胡麻岭隧道第三系富水低渗透性粉细砂地层施工方法和工程措施探讨

兰渝铁路胡麻岭隧道富水粉细砂地层施工难度大,安全风险高,被国内外专家、学者确定为国内罕见的世界性难题.为解决该地层施工中存在的问题,保证施工质量和施工安全,在选择施工方法、工程措施之前,首先对三种(矿山法、新奥法、新意法)建造理念进行了分析研究,并通过大量的现场试验和方案比选,最终选取了符合该地层的综合性的施工方法和工程措施,取得了较好的效果.     

洞桩法地下基坑时空效应分析与施工技术研究

文章针对地铁车站施工中洞桩法地下基坑不同于明挖基坑的特点,结合工程实例,对洞桩法地下基坑施工时空效应进行了分析;提出了适合洞内土方开挖与钢支撑施工的技术措施;并根据监测结果,进一步对洞桩法地下基坑受力状态进行了分析研究,提出了采用时空效应原理进行地下基坑施工的方法.     

山岭隧道开挖施工方案比选研究

文章采用有限元软件MIDAS/GTS分别建立山岭隧道全断面法和三台阶法两种施工模型,通过设置监测点,重点分析了两种施工方法的位移、最大主应力变化规律,并对比分析了两种方法施作后的围岩塑性区大小和位置。结果表明:相对于全断面法施工,采用三台阶法施工时隧道拱顶、仰拱以及侧墙和拱脚变形值分别减小了37.0%、48.5%、17.4%和15.8%,在结构设计中应该考虑加强仰拱处的结构强度设计以增加仰拱处围岩稳定性;全断面法施工对拱脚影响较大,三台阶法施工对仰拱和拱脚影响均较大,设计和施工时应该对上述点进行重点关注,必要时采取加固措施;运用全断面施工方法时塑性区主要出现在两侧拱脚位置,而运用三台阶施工方法时塑性区主要出现在两侧拱脚位置以及侧墙和拱脚之间的拱腰位置,且前者塑性区面积要大于后者;综合分析围岩位移、最大主应力以及塑性区大小等方面可知,采用三台阶施工方法更为优越。     

北京地铁五号线天坛东门站施工监测技术及受力特性研究

通过对天坛东门站施工过程中围岩变形、压力和结构内力进行系统监测,对中洞法施工过程中的围岩及车站结构的受力特点进行了分析;提出了一套适合大跨度浅埋车站的施工监控技术,在天坛东门站的复杂施工过程中得到了成功应用。文章对中洞法施工方案的合理性及施工中的安全性进行了论证,并为中洞法施工总结出了可供推广的经验。     

两水隧道软岩铣挖法施工技术

铣挖法是适合软岩隧道施工工艺的一种开挖方法.文章以两水软岩隧道为例,介绍了铣挖机工艺特点、采用铣挖机的隧道施工方案,从施工安全、施工质量、施工进度等方面进行了钻爆法和铣挖法的分析对比.实践结果表明,铣挖法与预裂爆破相结合是比较安全、经济的施工方法.     

石板尾隧道施工过程的动态仿真数值模拟研究

文章针对石板尾隧道浅埋偏压段台阶分部法施工的特点，采用有限元方法对隧道某一断面动态开挖过程进行数值模拟分析，以配合和指导隧道新奥法施工。通过将数值模拟结果与实测结果进行比较，验证了该数值模拟方法是切实可行的，可供隧道新奥法施工借鉴。     

客运专线超大断面隧道施工过程三维力学分析

客运专线上的隧道开挖断面积在150m2以上,必须选择合适的施工方法才能满足建设需要.对此,文章以Ⅳ级围岩为研究对象,根据隧道埋深的不同,对深埋情况下的台阶法和环形开挖留核心土法、浅埋情况下的CD法和CRD法等开挖方法进行了三维数值模拟;通过对超大断面隧道基本受力规律的分析比较,给出了适合于超大断面隧道的安全、经济、有效的施工方法.     

钻爆法和TBM两种不同施工方法下深埋高外水压力隧洞的破坏特点及其力学机制分析

钻爆法和TBM法是地下工程掘进的两种主要方法,其对围岩扰动程度、加固措施有显著影响。文章以四条平行分布且分别采用TBM法和钻爆法掘进的大型隧洞为研究对象,进行同一地质条件下不同开挖方法对围岩破坏的影响研究。通过大量地质资料的统计处理、力学分析,总结了围岩的破坏方式,并归纳对比两种不同施工方法对围岩影响的共性特征,包括破坏部位相同、破坏面积相近、破坏坑深相近。另外,对比了两种方法对围岩影响的差异性,包括TBM施工时二次破坏范围比钻爆法的二次破坏范围大,并且易于产生岩爆和应力型破坏,但钻爆法施工时岩体易发生结构面型破坏。在此基础上,分析了各种破坏现象的力学机制,研究成果可为同类工程的施工和加固提供参考。     

软土地层暗挖轨道交通地下车站方案分析

城市中心区域的轨道交通地下车站建设往往需要对管线和交通进行改迁,对地面交通影响较大。相比其他暗挖施工方法,顶管法具有顶管管节整体性好,适合大直径、小净距施工要求等特点。结合上海轨道交通14号线静安寺站工程,介绍和分析了顶管法施工方案的实施步骤。可供类似工程参考和借鉴。     

连拱公路隧道施工方法模型试验研究

文章通过相似模型试验,对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下采用三导洞法、中导洞半断面法和中导洞全断面法修建4车道双连拱公路隧道进行了研究.通过对试验结果的研究分析,提出了在不同级别围岩条件下4车道双连拱公路隧道安全、经济、合理的施工方法,可为连拱隧道的设计和施工提供参考.     

泥质软岩地层洞室变形分析及对策

文章以兰渝铁路胡家湾隧道进口和东扎沟隧道进口施工为例,阐述在如泥岩、页岩等软岩地层洞室开挖时出现的围岩变形特点;从地质、施工等方面分析其变形原因;并从施工时机、施工方法等施工角度分析,制定控制变形的应对措施。以期在类似地层洞室施工时,在控制围岩变形中起到一定的指导、借鉴作用,并确保工程质量及安全。     

基于工期目标的单跨四车道市政隧道施工优化研究

贵阳南垭路三号隧道为两座分离式的单跨四车道市政隧道,最大开挖跨度21.878 m,最大开挖面积为245.7 m^2,处于喀斯特地貌区,地下岩溶和岩石节理裂隙发育,围岩破碎且施工工期紧。基于以上施工背景,文章开展基于工期目标的软弱破碎围岩单跨四车道市政隧道施工优化研究。首先利用强度折减法对裸洞围岩稳定性进行定量评价,发现Ⅳ级围岩裸洞具有自稳条件,Ⅴ级围岩裸洞则不满足安全系数要求;在此基础上结合不同工法的施工模拟和工期推演,对施工方案进行优化,最终确定了南垭路三号隧道在Ⅳ级围岩地段采用三台阶五步法施工,Ⅴ级围岩地段采用双侧壁导坑法施工的方案;最后对洞身Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段工法转换进行优化,将施工工期提前了9个月,创造了显著的经济和社会效益,研究成果可为今后类似工程的修建提供借鉴。     

连拱加小净距隧道穿越公墓区的设计分析

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,对隧道设计和施工要求很高.因此,设计中采取了以下措施:根据工程类比,初步确定隧道的支护参数;建立有限元计算模型,对隧道进行受力分析,并结合现场监控量测数据对支护参数进行调整;建立适合于复合式中墙连拱隧道的荷载结构法计算模型,对二次衬砌进行配筋计算;对传统的隧道防排水体系进行适当改进,采取"以防为主、限量排放"的原则;确定地表震动安全允许速度,并据此计算确定隧道爆破施工和机械开挖的埋深分界点.通过这些措施确保隧道安全通过公墓区.     

山城-书洋公路甘芳隧道的开挖技术

文章以福建省南靖县山梅公路甘芳隧道工程为例,介绍了甘芳隧道在各种围岩级别条件下洞身开挖的主要方法及隧道的爆破设计与施工、钻爆参数的选择以及爆破效果等技术,为类似隧道施工提供参考。     

非对称小净距隧道施工力学特性研究及方案优化

非对称小净距隧道合理的开挖顺序对隧道围岩稳定和支护措施优化有很大的影响。文章结合净距2.0 m非对称公路隧道工程实践,通过二维弹塑性有限元数值仿真模拟,研究分析了隧道开挖顺序对支护力学行为特性及围岩稳定性的影响,得出了先开挖较小断面隧道优于先开挖较大断面隧道的结论,为非对称小净距隧道优化设计和施工提供了科学依据。     

悬臂掘进机在复杂断面地铁隧道中的应用研究

悬臂掘进机是应用于煤矿煤巷掘进的综合机械化掘进设备,将其应用于复杂断面的地铁隧道之中,其适用性与围岩的力学特性和施工工法有直接关系.工程实践研究表明,悬臂掘进机适用于无临时仰拱的台阶法开挖,影响悬臂掘进机掘进效率的围岩力学特性指标主要有:岩石的单轴抗压强度和围岩的裂隙间距,按照这2个指标可将悬臂掘进机的适用性分为3级;掘进过程中所产生的粉尘可通过改变通风方式来解决.除此之外,影响悬臂掘进机掘进效率的因素还有:初期支护方式和出碴运输方式,高强树脂锚固锚杆支护系统和连续运输出碴系统是否与悬臂掘进机较好的匹配.通过对悬臂掘进机在实际工程中应用情况的分析,探索了在复杂断面地铁隧道之中应用悬臂掘进机的适用性和影响悬臂掘进机掘进效率的因素以及存在的问题,且在实际工程中得到了验证.     

General Construction Technology Scheme of Tianshan Shengli Tunnel on Urumqi-Yuli Expressway北大核心CSCD

With a total length of about 22 km, Tianshan Shengli Tunnel on Urumqi-Yuli Expressway is currently the longest expressway tunnel under construction in the world. It adopts the construction scheme of "3 tunnels (2 D& B main tunnels and 1 TBM-driven middle pilot tunnel) + 4 shafts", which is characterized by great construction difficulty and high technical standard requirements. The tunnel construction is faced with technical challenges such as TBM passing through large fault fracture zones, long-distance construction ventilation in three tunnels, deep and large shaft construction and logistics organization in two-main tunnel construction assisted by middle pilot tunnel. In the parallel three-tunnel method design of Tianshan Shengli Tunnel, the TBM-driven middle pilot tunnel can not only play the role of advanced pilot tunnel, but also assist the construction of the two main tunnels and speed up the construction progress. For the middle pilot tunnel, the TBM excavation diameter is 8.4 m, and the initial support is designed as 100% force-bearing capacity in construction period, which can meet the requirements for two-way material transportation, ventilation and belt mucking in the pilot tunnel. Vault suspension scheme is adopted for the continuous belt conveyor, which can reduce the impact on the material flow organization in the cross passages. Multifunctional service vehicles (MSVs) independently developed by CCCC Group are used for the transportation of TBM materials and prefabricated inverted arch blocks, which can realize double-headed driving. TBM will pass through two large fault fracture zones F6 and F7. According to the stability of the surrounding rock at the tunnel face, the targeted treatment measures would be adopted. If necessary, the scheme of "steel segment + extruded concrete" shall be used for the initial support. In case of serious machine jamming or rock collapse, the heading expansion excavation method or bypass heading method shall be used. Tianshan Shengli Tunnel adopts phased forced ventilation option, and the ventilation mode is designed in stages with the change of tunnel construction stage. The fans and air pipes used are imported ones, and a ventilation management team is set up to strengthen ventilation management and ensure ventilation quality. Highly mechanized construction is used for the two D& B main tunnels, the application of equipment such as three-arm rock drilling jumbo and wet shotcrete machine is promoted, so as to reduce the number of workers and labor intensity, and improve work efficiency. The deep shafts of Tianshan Shengli Tunnel are constructed by short-section excavation and lining mixed operation method, and the initial support is lined by formwork pouring concrete, so as to realize safe and rapid excavation. According to the research results, the construction technology scheme for Tianshan Shengli Tunnel can meet the needs of tunnel construction. The research results can be directly used to guide the construction of Tianshan Shengli Tunnel, and provide reference for the construction of extra long highway tunnels in high-altitude areas. © 2022, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

铁路隧道钻爆法机械化修建设计关键技术北大核心CSCD

隧道钻爆法机械化修建方法是以全工序高效率大型机械配套为基础,用以解决复杂山区长大山岭隧道安全、优质、高效及经济等施工问题的一种技术方法。文章从隧道设计角度论述了钻爆法机械化修建面临的掌子面安全控制与洞身段变形控制两大关键挑战,并总结了以机械化全断面全地质型施工技术、掌子面稳定性评价方法、掌子面超前主动支护技术、掌子面超前支护“定量化”精准设计技术、低预应力锚杆主动支护技术、早高强喷混凝土主动支护技术、初期支护快速成环封闭技术、围岩形变压力计算方法等为核心的隧道钻爆法机械化修建设计关键技术,为推广应用隧道钻爆法机械化修建方法提供技术支撑。     

高地应力软岩条件下挤压变形预测及应用

近年来,穿越高地应力区且工程地质环境恶劣的软弱围岩长大隧道工程不断涌现,其不同程度围岩大变形问题给施工设计造成了很大困难。从研究软弱围岩隧道大变形分类、挤压变形分级出发,利用现场试验对隧道岩体强度进行估算,并采用Hoek方法对挤压变形进行判定及量值估算,其研究成果应用于正在修建的兰渝线木寨岭隧道斜井工程中加以验正,结果与现场实测数据规律基本一致。