻近隧道影响,保护隧道结构提供参考.

基坑开挖施工对邻近地铁影响的实测分析

对于运营地铁隧道邻近基坑施工必将导致地铁结构位移,对地铁隧道使用功能及结构安全产生影响。以上海地铁一号线邻近深基坑施工为工程背景,阐述了基坑施工对地铁隧道的工程风险控制措施,结合施工工况,对地铁结构变形及病害情况进行了分析,得出了隧道变形控制的若干结论。

大跨扁平连拱隧道施工时空效应试验

大跨扁平连拱隧道设计上具有开挖跨度大和断面扁平的特点,而在施工中,由于其施工工序较多,围岩将受到多次扰动,衬砌结构也将受开挖的多次影响。因此,其受力和变形极为复杂,施工过程中开挖时空效应与四车道连拱隧道或分离式隧道存在较大的差异。利用"公路隧道结构与围岩综合实验系统(CTSSSRH)",对大跨扁平连拱隧道的施工动态全过程进行了三维物理模拟,分析了围岩位移、应力随开挖步的变化规律,提出了大跨扁平连拱隧道施工时空效应。

城市隧道小间距相邻深基坑施工监测分析

结合某小间距相邻基坑开挖施工监测数据,分析了杭州深厚软土层紧邻基坑施工过程相邻位置地表沉降、立柱沉降、坑外水位、支撑轴力和深层土体水平位移的影响,结果表明:先行施工基坑受后继施工基坑的影响较小,后继施工基坑受先行施工基坑影响大,两基坑相邻侧土体的竖向位移与水平位移都较非相邻侧土体小,后继基坑开挖使得先行开挖基坑支撑轴力明显减小;先行施工基坑深层土体最大水平位移在最终开挖面附近,后继开挖基坑深层土体最大水平位移下移最终开挖面以下。