北京地铁10号线三联拱隧道施工技术研究

北京地铁10号线北土城站—安贞门站区间三联拱隧道穿越粉质黏土和中粗砂地层,采用浅埋暗挖CRD工法施工.中洞先行开挖。然后开挖两侧隧道,分部衬砌,施工过程中受力转换复杂,分部沉降对地层影响大,通过采用合理施工方法,信息化调整支护参数。确保了结构的安全稳定,解决了复杂受力结构浅埋隧道开挖的难题。     

CRD工法在客运专线隧道建设中的应用与思考

CRD工法是把整个断面划分成多个小断面进行分部施工的方法,每个小断面单独依次开挖支护,并独立封闭成环,最后形成隧道整个断面的开挖支护。具有开挖断面小,封闭及时,利于围岩稳定。相对比较安全的优点,适用于软弱破碎围岩、浅埋段施工和有严格控制沉降变形要求的隧道施工。由于独立断面小,短距离施工可以使用部分机械,但效率较低;长距离施工则完全依赖人工作业,工序转换复杂,施工进度异常缓慢。后续临时支撑拆除必须满足的条件和施工步骤都值得认真思考和探讨。对CRD工法在武广客运专线隧道中的施工情况加以介绍,为今后相同工程施工提供参考。     

大断面黄土隧道开挖工法对比分析与选择

研究目的:通过对优化后的大断面黄土隧道开挖工法进行基于有限元理论的实际施工过程仿真计算,分析开挖过程中的围岩应力场、位移场、支护结构强度变化等规律,并结合工法的资源配置、施工进度和监控量测结果来综合确定各种工法的适用范围,从而选择合理的超大断面黄土隧道开挖工法。研究结论:结合超大断面黄土隧道的围岩地质条件,研究了隧道开挖工法CRD法、短台阶七步法和双侧壁导坑法在进度指标、下沉量、施工工序、资源配置、施工风险、施工成本等方面的定性和定量指标,对传统的开挖方法进行了工序和支护方法的优化,提出了优化后各工法的适应范围和优缺点,可为类似工程提供借鉴。     

北京地铁十号线通过暗河的方案比选

结合本工程特点和目前的施工技术水平,对于软弱、松散的地层中修建浅埋暗挖隧道的几种主要施工方法,如正台阶法、上半断面临时闭合法、CD工法、CRD工法、双侧壁导坑工法等,在控制地面沉降和确保施工安全方面进行了比较。并建立隧道三维施工开挖模型,决定采用双侧壁导坑工法。     

复杂条件下超大跨地铁车站施工仿真技术研究

研究目的：研究复杂条件下超大跨浅埋暗挖地铁车站施工时,不同施工工序下开挖引起的地层扰动对地表沉降及拱顶下沉的影响规律。研究方法：以某超大跨浅埋暗挖地铁车站作为工程背景,利用ANSYS有限元软件作为开发平台,以浅埋暗挖隧道开挖支护理论为基础,采用平面应变模式,对双层两柱暗挖结构的三跨连拱隧道开挖支护全过程进行非线性仿真研究。研究结果：仿真计算结果与现场监测数据基本吻合,可以指导该类型隧道施工的地层沉降仿真研究、施工作业及信息化施工。研究结论：地表沉降影响范围约3倍洞径,最大沉降量为20.75 mm,拱顶最大下沉量为29.93 mm;超大跨隧道分部开挖“群洞效应”明显,在“上软下硬”围岩地层中,地层变形控制的关键工序是上部软岩断面的开挖支护,下部断面要减少爆破振动对地层变形的影响;大跨隧道开挖支护中,不同分部开挖引起的沉降量及沉降槽宽度是不同的。     

厦门翔安大断面浅埋软土隧道CRD法开挖变形控制研究

厦门翔安海底隧道为富水、软弱地层大断面浅埋暗挖隧道,施工采用CRD法,CRD1部开挖引起变形约占总变形量的50%,采用CRD1-CRD3-CRD2-CRD4开挖顺序更有利于拱顶下沉总量控制,提出以拱顶下沉量为主要控制指标,控制基准值为200 mm;对于异常变形问题,提出采用调整导坑开挖顺序、分阶段控制变形、优化工法配套参数和支护参数,使超限变形得到有效控制,提高了施工月均进尺。     

小净距隧道开挖工法合理性研究

研究目的:复杂山区受各种控制因素的影响,小净距隧道邻近施工的情况时有发生,一般多采用保守的CRD等多部开挖工法,但多部开挖存在进度慢、工序繁琐、工程造价高等弊端。针对小净距隧道,为选择适宜的开挖工法,本文以郑家塔隧道与瓦塘2号隧道邻近施工为研究对象,论证小净距隧道采用三台阶临时仰拱法的合理性,以期为类似工程的设计与施工提供参考或借鉴。研究结论:(1)通过有限元分析软件模拟了粗圆砾土地层条件下大断面的郑家塔隧道采用三台阶临时仰拱法施工的全过程,研究分析了围岩的稳定性、新建隧道初期支护结构的安全性以及小断面的瓦塘2号隧道衬砌结构的安全性;(2)目前,兴保铁路已开通运营,从当时施工的实际效果来看,采用三台阶临时仰拱法施工和设计支护措施,确保了施工的安全、顺利进行,小净距隧道根据围岩和间距采用三台阶临时仰拱法也是合理的;(3)该研究成果可应用于小净距隧道的开挖工法设计与施工。     

超浅埋超高断面暗挖隧道地层变形控制技术

研究目的:通过建立ANSYS仿真模型,研究隧道开挖引起的地层扰动对地表沉降和拱顶下沉2个重要安全控制指标的影响规律,从而控制地层应力重分布对施工安全和结构稳定带来的不利影响;实施地层变形仿真结果与实测结果的对比分析和反馈设计,优化隧道开挖步序,从而实现复杂环境、软弱富水围岩条件下超浅埋超高断面暗挖隧道的成功修建.研究结论:通过仿真计算与实测变形绝对值对比,实测和仿真计算预测的地层竖向变形值在各级控制范围之内.故针对软弱富水围岩下的超浅埋超高断面隧道施工,建立以100%应力释放的平面应变模式的ANSYS仿真模型,适合现场施工过程控制和优化的需要;针对超浅埋超高断面暗挖隧道施工采用的CRD工法,仿真结果显示在软弱富水围岩条件下2、4、5和7部开挖引起的沉降量占总量的85%～90%,以此进行优化,即所述各部采用台阶式预留核心土法开挖,隧道断面以2、4和5、7部的分界面控制台阶高度,采用先贯通上部断面后贯通下部断面的分台阶CRD法施工,该方法安全可靠.     

紧邻建筑物浅埋暗挖大断面隧道施工技术研究

北京地铁光华路车站西北风道为浅埋暗挖大断面隧道,采用CRD工法施工。由于紧邻地面建筑物,为保证建筑物和施工安全,采取分部开挖、增设临时仰拱的同时,辅以隔离桩和小导管注浆加固的方法,施工中实行全过程的监控量测。对该工点的施工技术进行介绍和分析。     

软弱围岩浅埋暗挖法大跨度隧道施工技术

结合工程实例 ,介绍软弱围岩浅埋暗挖大跨度隧道施工采用注浆大管棚超前支护 ,双侧壁导坑工法分步开挖、衬砌的施工方法。     

浅埋暗挖大跨地铁车站群洞隧道施工控制技术

以浅埋暗挖超大跨地铁车站施工为例，介绍了大断面群洞隧道施工及控制技术，其采用的长管棚与小导管超前支护与中洞法开挖支护方法有效地控制了地层变形，结合施工全过程的非线性仿真及施工信息反馈，研究了群洞隧道开挖引起的地表沉降、拱顸下沉的规律，研究结论对大断面浅埋暗挖隧道设计、优化施工顺序、指导施工组织及施工控制具有实践意义。     

谈高速铁路黄土隧道CRD法施工中的几个问题

为了研究长段落大断面黄土隧道CRD法开挖安全问题,依托郑州至西安高速铁路工程实例,开展地表及初期支护沉降量测,临时支护内力及拆除临时支护过程的沉降、内力变化测试分析。研究结果表明:CRD法能保证大断面黄土隧道的开挖安全;砂质黄土浅埋段地表沉降值多在20cm以上;临时竖撑横向摆幅达9.8cm;逐榀拆除临时支护时拱部下沉2mm,拆除范围大于1倍隧道开挖宽度时,拱部下沉增长显著,达到拆除前下沉量的40%。研究结论:设计中应加强临时横竖撑刚度;相比三台阶法,CRD法不利于仰拱尽快封闭而控制最终沉降,地表沉降控制效果不明显;控制拆撑长度。     

浅埋暗挖超大跨地铁车站施工控制技术

以浅埋暗挖超大跨地铁车站为工程实例,针对其复杂地质及环境条件,介绍大断面隧道群洞施工及其控制技术:施工采用的大管棚与小导管超前支护技术、光面控制爆破技术及中洞法开挖方法有效地控制地层变形;结合施工全过程的非线性仿真及施工信息反馈,研究群洞隧道开挖对地表沉降、拱顶下沉及支护结构受力的影响规律。研究结论对大断面浅埋暗挖隧道设计、施工组织及优化控制具有实践意义。     

砂质黄土大断面隧道CRD法施工技术

郑西客运专线函谷关隧道为大断面砂质黄土隧道,施工采用CRD法施工,施工过程中临时支护体系繁多,受力复杂。主要介绍CRD法开挖支护以及临时支护拆除的步骤、步长关系及其变形特征,并介绍CRD施工过程中施工要点。     

复杂地质条件下水底矿山法隧道的围岩位移分析

研究目的:长沙市湘江大道浏阳河隧道为双向四车道隧道,隧道结构形式设计复杂,分别由小净距隧道、分离式隧道和明挖隧道组成。根据暗挖段隧道现场监测成果,结合施工措施和开挖工序进行全面分析,为长沙地区水底隧道工程提供了典型参考案例。研究结论:核心土开挖后布设测点造成的总损失量较大;采用全断面帷幕注浆措施加固围岩对控制隧道拱顶沉降取得较好的效果;临时支护的拆除对拱顶沉降和围岩收敛的影响较小,采用三台阶和CD法施工浅覆土Ⅴ级围岩水底隧道,能有效控制沉降。     

重载铁路隧道近距下穿高速公路暗挖施工技术

山西中南部重载铁路某隧道在DK503+122处下穿山西省境内的长平高速公路,高速公路为双向四车道,宽26 m。铁路为单洞双线浅埋暗挖隧道,隧道断面开挖跨度为11.3 m,隧道下穿段埋深11.5 m。如何在铁路隧道开挖、支护施工过程中,确保高速公路的正常运营,严格控制路面的沉降、变形,是本工程的重点和难点。通过采取大管棚超前支护、CRD法开挖及监控量测等措施,保证了高速公路的正常运营及铁路隧道的施工安全。     

大断面浅埋暗挖隧道CRD法施工安全性分析

结合数值模拟和现场监控量测分析,对厦门翔安海底隧道陆域段软弱地层大断面浅埋暗挖CRD法施工的初期支护安全性进行了研究,分析评价了各开挖部施工对初期支护安全性的影响.结果表明,CRD法施工初期支护最为薄弱的是中隔墙上部与初期支护拱顶交接的部位.研究结果为厦门翔安海底隧道信息化施工和现场控制提供了依据,也为今后类似工程提供借鉴.     

PBA工法及逆作法支撑体系转换施工技术

以北京地铁10号线亮马桥车站东南风道为施工背景,详细介绍在浅埋暗挖施工中,利用PBA工法、CRD法、台阶法等施工方法中支撑体系转换施工技术,顺利完成城市中大断面暗挖隧道施工,并在二衬结构施工时,利用逆作法施工结构支撑体系;保证了东南风道安全施工,加快了施工进度。     

暗挖地铁隧道下穿既有建筑物沉降变化规律研究

依托西安地铁4号线某浅埋暗挖地铁区间隧道下穿既有建筑物工程,采用数值模拟与现场监测相结合的方法进行研究。研究结果表明:在下穿既有建筑物时,CRD(交叉中隔)工法产生的地表及建筑物沉降最小,上下台阶预留核心土法诱发的变形最大,CD(中隔墙)工法位于两者之间,区间隧道下穿既有建筑物宜采用CRD工法进行施工;隧道正穿既有建筑物施工对建筑物竖向沉降影响较大,对差异沉降影响较小,而旁穿时引起的差异沉降较大;采取保护措施后,利用CRD工法进行施工引起的地表以及建筑物沉降均在可控范围内,保证了建筑物的安全。     

哈大客运专线笔架山隧道交叉中隔壁法施工方案改进分析

哈大客运专线笔架山浅埋大断面隧道原定采用交叉中隔壁法( CRD 法)施工,进度较慢,影响工期,为此提出改进措施,将中隔壁改为竖撑,临时仰拱改为水平支撑,不喷射混凝土。对改进施工方案动态施工过程进行了有限元分析,考虑围岩与结构的相互作用和围岩的弹塑性,分析了围岩和支护结构的变形和力学性能随施工开挖过程的变化规律,并对围岩、初支和二衬的状态进行预测,进而指导施工。分析结果表明：笔架山隧道采用改进的CRD法施工方案安全合理,施工过程中围岩基本稳定,支护结构安全。