隧道穿越大型充填溶洞超前支护方案研究

岩溶隧道在穿越高压富水溶腔时频发突水涌泥灾害,给施工安全和周围环境造成严重威胁。根据渝怀铁路某隧道穿越溶洞实际情况,分别对“超前小导管+帷幕注浆支护”和“管棚+帷幕注浆”2种超前支护方案进行数值模拟分析,对围岩变形特征和塑性区进行对比分析,结果表明:(1)管棚超前支护对控制拱顶围岩沉降、拱底围岩隆起以及周边收敛变形更有利;采用管棚超前支护比超前小导管支护围岩变形明显降低。(2)采用管棚超前支护比超前小导管支护的塑性区发展深度有效降低,更能保护围岩的稳定性。采用管棚超前支护成功通过了该隧道大型充填溶洞的高风险段,可为类似工程提供借鉴。     

超浅埋暗挖隧道施工技术

介绍了在确保隧道上方高速公路地面交通正常通行的情况下,超宽断面、埋深仅为0.5～2.5 m的超浅埋平顶直墙下穿隧道工程采用管棚超前支护,结合小导管注浆加固地层、多导洞施工方案和微台阶开挖法来达到控制地表沉降和保证施工安全的施工技术。     

岩溶隧道超前加固方案比选

以岩溶地区左侧有串珠型溶洞的新高坡隧道为工程依托,设计了小导管注浆、管棚、管棚+小导管注浆3种超前加固方案。采用ANSYS建立三维数值模型,运用有限差分软件FLAC 3D,计算3种加固方案下隧道采用三台阶法施工完成后洞周变形以及初期支护所受压应力,并与未采取加固措施时计算结果对比。结果表明:3种超前加固方案对洞周变形和初期支护均有一定改善作用;管棚+小导管注浆方案的加固效果最好,其洞周最大水平位移、最大竖向位移、初期支护所受最大压应力比未加固时分别减少了43.38%,48.46%和23.13%。     

新黄龙隧道塌方处理技术

详细介绍新黄龙隧道施工过程中洞内拱顶大面积塌方的处理方案和技术措施,主要有对塌陷范围进行注浆、初期支护采用工字钢架和长管棚、超前小导管注浆、隧道塌方段采用预留核心土环形开挖法掘进等措施,安全顺利地通过塌方段。     

地铁穿越砂卵石富水地段支护施工技术

结合北京地铁穿越砂卵石富水地段的施工,对隧道的支护以及在砂卵石中管棚施工的钻机钻进施工技术进行了探讨和介绍。通过在拱墙部位施作30 m超前长管棚注浆并辅以单排超前小导管补注浆进行超前支护,形成棚架作用;采用三台阶预留核心土人工开挖,及时施作初期支护,并设置临时仰拱、横撑和竖撑加强支护;跟进径向注浆和隧道底板注浆,扩大固结范围和封堵初支渗水;二次衬砌紧跟,完成隧道施工。确保了在复杂地质条件下的隧道开挖安全。     

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。     

浏阳河隧道过河段设计关键技术

浏阳河隧道是武广客运专线的重点控制性工程之一,具有高风险、工期紧等特点,而隧道下穿浏阳河段的浅埋、水下、大跨等因素则成为关键中的关键,设计采用全包防水条件下按最不利荷载计算进行校核;超前支护采用长管棚与小导管相结合,工作面设置超前玻璃纤维锚杆;施工方法采用机械与弱爆破开挖相结合,三台阶临时仰拱法施工。     

禾洛山隧道富水地段施工技术

研究目的:隧道穿越富水地层时,极易发生涌水、突水事件,造成隧道塌方,支护变形等质量事故,严重影响隧道正常施工,并给人身设备安全造成巨大安全隐患。为保证正常施工,最大程度地减少富水隧道施工中造成的工程投入和人员伤亡,迫切需要解决这方面的施工技术难题。研究结论:隧道穿越富水地层时,必须做好地表宏观地质预报和施工中的预报工作。隧道开挖中,集中股状型涌水采取了掌子面和掌子面后方同时进行超前引水措施,开挖支护采取正台阶法预留核心土施工,超前支护使用3排超前小导管。片状型涌水采用掌子面超前引水措施,掌子面出现凝灰岩的按照三台阶法开挖支护,上台阶预留核心土,超前支护使用2排小导管。没有出现凝灰岩的按照正台阶法施工,上台阶预留核心土,超前支护使用3排小导管。     

单口掘进隧道出洞口优化施工方案

针对中短隧道洞口的设计支护类型和开挖方式,通过实例介绍单口掘进隧道出洞口超前管棚支护和超前小导管支护施工应用以及单侧壁导坑法和台阶分部法施工的优缺点,对出洞口施工方案进行优化,达到了加快进度、节约资源和降低工程造价等效果。     

全强风化花岗岩大断面隧道施工技术研究

某富水软岩大断面隧道屡次发生地表塌陷。对其变形原因进行分析,结合初始施工方案,对此隧道施工过程中控制围岩变形的施工技术进行研究。研究结果表明:根据地质条件转换CD法、CRD法、三台阶七步法等开挖工法,采取中管棚辅以双排小导管进行超前支护,利用地表径向注浆加固等措施,可提高大断面隧道施工过程中的结构稳定性,有效控制围岩变形。     

青岛地铁穿越富水弱胶结地层支护方案优化研究

为解决青岛地铁穿越富水弱胶结地层隧道安全快速施工难题,针对隧道上部天然隔水层保护前提下的支护方案优化,考虑支护结构对围岩稳定性控制的影响,通过数值模拟分析了不同支护方案下隧道开挖后围岩变形规律与塑性区扩展特征;基于隧道上覆岩层塑性区范围、隧道沉降和收敛值等控制指标优化了支护方案,并结合Peck公式采用非线性拟合方法建立了地表变形预测公式。结果表明:以超前小导管结合超前锚杆的联合支护体系能够有效控制隧道开挖围岩变形,并对上覆隔水层起到一定保护作用,优化后支护方案安全、合理、高效,为类似条件下的地铁隧道变形控制及快速施工提供了理论依据和技术指导。     

棚盖暗作法PBA地铁车站沉降规律探讨

超浅埋暗挖地铁车站施工易引起地表的过大沉降,对周边环境造成不良影响,为控制施工引起的沉降和保证市政设施的安全,引入棚盖暗作法的思路并应用于PBA车站,利用顶进钢管形成棚护体系,在其支护作用进行土方开挖。以北京地铁19号线一期平安里站为工程背景,简述棚盖暗作法PBA地铁车站的特点及施工步骤,对不同施工阶段产生的沉降进行统计分析并对地表沉降槽进行拟合,由此探讨施工引起的地表沉降规律。研究表明:沉降主要发生在管幕施工及导洞开挖阶段,约占总沉降的70%。针对棚盖暗作法PBA车站的特点,对产生沉降的原因进行梳理,提出加强空洞探测及处理、缩短开挖面封闭时间、加强超前支护的棚护效果、减小管幕顶进扰动土体、合理控制群洞开挖步序等沉降控制措施。     

超前预支护技术在穿河隧道施工中的应用

长沙市湘江大道浏阳河隧道下穿浏阳河,水下暗挖隧道K1+020—K1+110段,覆土厚度最薄处仅14 m,该隧道具有小净距、强风化、浅埋、水下暗挖的特点。以长沙市湘江大道浏阳河隧道暗挖段施工为例,介绍了该工程所采用的长短管棚和小导管相结合的超前支护、玻璃纤维锚杆超前加固、地面垂直注浆和全断面超前帷幕预注浆等复杂地质条件下暗挖段超前综合加固支护施工技术,有效地保障了暗挖段的施工质量和安全。     

大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工诱发地表沉降及隧道变形规律研究

以西安地铁3号线某区间双侧壁导坑法隧道工程为依托,采用FLAC3D模拟与现场实测相结合的方式,研究双侧壁导坑法施工引起的地表及隧道变形规律。研究结果表明:地表横向沉降曲线关于隧道中轴线对称分布,影响范围左右各30 m,可见,上导洞的开挖是造成地表沉降的主要原因;采用超前小导管注浆加固土体,有效控制了拱顶下沉;隧道开挖后两帮收敛值迅速增大,开挖面超前监测断面20m时收敛趋于稳定;模拟结果与实测数据吻合较好,说明FLAC3D数值模拟软件能有效预测地层变形。     

联拱及超小间距隧道的设计介绍

研究目的:对联拱及小间距隧道设计施工中的一系列问题提出看法,并提供范例,供今后同类隧道设计参考。研究方法:综合介绍白云山、南京地铁、杭州解放路、小洋山等4座双联拱和超小间距隧道的设计与施工,从而总结概括出此类隧道的若干设计、施工要点。研究结果:工程经验加计算分析仍是目前隧道工程设计的主要手段。在笔者列举的工程设计中,设计者在充分吸取前人经验的基础上,通过多种计算为设计提供了定量分析的依据,施工监测信息的反馈使设计更趋完善。研究结论:联拱及小间距隧道技术能有效地缩小线间距,减少洞外征地、洞口高边坡、洞外线路高填方或引桥工程;白云山等4座隧道设计中采用的小导管或大管棚超前支护、对拉锚杆、微震爆破等对于保护围岩、发挥围岩的自承能力起到了决定性作用;在铁路下开挖隧道,须做好扣轨和巡视工作,确保铁路运营的安全;在联拱及小间距隧道的情况下,应进行施工监测。     

藏噶隧道穿越冰水沉积层围岩加固与掘进技术

藏噶隧道穿越长915 m冰水沉积层,土石粒径大小不均,孔隙率大,自稳性差,受地下水影响大,因此采取有效的地层加固止水措施极为必要。基于冰水沉积层地层特性和穿越该地层隧道施工风险分析,提出富水季节和枯水季节先分别采用“帷幕注浆+管棚+小导管”和“管棚+小导管”对围岩注浆加固,然后采用小断面三台阶开挖的施工方案。经实施隧道顺利穿越长距离冰水沉积层,达到了安全高效的目标。     

某管棚盾构结构的优化设计研究

管棚盾构用于地下桥涵暗挖、顶进工程的掘进支护与导向。根据施工工期、场地条件、相关工程效果,某工程原管棚盾构方案必须进行优化。优化设计后,盾构顶板采用钢筋混凝土结构、伸出箱身前端3.8 m、在墙身位置设支撑墩,支撑墩为悬臂结构,其下净空便于出土,顶板梁前端预留顶部子盾构箱位置,盾构钢结构部分主要采用工字钢、槽钢和钢板制作。根据顶部盾构梁、支撑墩和顶部盾构的荷载计算、结构受力计算、配筋计算等计算结果,优化设计满足有关规范的受力和配筋要求,增加了安全储备,提高了工效,节约了成本,确保了安全质量。     

先填后挖法在隧道塌方中的应用

在隧道埋深较大位置出现大塌方,地表无法直接注浆回填和明挖时,选用具有较好流动性的轻质混凝土材料,超前灌筑满塌方顶部空腔及固结已塌方的石碴,同时设置超前大管棚贯通整个塌方体,将塌方段处理转换成隧道常规的软弱围岩暗挖施工,通过采用合理的开挖工法和安全控制措施,极大降低了塌方处理的风险。     

两侧深基坑开挖对近邻地铁车站及隧道变形影响的优化分析

基坑周围环境的保护要求日趋严格,基坑工程近邻地铁车站和隧道的情况亦日益常见。为此,优化基坑开挖方案以控制车站和隧道的变形则至关重要。以天津市某与地铁车站贴建的深基坑工程为背景,采用考虑土体小应变硬化特性的有限元方法,结合3种不同开挖顺序的施工方案,分析两侧基坑开挖对既有车站和隧道变形的影响。计算结果表明,在控制车站和隧道变形方面,对称开挖的施工方案最优,合理制定两侧基坑开挖的顺序能有效控制车站和隧道的水平位移,但对隧道沉降的控制效果不明显;非对称开挖时,先施工小基坑优于先施工大基坑。     

不同开挖步骤引起浅埋隧道地表沉降的数值分析

地铁施工扰动地层,必然造成相应的地层变形。结合沿海地区软土地区浅埋暗挖矩形隧道施工,使用有限元软件对分部开挖进行非线性数值模拟,分析矩形隧道初期支护在开挖过程中的地表沉降变形。分析结果表明,浅埋软土矩形大跨隧道在开挖过程中,群洞效应的作用和施工方案有密切关系,在此基础上提出了控制地层变形的技术措施,在天津地铁1期工程施工中得到了充分的利用并且取得了良好的效果。