大断面隧道在上软下硬地层中施工方法研究

当大断面隧道穿越上软下硬地层时,出于安全、成本及进度等综合考虑,单一的开挖方法往往不能满足施工要求,恰当的开挖方法需要在理论计算的指导下不断试验、分析和总结,才能有所突破。结合ANSYS10.0有限元计算软件和施工监测结果,对上软下硬地层中大断面隧道施工方法做了深层次的分析,通过对多种工法的实际量测结果的比较、分析,得出一些施工参数,可为类似地层施工借鉴,可为类似工程借鉴。

构造破碎带隧道掌子面稳定性及加固效果分析

在构造破碎带地层中隧道开挖掌子面易失稳。采用有限元软件MIDAS/GTS模拟上下台阶法开挖,研究掌子面失稳机理及需采取的应对措施,并提出8种掌子面加固方案。结合洞内掌子面与拱顶监测数据,研究各加固方案下掌子面挤出位移、拱顶沉降位移及掌子面塑性应变。研究结果表明:构造破碎带掌子面挤出位移过大,地层软弱易进入塑性状态致使掌子面失稳;上台阶掌子面的中下侧为最容易失稳部位;采用原始支护+注浆加固4 m的方案对掌子面注浆加固能降低掌子面挤出位移、拱顶沉降位移及塑性应变,该方案支护效果最佳。

地铁盾构区间隧道的矿山法施工

盾构法隧道施工经常会遇到上软下硬不均匀地层,此时倘若隧道下穿既有线或建筑物不具备开舱换刀条件,将会导致盾构机无法正常掘进。在深圳地铁5号线盾构区间上软下硬地层中,局部改用矿山法开挖、初期支护后由盾构机拼装管片通过的施工方法,其经验可供地铁隧道施工参考。

基于Flac3D数值模拟侏罗系软岩隧洞开挖方式

某无压输水隧洞穿越一段侏罗系砂岩段地层,软岩,为了选择更为合适的开挖方式,采用Flac3D数值软件模拟在全断面开挖和上下台阶法开挖两种工况下,研究隧洞围岩变形特性、受力特性以及支护结构受力特性变化规律,结果表明:上下台阶法成为该段隧洞更为合理的工法,其开挖完成后最大位移及最大主应力初期支护最大应力均较全断面法有明显降低。

某输水隧洞穿越白垩系泥岩段两种不同开挖方法对比分析

某无压输水隧洞穿越一段白垩系泥岩段地层,极软岩,Ⅴ类围岩,采用数值模拟手段,对本围岩段静力状态下岩体在全断面开挖和上下台阶法开挖两种工况下,隧洞的围岩变形特性和支护结构受力进行分析研究,从而提出更为合理的开挖方法。

水工隧洞圆形洞口开挖形式的围岩稳定性分析研究

水工隧洞圆形进水口方案有全断面开挖和上下半洞台阶开挖步序,根据实际工程概况、地质条件利用有限元软件建立圆形进水口段的三维非线性分析模型,对比同一支护条件下圆形进水口方案全断面开挖和上下半台阶开挖步序的分析结果,分析两种不同开挖步序下该段放空洞围岩稳定性状。得出圆形方案的最优开挖步序。

软硬复合地层大直径泥水盾构机选型及适应性分析

通过对杭州环城北路~天目山路提升改造工程进行分析,基于该盾构区间长距离、上软下硬地层、下穿既有地铁线路等复杂地质情况对盾构机的适应性要求,针对性地设计了刀盘、刀具、主驱动等盾构机结构的具体参数,并对施工经验进行了总结分析,为今后类似工程的盾构机选型提供一定的参考价值。

台阶法施工中下台阶开挖对预留变形量的影响

隧道施工中,预留变形量的合理确定能较准确的预计开挖轮廓,既可确保围岩充分变形而减小围岩压力,又可避免侵限的情况发生,对于隧道的设计和施工有重要影响。本文对台阶法施工下隧道的预留变形量的主要影响因素进行了分析和探讨,并通过现场实测与数值模拟相结合,结果表明,台阶法开挖中下台阶开挖引起的变形是围岩总变形的重要组成部分,可以达到总变形量的50%左右。确定预留变形量时必须充分重视下台阶开挖引起的变形。此工作可为今后类似的工程的实施提供一定的借鉴与参考。

大断面黄土隧道“高上台阶拉中槽”开挖方法研究

三台阶七步法与台阶法是黄土隧道常用的开挖方法,三台阶七步法难以实施大型机械配套作业,施工进度较慢;而台阶法只适用于土质较好的隧道施工。通过改进三台阶七步工法得到介于两者之间的“高上台阶拉中槽工法”具有重要的工程应用意义。文章以宝兰客专兰州枢纽引入线五星坪隧道为工程背景,利用FLAC 3D有限元软件建立隧道开挖数值模型,对开挖结果进行理论分析,再通过实际施工过程加以复核验证。结果表明:“高上台阶拉中槽法”能够在控制变形和应力的前提下,实现大型机械化快速作业,加快施工进度,较好地解决了快速施工技术难题,可为后续类似施工提供借鉴和参考。

引洮15号隧洞穿越湿陷性黄土塌方段施工措施

通过对隧洞施工中塌方体的概述,分析了塌方形成原因,提出了具体的塌方处理技术措施,实践证明:通过这些措施的结合,工程取得了良好的施工效果,为后续施工提供了保障。

莞惠城际富水Ⅵ级围岩浅埋暗挖隧道施工关键技术

结合莞惠城际GDK33＋022.303-GDK33＋835.447段富水Ⅵ级围岩浅埋暗挖隧道施工,对施工重难点进行了分析,通过总结先期施工经验教训,确定施工方案,详细介绍了大管棚超前支护、全断面帷幕注浆止水、上CD下台阶法等关键施工技术,对今后类似隧道施工具有一定的借鉴意义。

浅埋暗挖隧道上台阶中隔壁工法应用研究

结合杭州紫之隧道工程,针对目前浅埋暗挖隧道采用中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)存在施工辅助工序多、施工进度慢、结构受力复杂等问题,优化得到上台阶中隔壁法,并对该工法施工工艺和围岩及隧道结构变形、结构受力发展规律进行了深入研究。结果表明:该工法具有工序简单、结构受力合理、施工进度快等优点。

上软下硬地层隧道双层初支拱盖法应用研究

本文结合工程实际应用,系统总结环形导坑法、双侧壁导坑法、台阶法的优缺点。结合上软下硬地层的地质特点,对传统拱盖法做了进一步的优化,提出了双层初支拱盖法,并将其应用于青岛地铁2号线海川路站、徐家麦岛站。研究结果表明:在整个上台阶施工中,地面最大沉降可达12 mm左右,拱顶最大沉降可达7 mm左右。Ⅱ、Ⅲ级围岩采用单层支护可行,Ⅳ级围岩及更差的地层采用分部、分导洞开挖,双层初支。在硬岩地区,采取完全双侧壁导坑的工法不合理。

梅蓄电站闸门井不同开挖方法下经济与适用性研究

广东梅州抽水蓄能电站一期上、下库闸门井井深62.872m和59.404m,开挖断面均为7.9m×13.6m矩形。总结竖井开挖的一般方法,对比分析了大断面浅竖井开挖中一次扩挖法和二次扩挖法这两种方法的异同,通过对梅蓄上、下库闸门井开挖方法的针对性剖析,总结了浅竖井开挖中两种方法的优势与不足,且建议选择全断面一次扩控法,以保证工期和节约成本。

土压平衡盾构掘进对上软下硬地层扰动研究

采用Ф800 mm模型盾构开展室内掘进试验以研究土压盾构掘进对上软下硬地层的扰动特征,试验充分考虑土压盾构动态施工全过程的影响。建立与室内掘进试验对应的离散元模型定量分析软土超挖现象并挖掘其他地层扰动信息。研究结果表明:土压盾构在硬岩地层中掘进时地表沉降曲面呈现向软土侧展开的"扇面"状;进入上软下硬地层后地表沉降值与范围均急剧增加,沉降曲面呈现自上而下逐渐收缩的"漏斗"状,硬岩侧收缩速度快于软土侧;上软下硬地层地表位移小于均质软土地层,而地中沉降显著大于后者;上软下硬地层地中沉降槽宽度参数沿深度方向呈指数增加,硬岩占断面比例越小,地中沉降槽宽度参数越大。相同埋深条件下,上软下硬地层地中沉降槽宽度参数小于均质软土地层。硬岩占断面比例越大,渣土中砂土所占比例与相应理论值差异越明显。地表水平位移在竖向沉降槽曲线反弯点处最大。研究可为土压盾构在上软下硬地层施工提供参考。

城市地铁上软下硬地层Ⅳ级围岩浅埋大断面隧道开挖方案优化研究

针对贵阳地铁1号线某区间暗挖隧道上软下硬地层Ⅳ级围岩浅埋大断面工程特点,采用数值模拟计算、现场监测等手段,对区间隧道的Ⅳ级围岩进行优化分析,对比介绍了该施工条件下采用两台阶左右分步开挖法与竖撑加强两台阶分步开挖法对隧道稳定性的影响。实践表明,采用竖撑加强两台阶分步开挖法可有效控制区间围岩的变形,保证隧道施工安全,可为类似工程的设计、施工提供参考。