大跨隧道临时支护拆除及二次衬砌施工数值模拟分析

对广州地铁区庄站浅埋暗挖大跨隧道采用荷载结构法,运用大型通用有限元分析软件ANSYS模拟隧道拆除支撑及2次衬砌施工的动态力学过程,分析研究施工过程各施工步序2次衬砌和初期支护内力、位移变化规律及隧道各施工阶段的施工安全状态,为该隧道设计施工提供科学依据。     

淤泥地层暗挖矩形隧道密贴雨水箱涵施工关键技术

为解决富水淤泥质地层和粉质黏土层中大跨径矩形暗挖隧道密贴下穿雨水箱涵施工难题,提出采用水平旋喷桩和全断面帷幕注浆结合的技术加固隧道及周边土层,以提高地层刚度。隧道采用分步开挖法,分上下、左中右6步开挖,超前支护采用小导管注浆方案,并分段进行临时支撑拆除和二次衬砌施工,施工过程中对隧道和箱涵变形进行监测。结果表明: 通过水平旋喷桩和全断面帷幕注浆加固改良土体,施工过程中的箱涵变形在可控范围内,且整个施工过程中隧道初期支护结构变形较小（6.8 mm）,说明施工采用的超前加固和开挖支护措施是安全可靠的,可以有效降低类似地质条件下暗挖隧道的施工风险,对类似工程有一定的借鉴意义。     

超浅埋大断面滨海软土隧道施工工法研究

拱北隧道为一座滨海软土隧道,开挖断面达340 m2,采用超前管幕预支护下的多台阶分部开挖方案。采用ANSYS软件对五台阶15分区方案和四台阶8分区方案的隧道结构受力规律及安全性进行了数值研究。研究结果表明:1)采用五台阶15分区方案和四台阶8分区方案都能够满足结构安全要求,但在临时支撑拆除过程中,2种方案的施工安全性差异较大;2)四台阶8分区方案在下半断面临时支撑拆除后、三次衬砌尚未施作时,下半断面边墙及仰拱处的初期支护和二次衬砌受力较大,施工安全性较低;3)各部开挖后应及时施作初期支护,并应尽快施作第2层衬砌结构,以减小拱顶下沉和地表沉降。     

龙头山隧道洞口段核心土临时支撑拆除方案研究

我国现阶段四车道大断面公路隧道建设既无成熟的经验可参考,又无规范可参照,特别是大断面隧道洞口段临时支撑的拆除尤为重要,稍有不慎,极易引起坍塌。以龙头山双洞八车道高速公路隧道为依托,借助数值计算方法,重点分析了隧道洞口段临时钢支撑拆除的不同长度对围岩、隧道结构的影响,并结合现场施工情况,提出了大断面隧道洞口段临时支撑适宜的拆除长度,为类似特大断面公路隧道洞口段的施工提供参考。     

大断面公路隧道围岩力学特征及施工工法数值分析

结合深圳丹平快速路猫公坝隧道设的计成果,本文深入分析了大断面公路隧道围岩的力学特征,列举了适合大断面隧道的施工工法,并建立数值模型分别对这些施工方法进行计算,对结果进行分析,得出不同围岩条件下适用的施工工法;同时通过对初期支护临时拆除前后的模拟分析,得出临时拆除后初期支护暴露时间不易太长;由于临时支护拆除后初期支护和围岩之间的应力调整不断发展,初期支护承担的荷载会逐渐增加,则安全系数逐渐降低,易发生塌方事故,因此需严格控制临时支护拆除时机,二次衬砌紧跟。     

浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案比选

以昆明地铁3号线金太区间隧道工程为例，采用现场监控量测与数值模拟相结合的方法，分析了3种浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案对隧道结构安全稳定性的影响，得出了目标断面隧道结构的顶板下沉、水平收敛、地表沉降及安全性系数在拆除临时支护前后的变化规律，引入位移变化率指标，分析对比了临时支护拆除方案的优劣，确定了适用于浅埋暗挖矩形隧道临时支护的间隔拆除方法，并采用现场监测数据验证了其可行性。     

富水软土地层超大断面浅埋暗挖隧道开挖施工技术

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程口岸暗挖段在管幕+冻结超前预支护体系下采用5台阶14部工法分台阶分部开挖。隧道开挖施工工序复杂,包括掌子面注浆、初期支护、临时支撑体系、二次衬砌、临时支撑拆除及三次衬砌等多道工序交叉作业。通过对该支护体系下开挖方法的介绍,结合施工监测数据,表明:顶管管幕+冻结止水帷幕的超前支护下5台阶14部开挖工法合理可行;支护体系随开挖随支撑,有利于隧道开挖安全有序推进;冻结对开挖的影响主要体现在冻土开挖困难与冻胀的影响,需在保证隧道封水安全的条件下合理调控。     

水下超大断面隧道衬砌施工新技术

营盘路湘江隧道主线与匝道分合流段均以暗挖形式设计,地质相当复杂,江底分岔大跨段（A、B型）超大断面采用双侧壁导坑法施工。为了保证施工和初期支护的结构安全,在量测数据反映初期支护安全预警的情况下,传统的衬砌施工方法已经不能满足正常施工状态的需求。本文介绍了一种在保留临时支撑的情况下采用特制异型台车和满堂支架组合联合施工拱墙的新型衬砌施工技术,并对关键技术控制进行了详细阐述。实践证明,不拆支撑采用台车和满堂支架组合施工分岔段二次衬砌的方法是切实有效的,同时也为其他类似工程施工提供参考。     

超浅埋特大断面直墙隧道下穿城市主干道暗挖施工关键技术

为确保城市主干道、地面高架桥、地下管线的安全使用,广州市康王路下穿流花湖的超浅埋特大断面直墙隧道采用如下技术措施： 一次性施作70 m超前大管棚,采用水平导向跟管钻进法施工,施作精度高; 在隧道开挖边线45°对应路面范围,道路上铺设厚钢板; 对与距离隧道非常近的高架桥桩基,采用地面主动托换法; 采用六部CRD法施工,对掌子面采用TSS注浆加固技术,开挖初期支护后及时施作径向注浆及回填注浆; 在临时支撑未拆除的情况下,施作模筑混凝土第1层衬砌,第1层衬砌达到强度时拆除临时支撑,在第1层衬砌表面铺挂防水层,最后施作综合管廊结构及拱墙钢筋混凝土第2层衬砌; 综合管廊结构采用脚手架+模板系统,拱墙第1层衬砌采用弧形拱架+组合钢模板系统,拱墙第2层衬砌采用模板台车施工。目前只完成了右线的施工任务,地表沉降值（累计最大70.9 mm）在允许范围之内,隧道内净空变化（累计最大拱顶下沉61.1 mm、最大水平收敛值为8.44 mm）也在预控范围内,且地表、洞内最大变形值对应位置均在隧道中部,为左线施工及类似工程施工提供借鉴。     

特大断面地铁车站暗挖施工技术研究获奖

<正>近日,中铁四局"特大断面地铁车站暗挖施工技术研究"荣获2013年中国质量评价协会科技创新奖。特大断面地铁车站暗挖施工技术是通过数值模拟、计算分析及专家论证,将传统的地铁车站特大断面暗挖双侧壁导坑9部开挖法调整为6部开挖法,相比之下,可减少开挖步骤,优化临时支撑,增大各断面的作业空间,方便机械施工,在满足隧道施工安全     

大断面浅埋黄土隧道塌方工程对策研究

针对兰州南绕城高速公路大断面浅埋黄土隧道出现的塌方问题,从新黄土的固有特性及隧址区地形突变等因素分析了塌方原因,采用地表处理、临时支撑、回填反压、旋喷桩加固地基、加强衬砌支护形式和轻质泡沫混凝土回填等措施对塌方进行了加固处治,确保了隧道的正常施工及后期运营。     

特大断面隧道原位扩建的施工力学特性分析

以金鸡山特大断面隧道原位扩建工程为背景，介绍了核心五步法的原位扩挖方案，并通过数值模拟与现场监测手段，分析了特大断面隧道原位扩建的施工力学特性。结果表明:目标断面附近掌子面右上、左上部围岩开挖，以及临时竖撑拆除、仰拱回填，使得拱顶沉降显著增大。同时临时竖撑的支承作用，使得作用在衬砌拱顶与拱底处的围岩压力较集中，而先右后左的扩挖方案使得衬砌右侧围岩压力明显大于左侧。金鸡山隧道原位扩建施工过程中，对目标断面的拱顶沉降和水平收敛进行了长期跟踪监测，其结果与数值模拟较为吻合。     

暗挖区间下穿施工对高铁桥的影响分析——以北京新机场线区间下穿京沪高铁北京特大桥工程为例

为研究北京地区砂卵石地层大断面暗挖区间下穿施工对京沪高铁北京特大桥的影响,以北京市新机场线草桥站站后折返线大断面暗挖区间隧道工程为背景,对下穿京沪高铁北京特大桥段区间暗挖隧道进行设计,并用Midas/GTS软件进行有限元分析,研究大断面暗挖区间下穿京沪高铁北京特大桥施工过程中桥面、桥墩、承台及桥桩位移变化规律特征,得出大断面暗挖区间侧穿桥桩施工过程中桥桩附加应力变化规律,以及大断面暗挖区间下穿京沪高铁特大桥施工过程中承台差异沉降及地层应力变化规律。     

浅埋暗挖大跨风道临时支撑拆除技术

西南风道具有地质条件及周围环境复杂、开挖跨度大(开挖跨度9.9 m)、埋深浅(结构上覆土厚度约10 m)、覆跨比较小(约为1)、路面外荷载作用频繁、穿过地下管线等显著特点。风道采用CRD法开挖支护,其中,临时支撑拆除是CRD法的关键技术,若施工不当易引起大的地表沉降,影响地下管线和地面交通运行安全,为了保证施工安全及周围环境的安全,采取分段、逐层拆除的方法,主要介绍CRD法临时支撑拆除施工,并通过对地层变位的监控量测,对临时支撑拆除施工效应进行分析。研究表明:1)临时支撑拆除范围原则上取隧道跨度,当环境要求严格时,应减小拆撑的范围;2)拆撑施工引起的地表沉降值比较小,占地表总沉降值的5.86%～18.49%;3)制定和完善了临时支撑拆除控制标准,包括临时支撑拆除时机的确定、位移的控制基准等。     

北京地下直径线大断面暗挖隧道衬砌施工技术

为解决复杂边界条件下大断面暗挖隧道衬砌施工方法选择的问题,针对北京站-北京西站地下直径线洞桩法隧道段和ＣＲＤ法隧道段的衬砌具体项目,从施工效率、经济性和沉降变形控制等方面进行研究。主要得出以下结论： 1）组合钢模和模板台车2种施工方法各有其适用性和局限性,应根据开挖方法、断面尺寸和作业环境等合理选用; 2）对2种施工方法在安全质量控制措施上进行了相关补充完善,可为类似工程提供参考。     

运行中市政管廊隧道的维修加固

我国早期浅埋暗挖市政管廊隧道标准较低,目前病害多发。为了治理断面狭小、内部净空限界要求不高的市政管廊隧道的病害,结合大连某电缆隧道维修加固工程,采用病害检测及分析、方案综合比选和施工实践的方法,介绍暗挖市政管廊隧道的维修加固过程。得出主要结论如下： 隧道病害检测应从结构变形、衬砌强度、衬砌背后、裂缝及渗漏水等方面详细调查,分析病害成因,评定劣化等级; 通过检测分析结构,选择合理的结构加固措施,劣化严重的市政管廊隧道应优先选择增设内衬的维修改造方案; 施工阶段应重点处理好无水施工、对既有结构和内部管线的保护和在狭小空间施工的问题。     

下穿既有电缆隧道的地铁暗挖隧道稳定性研究

以北京地铁10号线二期终-火区间地铁暗挖隧道下穿2条电缆隧道工程为背景,通过地铁暗挖隧道施工的全程动态数值模拟,并基于现场初期支护收敛监测结果进行对比分析,研究砂卵石地层条件下地铁暗挖隧道初期支护收敛变形特点。结果表明： 1）地表最大沉降为6.46 mm,地铁隧道数值模拟得到的最大收敛值为7.10 mm,实测最大收敛值为6.77 mm,地铁隧道初期支护变形控制在合理、安全的范围内; 2）减小钢拱架间距和全断面注浆这2种技术措施对于提高地铁隧道初期支护及围岩的稳定性效果显著; 3）先施工的右线隧道对周边环境引起的损伤大,后施工的左线隧道对周边环境引起的损伤小; 4）先施工的隧道应设计更高的初期支护强度、全断面注浆等技术措施来保证隧道衬砌及围岩的稳定。     

暗挖隧道下穿跨河桥部分桥桩的影响分析及对策——以北京地铁14号线北工大站-平乐园站区间为例

为研究在不降水情况下暗挖隧道下穿跨河桥桥桩的影响并确定设计与施工方案,以北京地铁14号线北工大站-平乐园站区间(以下简称北-平区间)为例,根据暗挖隧道下穿桥桩后结构变形特点建立有限元模型,进行计算分析后进一步细化设计方案（暗挖断面架设临时仰拱）; 采用全断面深孔注浆对土体进行预加固,同时兼做堵水措施。施工过程中对桥桩变形进行全过程监测,并与有限元模型计算结果进行对比。目前该隧道已经通过竣工验收,桥梁结构稳定,最终变形收敛至稳定值。结果表明： 暗挖隧道通过架设临时仰拱+注浆堵水下穿桥桩是可行的; 有限元模型可预测隧道下穿桥桩的变形,可为今后类似工程提供参考。     

长沙营盘路湘江隧道分岔大跨施工技术

长沙营盘路湘江隧道匝道与正洞分岔合流大跨段断面大、变化多、埋深浅、地质差、受力变形复杂。为了安全顺利地完成合流大跨段开挖,介绍了一套完整的分岔大跨合流段施工技术,并对开挖断面渐变分部、异型二次衬砌等关键控制技术进行了详细阐述。实践证明,本分岔合流段大跨在埋深浅、地质差、环境复杂的情况下采用合适的地层加固措施、不同断面的合理渐变、超大断面的合理分块、保留临时支撑施作二次衬砌等技术是切实有效的,可为其他类似工程施工提供参考。     

超大断面通航隧洞软弱围岩及支护体系受力变形特性研究

文中以开挖面积为604 m²的超大断面清水江通航隧洞为研究对象,以数值分析手段模拟超大断面软弱围岩隧道施工过程中围岩及支护体系受力变形特性。研究表明,隧洞开挖过程中,拱顶围岩变形影响区域较边墙大,但边墙处围岩受剪应力较拱顶围岩更高;采用长锚杆加固拱顶围岩,可取得较好效果,但长锚杆对边墙围岩加固作用不明显,边墙处更适宜采用短锚杆;隧洞临时支撑拆除前,下导坑临时侧壁弯矩、轴力急剧增大,接近屈服破坏;临时支撑拆除后,主洞初期支护受力明显增大,拱部和仰拱以受弯为主,边墙以受压为主,受力最不利位置为拱脚。