大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

拱盖法车站细部优化设计及施工

目前拱盖法车站上半断面的开挖工法采用较多的是双侧壁导坑法,但是双侧壁导坑法有其自身的制约点。结合青岛地铁2号线一期工程高雄路站施工后现场实际情况,通过对设计方案的细部优化,对双侧壁导坑法中间导洞的支护形式进行调整,将双侧壁导坑法成功优化为CD工法,并对出入口与车站接口部位进行改变,取得了较好的工期效益和经济效益,希望能为以后的施工和设计提供一定的指导。     

乌树头隧道施工方案优化选择

对于围岩稳定性差的浅埋隧道,合理的施工工法对于保证隧道施工安全性,控制施工质量有重大的意义。以乌树头隧道为例,综合分析双侧壁导坑法、CD法(单侧壁导坑法)、三台阶加临时仰拱法3种不同的施工方法,运用FLAC软件对3种工法数值模拟,分析不同施工工法隧道的塑性区变化、围岩变形,提出符合本工程的施工工法,并同时对监控数据进行比较。研究结果得出,采用双侧壁法可以保证围岩稳定性及围岩变形量最小,并对双侧壁法施工参数和关键步骤进行了优化,可为此类高速公路隧道施工提供一定的参考。     

拱盖法在地铁车站施工中的应用

拱盖法是近年发展的一种新型的暗挖施工方法。文中介绍拱盖法工程原理、应用条件、施工工艺控制点及工程应用优缺点,并以重庆地铁5号线凤西路站施工为例,总结大跨度地铁车站拱盖法应用依据、施工过程、施工控制要点及风险控制措施,突显了拱盖法具有的环境影响小、工序少、效率高、施工安全可靠等优点,减少投资的同时可以提高工程质量,达到实现工程安全、工程质量、经济效益、社会效益的多重目标,为同类工程项目采用拱盖法施工提供有益的经验。     

龙山浅埋大跨连拱隧道设计与结构分析

龙山连拱隧道为双向六车道超浅埋大跨城市隧道.其设计与施工严格按新奥法原理.在动态施工中通过监控量测及计算分析,开创了国内在Ⅱ类以下围岩、超浅埋大跨度连拱隧道中采用"上下台阶工法"的先河,为今后该类隧道设计施工提供了参考.     

大断面连拱隧道暗挖工法数值模拟研究

浅埋双连拱隧道开挖分部及支护措施繁多,围岩与结构相互作用关系复杂,地表沉降及围岩变形特性与经典沉降槽理论相差较大,工法选择以经验判断为主.针对上述问题,以石家庄六线隧道下穿既有石太直通线双连拱隧道为工程背景,运用有限元分析软件,建立平面应变数值仿真模型,分析三种工法条件下围岩应力、塑性区发展、支护结构内力及地表沉降的特征及规律,为以后类似的工程设计及施工提供借鉴、参考.     

PBA工法扣拱施工顺序的合理选择与力学分析

以沈阳某地铁车站为案例,使用MIDAS软件研究PBA工法不同的扣拱顺序下,所造成地表的沉降、结构的内力以及中柱的水平位移这三项力学特征的不同,以此来作为指标选出最合适的扣拱顺序,研究结果表明:采用先开挖边拱再开挖中拱的施工顺序,车站的结构内力与中柱柱顶的位移能得到更好有效的控制,同时先开挖边拱后开挖中拱的错步开挖与同步开挖在地表沉降、结构内力与中柱的变形这三项力学特征上差别不大。研究结果能为PBA工法扣拱施工提供理论上的支持。     

苏州凤凰山连拱加小净距隧道计算

苏州市凤凰山隧道属于软弱围岩中浅埋大跨度连拱加小净距隧道,且隧道穿越凤凰山公墓区,隧道上方公墓密集,对隧道设计和施工技术要求很高。基于地层一结构法,用有限元对隧道施工过程进行模拟,重点分析了围岩位移场和应变场以及初期支护、锚杆和二次衬砌的受力,分析隧道横断面危险点,在设计中采取相应安全措施,并优化开挖工法,计算确定隧道爆破施工和机械开挖的埋深分界点。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

汕湛公路隧道施工方案优化选择

对于围岩不稳定的隧道,合理的施工工法对于隧道施工的经济性、安全性有重大的意义。以枫树坳隧道为例,综合分析施工工法、安全性、经济性等因素,通过对双侧壁导坑法、CD法(单侧壁导坑法)、三台阶+临时仰拱法3种施工方法的比选,运用FLAC软件对3种工法数值模拟,分析得出主洞洞身段Ⅴ级浅埋段、土质围岩段或风化、破碎较为严重的洞口段地段采用双侧壁导坑法施工;Ⅴ级围岩浅埋偏压段采用单侧壁导坑法施工等施工工法;可为此类高速公路隧道施工提供一定的参考。     

矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究

矿山法地铁隧道中,人防段断面尺寸较大,通常采用与正线不同的开挖工法,以保证施工安全;但人防段往往长度较短,导致在短距离内频繁切换工法,大大降低施工效率。以青岛某地铁人防段为背景,通过有限元计算和现场实测,研究了人防段采用与正线相同工法(台阶法)及不同工法(CD法)时对拱顶沉降、地表变形、净空收敛的影响。结果表明,在Ⅳ级围岩中,人防段这种小长度大断面区间可以采用台阶法,为类似工程提供参考。     

昔格达地层隧道围岩的失稳特征及变形控制工法

昔格达地层是一种分布于我国西南地区的河湖相沉积半成岩,具有水稳性差,遇水易泥化、崩解等特点,在隧道开挖中易出现坍塌、围岩大变形等灾害,对隧道安全施工产生不利影响. 基于此,依托攀西地区昔格达地层桐梓林、垭口以及盐边隧道工程,现场取样并进行围岩室内物理力学试验,同时建立不同含水率深浅埋昔格达地层隧道有限元模型,探究不同含水率下昔格达地层隧道围岩的失稳特征,并提出针对昔格达地层隧道施工变形控制工法. 研究结果表明:昔格达地层对水较为敏感,其中浅灰色页岩夹砂岩的物理力学性质受含水率影响最大;当围岩含水率在0～20%之间时,昔格达地层隧道围岩变形呈现递增,但变形较小,自稳性较好,当含水率在20%～25%时,隧道围岩变形增大明显,失稳潜力巨大;在大埋深、高含水率的条件下,隧道仰拱隆起累计变形和掌子面挤出累计变形急剧增大,在拱顶部位,掌子面挤出变形主要发生在上中台阶交界处;针对昔格达地层隧道围岩失稳变形特征,提出在无水和有水状态下的昔格达地层页岩夹砂岩、砂岩夹页岩隧道围岩施工工法.      

黄土连拱公路隧道围岩变形监测和数值分析

以离军高速公路黄土连拱隧道为工程背景,对地表沉降、地质和支护状况、拱顶下沉和水平收敛进行了现场监测,并采用有限元方法分析了隧道围岩拱顶下沉和水平收敛的变化规律,进而研究了黄土连拱隧道三导洞法施工的围岩变形规律和影响因素．结果表明：黄土隧道Ⅳ类围岩比Ⅴ类围岩变形小,围岩稳定较快;三导洞施工法开挖中、左、右导洞和断面开挖时,围岩应力一直处于重新调整中,变形也在不断变化,且施工中开挖顺序对围岩变形有很大影响,在洞室开挖施工中,要密切注意拱腰及拱顶的变形情况,加强Ⅴ类围岩监测,及时进行临时支护,尽早完成右洞初期支护,以防变形过大而围岩失稳;影响黄土隧道围岩变形的主要因素是黄土的工程特性和地质工程环境．     

卵石地层浅埋暗挖地铁隧道施工工法研究

以成都地铁1号线工程天府广场北侧暗挖试验段为例,采用颗粒流数值分析方法,根据现场量测数据,对砂卵石地层浅埋暗挖地铁隧道进行了施工工法研究.研究认为:在卵石土层中,采用台阶法施工引起的地表沉降量略大于CD法,应加强对支护结构变形的监测.考虑到CD法施工工序复杂,施工扰动比台阶法大,而且卵石地层在未扰动条件下的自稳性较好,...     

粉细砂地层浅埋暗挖车站施工工法比选研究

对深孔注浆地层固结体进行了室内三轴试验及常规力学试验,得到固结体的各物理力学参数,且通过分析认为三轴试验所得各指标更符合固结体实际情况。在此基础上,对粉细砂地层浅埋暗挖车站柱洞法、侧洞法和CRD法等施工工法进行了数值模拟比选,对比分析了地表沉降、结构应力和周边地层塑性区特征,提出了合理的施工工法建议。研究结果为石家庄地铁平安大街站施工提供了技术支持,也可供类似工程参考。     

浅埋偏压隧道半明拱进洞设计分析

复杂偏压地质条件下,通常采用的斜交进洞方式存在隧道套拱变形量大,甚至倾覆等风险.基于厦蓉高速公路扩建工程龙门隧道洞口严重偏压、斜交超过30.等不利地形情况,提出半明拱进洞施工方案,并建立三维有限元模型,分析了半明拱结构的施工力学响应.分析结果表明:相较传统进洞方案,本工法可有效减少边仰坡开挖高度,及对洞口围岩的扰动;半明拱结构的变形与应力也较为合理.上述施工工法在龙门隧道得到了成功应用,可为类似条件隧道进洞施工提供借鉴.     

PBA车站扣拱施工顺序对上部跨河桥沉降影响分析

某PBA工法地铁车站下穿跨河桥,车站上方3根桥桩距离车站顶部仅0.6 m,合理扣拱施工工序是桥桩沉降控制的关键.采用三维有限元分析法研究了不同扣拱施工顺序及不同中、边跨开挖面错距下桥桩位移、地表沉降及车站中柱位移的变化规律.研究结果表明:先中后边顺序下车站中柱位移较大,但是桥桩及地表沉降可以得到有效控制;以最靠近车站的3根桥桩为坐标零点,扣拱施工对桥桩横向影响范围为15 m左右;4种施工方案下桥桩最大差异沉降基本相同,且随着扣拱施工步变化趋势一致;扣拱施工引起的桥桩绝对沉降和差异沉降均在允许范围内,上部桥梁处于安全可控状态;中、边跨错距为三段模式的桥桩沉降、地表沉降及中柱位移均优于中、边跨错距为六段模式;经综合比选,扣拱施工顺序建议先中后边,中、边跨开挖面错距建议为三段模式.     

高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究

以南广铁路大邮村隧道V级围岩浅埋段为研究对象,通过隧道施工效应数值分析、技术经济分析,比较了CRD工法和三台阶法两种施工方法。从施工效应角度出发,对地表沉降要求不十分严格的山岭隧道,两种施工方法均能满足隧道施工过程中洞室稳定和结构安全。CRD工法在控制地表沉降及洞室变形方面更优,但从施工成本、施工工效、施工管理等方面台阶法更优。在本工程采用三台阶法施工,提高了施工效率,保障了隧道施工安全和结构稳定。     

管棚支护体系与施工工法配合效果研究

依托某高速公路隧道工程,采用有限差分软件FLAC3D,以软弱破碎段围岩为研究对象,对各施工工法下(有无超前管棚预支护体系)围岩变形进行分析。研究结果表明:无论采用何种施工工法,超前管棚预支护体系均可有效抑制开挖过程中围岩破坏范围的发展。隧道拱顶沉降均始于掌子面前方一定范围,随着开挖的推进而增大,当掌子面通过目标断面2~3倍洞径后,地表沉降达到峰值并逐渐趋于稳定。在3种施工工法中,对围岩的控制效果,环形开挖留核心土法最好,单侧壁导坑法次之,三台阶临时仰拱最弱。     

基于强度应力比的挤压性围岩隧道承载拱变化规律研究

围岩承载拱理论可很好地解释隧道施工过程中围岩是承载主体,特别是挤压性围岩隧道支护抗力远小于初始地应力,围岩承载主体地位更为突出。围岩强度应力比是挤压性围岩隧道变形分级的主要判别指标。从围岩承载拱理论出发,推导了基于强度应力比的挤压性围岩隧道承载拱理论解,建立了围岩承载拱范围与挤压性围岩隧道变形分级的定量关系。研究结果表明:挤压性围岩隧道围岩承载拱厚度随围岩强度应力比减小而增大,随隧道洞径增大而增大,随围岩强度减小而增大,随初始地应力的增大而增大,随支护抗力的减小而增大;通过地层注浆加固改善围岩强度及通过增大支护刚度而提高支护抗力,均可有效降低承载拱厚度,从而提高围岩稳定性。研究成果可为挤压性围岩隧道设计施工提供理论支撑。