工程措施对控制大跨度海底隧道结构变形的施工效果研究

厦门东通道翔安隧道是我国第一条海底隧道,隧道场区地质条件复杂.施工难度大.施工至今,多个区段的隧道结构变形都超过了预留变形量,为此施工单位采取了多种工程措施,有效地抑制了隧道的结构变形.文章首先基于厦门海底隧道的现场监测数据,分析了隧道结构发生异常变形的原因;然后通过数值模拟结果与实测数据的对比,研究了各工程措施在此类地质条件下的施工效果.研究认为:在施工过程中,采用锁脚锚管、仰拱注浆及井点降水可以有效地抑制初期支护变形,尤其是对洞内及地表同时进行井点降水时,隧道拱顶下沉量可以减小约50%,拱部塑性区范围也大幅度减小;变更临时支护结构参数和采用系统锚杆对控制隧道结构变形也有一定的作用,但是在此类地质条件下其效用不明显;另外,隧道断面的封闭时间和封闭距离对其结构变形影响很大,应尽快施作仰拱,使断面尽早封闭成环.     

P-201遇水膨胀止水胶在厦门海底隧道中的应用

施工防排水是海底隧道施工成败的核心技术之一,厦门海底隧道设计防水等级为地下工程Ⅰ级防水,要求无渗漏和结构表面无湿渍.文章主要介绍了P-201遇水膨胀止水胶在厦门海底隧道中的应用及其物理性能指标、施工工艺、技术要求等,对同类地下工程防水施工具有一定的借鉴意义.     

地下连续墙在厦门海底隧道穿越富水砂层中的应用研究

文章基于厦门海底隧道现场监测数据并结合数值方法,对地下连续墙在隧道穿越富水砂层时的应用效果进行了研究。结果表明,在施作地下连续墙并对地层进行降水后,隧道结构变形显著减小,其中CRD1部拱顶下沉降低了约35%～60%,CRD3部拱顶下沉降低了约25%～50%,CRD1部洞周收敛降低了约50%左右。通过比较分析现场实测数据和数值计算结果可知,两者得出的隧道结构变形总体趋势一致,量值基本吻合。文章所采用的方法及研究结果对厦门海底隧道后续施工,以及类似的工程有一定的参考意义。     

地层渗透系数对隧道纵向结构的影响研究

水底隧道所处的地质条件十分复杂,隧道结构沿纵向将穿越不同的地层条件,具有不同的地层渗透系数,因而对地层中的孔隙压力分布规律将产生影响,并最终导致作用在衬砌结构上的水压力沿纵向发生变化,影响纵向结构的受力和变形特征。如不对此进行准确分析并采取有效的控制措施,将会对隧道纵向结构产生严重影响。因此,针对水底隧道穿越纵向不同渗透系数地层条件时,分析隧道纵向结构的变形和受力特征是十分必要的。文章结合厦门海底隧道工程,采用流-固耦合的方法,进行纵向地层渗透系数对隧道纵向结构的变形和受力特征的影响的分析,得出一些有价值的结论,为类似工程的设计和施工提供参考。     

防排水技术在海底隧道中的应用

海底隧道不同于山岭隧道的主要区别有两个:一方面,由于多数地段采用以堵为主的防水措施,海底隧道衬砌在承受围岩压力的同时还要承受较高的水压;另一方面,由于海底隧道纵坡为倒人字坡,因此在隧道施工期间及运营期间的防排水尤为重要.文章介绍了厦门翔安海底隧道的防排水方案设计情况,对方案实施效果进行了评估;针对海底隧道防排水方案实施中的问题,提出了重点对初期支护背后注浆、改进注浆材料等建议,指出了防排水技术是海底隧道工程建设成败的核心问题之一.     

钻爆法海底隧道防排水技术探讨

钻爆法海底隧道环境和地质条件差,隧道通过的风化槽、断层破碎带等软弱破碎围岩含水丰富、水头高,施工中极易发生坍塌和涌水突泥,运营中二次衬砌结构容易出现开裂和渗漏水。结合厦门轨道交通3号线过海段隧道钻爆法防排水设计和施工情况,阐述和分析了隧道防排水的主要方法及技术措施,提出了提高海底隧道防排水质量的建议,可供类似工程参考。     

海底公路隧道快速施工

依据厦门海底隧道A2标和青岛海底隧道第三施工合同段的施工实践,通过对地质情况、施工方法、机械设备配套、不良地质地段处理、安全控制等方面的分析,提出了在海底隧道施工中应着重解决的一些主要矛盾与问题,特别是不良地质地段的四项配套技术,即综合超前地质预报、CRD开挖工法、止水注浆措施、监控量测,以及安全控制措施等是保证海底隧道快速施工的关键.     

双侧壁工法在海底隧道陆域浅埋段及海底风化槽中的应用

本文依托厦门东通道(翔安隧道)工程,介绍双侧壁工法在海底隧道陆域浅埋段及海底风化槽地质情况下的具体应用,对类似地质条件的施工及管理具有指导意义。     

大断面海底隧道二次衬砌结构安全性评价

正在修建的厦门东通道(翔安)海底隧道是我国大陆地区第一条海底公路隧道,主隧道开挖断面达170 m~2,隧道采用钻爆法施工.在海底段穿越了几条破碎带或风化囊槽,最大水深25.7 m,风化囊槽段围岩渗透性好,水压大,隧道拱顶最大静水压力0.68 MPa,为了保证二次衬砌安全,对其进行了现场应力监测。文章通过对现场大量实测数据总结分析,研究了大断面海底隧道二次衬砌的受力特点,为相似条件下海底隧道二次衬砌的设计和施工提供了参考。     

矿山法隧道初期支护结构变形控制研究

矿山法隧道初期支护结构变形是一个普遍存在、危害性较大但又不易控制的工程难题.文章结合施工、监测或监理的典型工程案例,分析了初期支护结构变形的原因,探讨了变形控制措施,阐述了初期支护结构变形控制的要点是:地质是基础、设计是关键、监测是重点、施工是保证,其研究成果对类似工程有一定借鉴和指导意义.     

小间距大跨隧道施工引起地层变形规律及支护结构受力特征研究

小间距隧道施工引起的地层变形与两隧道间净距有很大关系,净距很小时,不能简单看作两个独立隧道施工引起地层变形的叠加.基于厦门机场路隧道小间距段为工程背景,采用有限差分程序(FLAC30)模拟分析了隧道间净距对地层变形和支护结构受力的影响,并通过实测数据分析了隧道开挖引起地层变形的横向影响范围,对工程的后续施工提供了指导,为大跨度小间距隧道的开发和施工设计提供了较确切的参考数据和理论依据.     

古濑隧道施工由CD工法变为三台阶法初期支护稳定性分析

本文以新建莆永高速公路古濑隧道工程施工为背景.对CD工法和三台阶工法下的初期支护结构内力及变形进行了有限元数值计算分析.分析结果认为:在特定隧道围岩条件下,初期支护结构所受内力在小于初期支护设计屈服强度条件下,施工方法将CD工法改为三台阶工法是可行的.     

苏家湾隧道初期支护变形侵限处理措施及施工工艺的研究

文章针对苏家湾隧道发生的初期支护变形侵限的病害,通过对隧道洞身地质条件的分析,并利用有限元软件MIDAS-GTS对隧道初期支护结构及二次衬砌进行了验算,确定出控制隧道初期支护变形的支护参数;并提出施工前加强对隧道中线顶部地表的地形地貌调查,完善排水系统、隧道内加强支护系统、适当加大预留变形量,并加强监控量测等施工工艺和处理措施。     

某大断面双线隧道围岩量测分析研究

围岩量测的目的旨在收集可反映施工过程中围岩动态的信息,据此判定隧道围岩的稳定状态,以及所定支护结构参数和施工的合理性。文章通过对某特长大断面双线隧道的拱顶下沉、水平收敛等监测数据的收集整理,并利用图表进行分析研究。结果表明:隧道开挖后围岩的变形具有时间相关性和空间相关性。基本变形规律为急剧变形—缓慢增长—基本稳定三个阶段,并且具有变形较均匀、收敛速度快、变形小、拱顶下沉较水平收敛变形大的特征,这是地质条件、施工技术、周围环境综合作用的结果。监控量测结果表明,隧道围岩自稳能力和支护结构较强。围岩变形分析动态反馈于施工中,取得了令人满意的结果。     

翔安海底隧道建设运营科研成果国际领先

针对国内第一座钻爆施工的海底隧道工程的特大风险和关键技术难题,交通运输部科技司联合我厅组织项目业主集中国内实力雄厚的科研院校和设计等20家单位优势力量开展《厦门翔安海底隧道(东通道)建设与运营成套技术》行业联合科技攻关.     

山岭隧道膨胀压力解析解基本问题研究

膨胀性围岩具有吸水膨胀的特性,不仅使隧道支护结构的受力和变形显著表现在施工阶段,其"后荷效应"还长期呈现在运营阶段,从而有别于一般的隧道。文章采用弹性力学原理,研究推导了隧道围岩在不同膨胀条件下,隧道支护结构所受压力及变形的解析解;从理论上,分析判明了在随围岩膨胀率变化、结构支护刚度变化和围岩膨胀压力变化的情况下,隧道支护结构受力与变形关系及分布规律;结合工程实例,采用有限元方法进行了验证。计算结果表明该解析解具有一定的可靠性,能为该类隧道的设计和施工提供依据,对建成后的结构长期安全性评价,也有重要意义。     

木寨岭隧道大变形控制技术

对于隧道大变形控制,需综合考虑加固围岩、大刚度支护、适度应力释放、合理工法以及强化建设管理等手段,多措并举。文章以木寨岭特长隧道施工大变形控制为工程实例,总结和分析斜井及正洞施工中不同程度的大变形段落支护结构调整及变形控制理念。结果表明:(1)对于一般大变形段,适当提高隧道支护结构强度和刚度即可有效抑制变形和支护破坏;(2)对于中等大变形段,可进一步提高支护结构强度和刚度,或者辅以径向注浆、加长加密锚杆、局部增设套拱等措施,变形也能得到基本控制;(3)对于严重—极严重变形段,必须采取超前应力释放、长短锚固体系加固围岩、分层施作大刚度支护等综合措施才能有效控制变形,保证施工及结构长期安全稳定。     

厦门翔安海底隧道富水砂层段超前支护的探讨

厦门海底隧道翔安端401m透水砂层侵入隧道轮廓线内,富水砂层段隧道开挖施工一旦发生突水涌砂将对整个工程产生灾难性的后果。本文结合已成功运用并取得良好效果的TSS小导管在浅埋大跨度隧道预注浆加固及施工布置要点,对今后类似软弱围岩地质条件下的地下工程施工有很好的借鉴作用。     

乌鞘岭特长隧道F7断层软岩大变形规律与控制技术

乌鞘岭特长隧道F7断层软岩大变形是影响隧道正常、安全施工的最主要因素,认识并掌握F7断层V～Ⅵ级围岩的变形规律,选择科学合理的开挖方法、施工工序和支护方式,控制围岩的大变形,实现软岩大变形条件下的安全、快速施工,是目前亟待解决的关键问题.文章通过理论计算分析、数值模拟与现场量测相结合的手段,分析了F7断层软岩的特性和变形规律以及围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间的接触压力的大小与分布等情况,提出了控制大变形的技术措施.现场的实际应用结果表明,围岩变形得到初步控制,隧道施工安全得以保证.     

乌鞘岭特长隧道F7断层软岩大变形规律与控制技术

乌鞘岭特长隧道F7断层软岩大变形是影响隧道正常、安全施工的最主要因素,认识并掌握F7断层V～Ⅵ级围岩的变形规律,选择科学合理的开挖方法、施工工序和支护方式,控制围岩的大变形,实现软岩大变形条件下的安全、快速施工,是目前亟待解决的关键问题.文章通过理论计算分析、数值模拟与现场量测相结合的手段,分析了F7断层软岩的特性和变形规律以及围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间的接触压力的大小与分布等情况,提出了控制大变形的技术措施.现场的实际应用结果表明,围岩变形得到初步控制,隧道施工安全得以保证.