超前小口径管幕在广州地铁浅埋暗挖隧道中的应用

广州地铁21号线天河公园折返线大断面双线暗挖隧道下穿黄埔大道及市政管线。下穿位置属于复合地层,拱顶地质条件差、隧道埋深浅,且地面对沉降要求高。对传统的超前加固方法及管幕法进行了数值计算分析比较。结果表明,常规的超前加固方法不能满足地表沉降要求,而采用管幕法能有效控制地面沉降。根据数值计算结果,暗挖隧道采用管幕法施工。数值模拟计算结果与实际施工监测数据吻合得较好。     

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。     

中深孔注浆技术在饱和富水砂层暗挖地道中的应用

在浅埋暗挖隧道中，控制围岩松弛，是控制地表下沉的主要手段。防止地表下沉的主要措施是改善掌子面的围岩状况。向地层中注压浆液，造成固结土，降低地层的透水性，强化地层自稳能力，在周边围岩中形成止水帷目，控制开挖过程中地表沉降量，是富水砂层暗挖隧道施工的有效方法。本文介绍在深圳市深南路—上步路人行地道工程暗挖施工中，采用中深孔注浆技术成功穿过饱和富水砂层，确保了横跨隧道的煤气管、自来水管、污水管等管线及周边建筑物的安全的成功经验供类似工程参考。     

硬岩地层浅埋暗挖隧道成拱效应分析

研究目的:随城市化进程步伐的加速,浅埋暗挖法地铁隧道修建作为发展地下交通的重要手段。为研究浅埋暗挖隧道成拱效应,本文以青岛地铁工程的修建为研究对象,通过复变函数法弹性解析解及围岩应力和位移解析解计算围岩压力反推拱顶可承载厚度;通过拱盖变形量反推隧道拱盖承受的上覆荷载,进而说明在浅埋隧道也存在"成拱效应"。本文采用理论推导和数值模拟方法对浅埋暗挖隧道成拱效应进行模拟分析,并结合某车站现场实测数据进行说明。研究结论:(1)浅埋暗挖隧道围岩自身能承担上覆地层80%多的荷载,证明硬岩地层浅埋暗挖大跨车站也存在显著的自成拱效应,在设计与施工中需重点考虑;(2)硬岩浅埋隧道在一定覆岩厚度条件下存在成拱效应,围岩承受了大部分载荷,初支承受的荷载很少,印证浅埋大跨车站成拱效应存在;(3)本文研究结果可为今后硬岩地区浅埋暗挖隧道施工提供理论参考依据,并为类似隧道工程的施工与设计提供参考。     

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。     

深圳丰盛町地下街隧道暗挖信息化施工分析

以深圳丰盛町地下阳光街隧道暗挖工程D区为例,介绍了城市地下街隧道暗挖工程信息化施工和安全监测的技术。针对工程跨度大、同一断面垂直下穿埋有大量地下管线的深南大道且上跨2孔地铁区间隧道的特殊工况,采用了多种监测方法对地表沉降、拱顶下沉、地板隆起、围岩土压力、地铁隧道隆起等内容进行了监测和分析,结果表明,地表沉降控制基准为30 mm,保证了施工安全,隧道施工方法对地层的沉降起着至关重要的作用,反馈的意见及时指导了施工。研究的成果可以为今后其它类似工程提供有价值的参考。     

浅埋暗挖法在下穿公路连拱隧道施工中的应用

采用浅埋暗挖法在既有公路下修建高速公路连拱隧道,隧道施工对围岩造成多次扰动,从而引起地层发生位移和沉降,较大的地层位移和沉降将影响既有公路的正常运营,同时上部汽车荷载对隧道施工安全隐患较大,因此,下穿公路连拱隧道浅埋暗挖施工面临许多技术难点,必须采取特殊的超前支护和施工工艺。在土江冲隧道施工中综合应用双层管棚超前支护、三导洞法开挖、信息化施工等技术,使隧道成功下穿319国道。     

双层小导管在浅埋暗挖隧道施工中的应用

结合北京地铁崇—东区间隧道采用的浅埋暗挖施工技术,介绍了双层小导管的工艺原理及施工工艺。工程应用结果表明,通过采取双层超前导管,实现“多钻孔、多分层、小流量、低压力、低流速”的注浆加固方式,具有提高围岩自稳能力、降低地层水的渗透和控制地表沉降等优点,有效保障了地表建筑物和地下管线在地铁隧道施工过程中的安全。     

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。     

软弱富水地层浅埋暗挖隧道地表沉降和支护结构受力的模型试验

以莞惠城际轨道交通工程项目GZH-5标段中DK32+300~DK32+927.303段为背景,通过2组模型试验,其中一组无超前注浆,另一组进行超前注浆,研究软弱富水地层浅埋暗挖隧道地表沉降和支护结构受力规律及超前注浆对其受力变形造成的影响,最后,针对软弱富水地层浅埋暗挖隧道施工,提出几点隧道工程设计和施工的相关建议。     

浅埋暗挖地铁站厅施工过程的三维数值模拟分析

针对广州地铁5号线某车站西侧站厅隧道超浅埋、地层上软下硬的特点,利用FLAC3D软件对站厅隧道及与之相交的斜通道平直段的施工全过程进行三维数值模拟计算。通过对3种不同施工方案所引起的地表沉降、拱顶下沉、塑性区分布情况的对比分析,确定最优的施工方案,指导工程施工。     

浅埋暗挖法在北京地铁隧道施工中的应用研究

结合北京地铁10号线安贞门站—惠新西街南口站暗挖区间工程,对浅埋暗挖施工方法在地铁隧道工程中的应用进行研究,通过现场监测数据的深入分析,结合施工,总结出施工经验,即关注隧道衬砌的渗漏水变化保证衬砌背后及超前注浆的质量。加强对暗挖区间地表及管线、拱项沉降的动态观测,初期支护必须从下向上施工,二次模筑衬砌必须通过变位量测。     

盾构与浅埋暗挖隧道小间距并行施工技术研究

成都地铁5号线为满足车辆调度需求,在九兴大道站小里程端采用左线盾构隧道与右线大断面浅埋暗挖隧道的双线并行布设方案,双洞净距2.9m。本文以该超小净距隧道为背景,采用数值模拟方法对隧道开挖时地表沉降规律及夹层土体应力状况进行了分析。结果表明,无论何种开挖次序,先行隧道的开挖均会导致后行洞开挖引起的地表沉降曲线向先行洞偏移并有所增大;由于左线小断面盾构隧道施工扰动理论上较小,因此先施工右线大断面浅埋暗挖隧道后再进行左线盾构隧道的施工顺序更为合理;先浅埋暗挖后盾构隧道施工造成的地表沉降值在两洞中间区域略小于先盾构后浅埋暗挖隧道施工;双线隧道通过后地表沉降槽呈现出"U"形状态,盾构隧道的通过造成地表沉降影响范围增加了约1/4;双线开挖过程中中间土体在浅埋暗挖隧道一侧受施工的影响更为明显,应重点关注。     

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.     

兰渝铁路首阳山隧道浅埋富水Ⅵ级围岩段施工技术

首阳山隧道通过浅埋、富水Ⅵ级围岩地段时,经施工方案比选,确定采用超前小管棚法和三台阶预留核心土分步开挖法,辅以地表注浆加固,通过施工监测,地表最大沉降量为86mm,拱顶最大沉降为52 mm,有效控制了围岩沉降变形,保证了施工安全和工程质量。     

填海区地铁盾构隧道下穿公路施工地层沉降规律的数值模拟

以深圳地铁2号线盾构隧道下穿填海区滨海大道公路为背景,利用非线性有限元分析软件ABAQUS建立三维有限元模型,研究在隧道施工扰动下,地表的横向沉降和纵向沉降、地层的水平位移和分层沉降的变形规律.仿真计算结果表明:在隧道横断面方向上地表沉降近似呈正态分布,在纵断面方向上地表沉降槽宽度约为15.0 m;距隧道开挖面越近,地层水平位移受车辆荷载和隧道开挖扰动越大;在车辆荷载作用区域,地表沉降和地层水平位移均大于非车辆荷载作用区域,地层的分层沉降和沉降槽宽度均随着地层埋深增加而减小,地层的上部沉降普遍大于下部;在非车辆荷载作用区域,隧道中心线上方的土体沉降随着地层埋深的增加而增加.     

浅埋暗挖隧道穿越填石区地表沉降控制

厦门城市轨道交通1号线城市广场站—塘边站浅埋暗挖区间采用矿山法施工,由于隧道穿越地质条件复杂的填石区地表沉降难以控制。仅采取喷射混凝土封闭掌子面、注浆加固、加强超前支护措施累计地表沉降接近70 mm;而采取地表高压旋喷桩超前加固,洞内全断面帷幕注浆、双层小导管超前支护等多种措施,能将地表沉降控制在5 mm以内。据此提出了地表高压旋喷桩超前加固、全断面帷幕注浆、双层小导管超前支护、长管棚初期支护和拱脚加固施工方法。经实施效果良好。研究成果能为城市浅埋暗挖隧道穿越填石区提供参考。     

地铁浅埋“软硬重生”地层锚索支护效果分析研究

新世纪以来,我国地铁建设迅猛发展,但由于地质情况复杂、信息错配等因素给地铁施工带来了很大的安全风险。通过对青岛地铁3号线江西路车站"上软下硬"、"软硬重生"地层浅埋暗挖"锚索+明梁"的支护方法进行分析研究,通过对监测数据的对比分析,得出结论:此种方法可以减少地表下沉、拱顶沉降、侧向收敛,大大增加了施工的安全性。分析结果对浅埋暗挖工程施工起到指导作用。     

水平旋喷技术在矿山法隧道下穿浅基础建筑物施工中的应用

在深圳地铁建设的全风化花岗片麻岩暗挖隧道施工中,常规施工方法极难控制,稍有不慎就会造成拱顶坍塌或者地面下沉,使得施工安全风险不断增大,同时也容易造成地面破坏。在深圳地铁某联络线区间段暗挖隧道施工中,由于采用了水平旋喷桩施工工艺,在暗挖隧道拱顶形成一个环状帷幕体,对原土体进行了改良,不仅克服了软弱围岩自稳性差的弱点,而且起到了抗变形、防流沙、防渗透的作用,成功地解决暗挖隧道在全风化花岗片麻岩层中近距离穿越浅基础建筑物的难题,充分显示了水平旋喷桩施工工艺在软弱地质条件下浅埋暗挖隧道开挖预支护工程应用上的优势。     

双侧壁导坑法隧道施工引起的地表沉降分析

以哈尔滨地铁大断面隧道为背景,对双侧壁导坑法施工诱发的地面沉陷及隧道本身的变形规律进行研究。利用MIDAS/GTS建立空间有限元模型,采用数值模拟和实际监测数据相结合的方法,对地表沉降、拱顶下沉进行分析。研究结果表明:地表沉降曲线呈"漏斗"状,且沿开挖导洞中线呈对称分布,影响范围约为2. 5D(D为隧道洞径);左上导洞(1号导洞)、右上导洞(2号导洞)、中上导洞(5号导洞)开挖是引起地表下沉的主要原因;拱顶沉降主要发生在距开挖面15 m(1倍隧道洞径)范围内,最大下沉值为-17. 79 mm,占拱顶总沉降量的66%;采用超前加固的方式控制拱顶下沉效果显著,数值仿真结果与实际监控量测数据吻合较好。MIDAS/GTS有限元数值仿真软件可以有效地预判地层变形。