大跨度偏压连拱隧道洞口段施工力学性能研究

以江西安源隧道(双向六车道连拱式隧道)为研究背景,采用管棚注浆的预支护手段,通过现场监测和数值模拟软件研究连拱隧道在施工过程中围岩位移、应力和管棚支护的动态变化规律,并结合拱顶沉降、地表沉降以及周边收敛的现场监测数据进行数值模拟验证。研究表明：连拱隧道左侧主洞施工对围岩的扰动范围主要在左侧,对右侧主洞影响较小;左右主洞与中隔墙拱脚处存在拉应力集中,施工时需要注意拱脚位置的施工质量;由于隧道存在偏压效应,隧道浅埋侧管棚弯矩最大值大于深埋侧;靠近洞口处的管棚始终承受较大弯矩,施工时,要控制洞口处的管棚施工质量。     

管棚夯管法施工对周边环境影响分析

管棚夯管法施工对周边环境的影响不容忽视,诸如管棚施打和注浆时,所引起的噪音、振动、地层和既有结构的隆沉等不利影响。以浅埋暗挖法下穿既有运营车站施工为例,对管棚夯管法施工对周边环境的影响进行了监测、分析。结果表明:1)夯管法施工应采取"间隔施打,先中间、后两侧,先下排、后上排"的顺序进行,并控制注浆参数,从而可有效控制管棚施工对地层、既有车站变形、轨道沉降的影响程度;2)管棚的夯打和注浆直接影响既有结构和轨道的隆沉;3)管棚施工过程中,地层产生微小沉降,而既有结构表现为整体隆起。     

浅埋暗挖大跨黄土隧道下穿地下行包通道沉降分析及对策

机场地下行包通道沉降控制要求高,且不能中断运行,新建浅埋暗挖大跨黄土隧道下穿施工风险高,施工不当会引起地下行包通道沉降、变形,甚至引起混凝土结构开裂。为找出下穿隧道施工过程中引起通道底沉降的关键步序,更好地控制沉降,采用三维数值模拟方法对新建隧道下穿机场地下行包通道进行了沉降分析,并通过在隧道开挖过程中洞内采用分步开挖、大直径管棚超前预支护、初期支护和二次衬砌背后回填压浆等沉降控制措施,将通道底板沉降控制在3 mm左右,并在施工过程中加强监测,能够保证既有地下行包通道的结构安全。     

长大管棚在隧道浅埋段的施工技术和质量控制

结合承朝高速公路长逢沟隧道洞口浅埋段的施工情况,介绍了长大管棚大型机械化施工的施工工艺、技术要点和控制难点,对施工中常见的导向管定位不准、钻孔弯曲侵限等问题进行分析并提出解决办法,为管棚施工质量控制提供了一定的参考。     

高海拔特长公路隧道下穿高压电杆的加固措施

为保证高海拔浅埋特长公路隧道下穿高压电杆施工过程中电杆的安全稳定,通过对高海拔隧道围岩和注浆加固区进行物理力学试验,建立三维有限差分模型,模拟隧道下穿电杆施工全过程,并结合现场监测数据,研究隧道周围管棚支护与上方地表注浆对近接电杆的稳定性加固效果。研究表明:隧道开挖对既有高压电杆基础的竖向沉降影响较大,水平位移影响较小;地表注浆、管棚加固可改善软弱岩体的整体性与强度;在隧道下穿高压电杆过程中,电杆沉降位移满足控制标准,预注浆加固效果显著。     

浅埋下穿公路隧道管棚预支护机理及监测分析

针对软岩公路隧道施工中的超前管棚施作问题,采用双参数地基梁模型,分析了大断面浅埋软岩隧道超前管棚的受力机制,对比分析了工程中常用的Φ76和Φ108的2种超前管棚的支护效果,研究结果表明:①管棚的受力和变形主要集中在掌子面前4 m范围内,管棚的梁支撑作用效果明显,采用Φ108管棚比采用Φ76管棚的最大挠度减小约36%。②超前管棚将上部荷载传递到已开挖隧道初支结构及掌子面前方围岩,起到梁支撑的作用,从而提高掌子面围岩的稳定性,而采用Φ108管棚能承担更多的上部围岩压力,更好地控制围岩位移。应用上述管棚弹性地基梁模型,成功指导了云南大永高速公路大断面软岩公路隧道下穿既有公路工程,将Φ76管棚方案调整为Φ108管棚方案后,最大拱顶地表沉降值减少了38%,保障了整个下穿施工过程的安全顺利。     

“盖挖+自进式管棚”进洞法在崩坡积体中的应用

新疆G575线东天山特长公路隧道出口穿越较大超浅埋崩坡积体。为保证隧道在超浅层崩坡积体中安全、快速通过,控制隧道变形、坍塌、滑移等风险,采用“盖挖+自进式管棚”进洞法施工方式,在发挥盖挖法形成的初期支护钢架 “拱”保护作用下,确保“拱下”洞内自进式管棚施工的安全; 并采用超前自进式管棚注浆预加固松散崩坡积体围岩的施工方式,实现暗洞中安全快速地掘进,确保施工工期。通过对不同进洞方案比选研究与现场实践,并对隧道施工过程中的拱顶地表沉降、洞内拱顶下沉、洞内水平收敛进行监测,回归分析量测数据后充分证明： “盖挖+自进式管棚”进洞法施工对崩坡积体的整体稳定性没有产生影响,采用“盖挖+自进式管棚”法,在崩坡积体中既可确保安全进洞,还可缩短工期。     

下穿机场跑道大断面隧道施工地层变形规律研究

北京首都国际机场T3-T2航站楼之间的单层双跨连拱浅埋暗挖大断面隧道垂直下穿机场跑道,采用超长管幕法施工,为国内首次。通过对隧道施工地表变形进行分析,得出如下结论:新建隧道施工地表最大沉降平均为9.28mm,控制变形情况良好,采用超长管幕保护浅埋暗挖施工技术切实可行;3个断面变形拟合得到的确定调节系数平均为0.951,地表变形符合Peck公式;变形拟合得到的K值平均为1.903,为北京地区常规数值的3~6倍,管棚的存在对新建隧道施工引起的地层变形具有阻隔及扩散作用;变形拟合得到的Vl值平均为0.201%,略低于北京地区常规施工方法水平。研究成果可为类似工程提供借鉴及参考。     

软弱围岩隧道管棚水平旋喷组合预加固变形规律

为研究软弱围岩地层管棚水平旋喷桩组合结构的预加固效果,采用三维弹塑性有限元方法对比分析了单独使用管棚、单独使用旋喷桩、管棚与旋喷桩组合预加固及无加固4种工况下隧道结构体系的位移变化规律。结果表明:1)水平旋喷桩和管棚2种工法中,水平旋喷桩预加固工法控制拱顶下沉、拱脚收敛值和掌子面稳定性能力显著;2)管棚预加固工法控制地表沉降的能力较强;3)管棚和旋喷桩组合结构控制拱顶沉降和拱脚收敛,掌子面水平位移性能突出,管棚水平旋喷桩组合结构使地表沉降减小91.3%,拱顶沉降减小76.2%,拱脚收敛减小76.3%,其地表最大沉降值为2.7 mm,拱顶最大沉降值为25 mm,拱脚最大收敛值为4mm,最小收敛值为-9.4 mm,加固效果明显。     

浅埋暗挖隧道近接建筑沉降控制技术

在城市复杂的环境下,浅埋暗挖法隧道施工对邻近建筑物及管线不可避免地会产生影响,本文通过北京城铁一段超浅埋暗挖隧道下穿一玻璃幕墙并控制其沉降的工程实例介绍,论述了采用动态注浆技术可以控制邻近建筑物沉降,为在城市复杂的环境下,浅埋暗挖法施工保护周边环境开发出另一条有效方法。     

城市浅埋大跨暗挖隧道施工中建筑物的沉降动态控制技术

厦门机场路一期工程梧村山隧道埋深浅、跨度大,地质条件差,从既有建筑的下方穿过。介绍该工程在下穿施工中对建筑物所采取的动态沉降控制技术。通过对建筑物进行适时跟踪监控、施作止水帷幕、基底加固注浆及动态注浆抬升,有效控制了建筑物的沉降,确保了隧道施工的安全。     

软土地层浅覆土下钢管幕顶进沉降分析

为研究软土地层超浅覆土下钢管幕顶进施工引起的地层沉降规律与机制,以上海中环线田林路节点改善工程为依托,采用现场试验方法,对整个管幕顶进周期内地表初期沉降、累积沉降与工后沉降的变化发展进行分析,研究不同工况条件下地表沉降发展规律。结果表明： 试验结束后地表最大沉降为9.8 mm,管幕群施工对地表沉降具有累积作用; 单根钢管顶进时后半段隆起,隆起值在精度允许范围内; 管幕上方1倍管幕埋深范围内地层沉降变化明显,顺接管施工的工后沉降较大,采取洞口止水措施能有效减缓地层损失。     

软土地区大断面矩形顶管浅覆土下穿高速变形控制分析研究

以上海市陆翔路—祁连山路贯通工程大断面矩形顶管下穿S20外环高速为背景,探讨了控制顶管浅覆土下穿高速变形的加固措施.介绍了钢管幕加固在本工程中的设计与工程实施情况,并采用三维数值仿真分析了下穿S20外环高速施工引起的变形情况,预测变形规律及结果与监测断面数据吻合性较好.工程的实施论证了采用钢管幕加固控制大断面顶管浅覆土下穿高速的可行性,可为今后软土地区类似顶管下穿高速工程提供借鉴.     

浅埋大跨连拱隧道下穿既有建筑物施工沉降控制

根据工程类比法,采用CRD法优化厦门机场下穿34号楼隧道工程施工步骤。借助数值分析方法,分析既有建筑的沉降规律;根据现场实测及数值模拟结果,提出超前注浆、地面硬化及补偿抬升注浆、洞内全断面帷幕注浆、大管棚超前支护等多种施工辅助措施控制沉降,结果表明施工过程既有建筑结构沉降得到有效控制,最终沉降量小于40mm。     

厦门福厦路顶进框架桥施工设计

厦门福厦路框架桥是厦门机场快速路下穿福厦路的一座城市道路立交桥，在浅覆土、无支护且不中断福厦路交通的情况下，采用中继间顶推施工法使框架就位。主要介绍其设计和施工特色。     

平行顶管施工及公路拓宽工程的相互影响研究

顶管施工方法现在被越来越广泛地应用于地下综合管廊的建设工程中。针对某工程中三条地下综合管廊下穿公路的实际工程案例,采用三维数值方法模拟了其平行顶管施工过程,系统地分析了不同的管廊顶进顺序条件下上部公路及下部埋设污水管道变形量的变化规律,讨论得到了后续公路拓宽工程完成后已建成地下管廊及污水管线沉降量,并较为全面地研究了不同土体加固范围和深度对地下管廊顶管施工及道路拓宽工程中结构物变形量的降低程度。结果表明不同顶管顺序会影响已建成公路的变形量,最优顺序应率先进行两侧顶管施工;在公路拟拓宽区域进行土体加固可以降低顶管施工中地下结构物的沉降量,但在加固深度较浅时无法在公路拓宽工程中保证地下结构物的稳定性。     

浅埋黄土隧道管棚加固支护效果数值模拟分析

基于通定高速公路某浅埋黄土隧道工程,采取三维数值模拟和现场监测等手段,对浅埋段渗流黄土隧道的加固支护方案进行研究,分析对黄土隧道浅埋段施行超前管棚加固支护的可行性。针对不同的加固支护措施进行数值模拟分析,结果发现：超前管棚支护下拱顶沉降量减小16.2%,初期支护的轴力最大值减小19.8%。监测结果表明：超前管棚支护与超前管棚+超前小导管支护两种工法并用所能减小的竖向位移的百分比（27.8%、28.1%）非常接近,但超前管棚支护能大大节省额外施作超前小导管的费用和时间,有效地控制了拱顶范围内的围岩变形,验证了超前管棚加固支护工法的经济性和有效性。     

连拱隧道下穿既有高速公路管幕法施工技术研究

新建隧道下穿城市既有道路,当埋深较浅时上部道路很容易因沉降过大而导致路面结构开裂,甚至破坏等问题,因此研究隧道的施工技术是非常必要的。以西安市开元路至建元路下穿通道项目为依托,在连拱隧道施工过程中采用有限元软件模拟管幕法支护对隧道结构、围岩稳定性及上部道路路面沉降的影响。主要结论如下：（1）新建连拱隧道围岩竖向最大位移为7.4mm,满足规范要求,隧道结构安全可靠;（2）采用管幕法施工时,路面沉降最大值仅为4.39mm,说明管幕法开挖连拱隧道下穿既有城市道路是可行的;（3）采用管幕法施工隧道二衬最小安全系数为2.05,大于规范最小安全系数,衬砌结构安全可靠。综上可见,采用管幕法作为超前支护措施,连拱隧道下穿既有城市道路对上部路面影响较小,施工安全风险较低。     

浅海大直径管道铺设应力控制技术研究

以徐圩新区达标尾水排海工程为例，大直径排放管管道弯曲应力控制工况为铺管施工环节，铺管施工需要严格控制管道弯曲应力，保证管道安全。本文对浅海铺管施工管道受力进行了理论分析，计算得到特定管径、管材、壁厚的管道铺设的极限水深，并利用有限元计算方法进行了验证，同时，介绍了铺管施工中管道应力控制的施工关键技术，为类似工程提供借鉴。