大跨度浅埋暗挖隧道安全评估及施工力学分析

针对武汉市地铁5号线终点武汉火车站后折返线区间大跨度浅埋暗挖隧道工程,采用数值模拟方法对隧道结构进行安全评估及开挖施工力学分析。研究结果及现场施工实践表明,设计采用的双侧壁导坑工法、衬砌支护参数及辅助措施可有效满足隧道结构受力、控制地层变形等要求。     

软土地层大断面矩形隧道结构施工力学行为监测与分析

为确保软土地层大断面矩形下穿隧道施工时的安全,以昆明轨道交通3号线区间浅埋暗挖隧道为依托,采用中导洞法,将全断面分成6个导洞按照先中间后两侧、先上面后下面的顺序施工,并采用现场监测和理论分析的方法对隧道支护结构受力进行全过程监控与分析。监测分析结果表明:在矩形隧道顶部与侧面设置超长大管棚条件下,隧道初期支护内力变化较小,因受不同导洞开挖扰动影响,隧道结构底部出现受拉现象,导洞(2)(中下导洞)、导洞(4)(左下导洞)和导洞(5)(右上导洞)对整体结构安全起决定性作用,需要重点监控;最大围岩接触应力出现在导洞(4)(左下导洞)底部,隧道4个角的围岩应力明显大于其他部位,需要加强隧道底部基础注浆,以提高地基承载力;临时支护应力受不同导洞开挖影响出现明显的波动,很好地反映各导洞施工过程中围岩应力释放的特征。     

暗挖大断面隧道临时支撑拆除及衬砌施工方法

由于深圳地铁8号线一期工程的深外高中站采用明、暗挖结合的方式施工,其中暗挖大断面隧道采用双侧壁导坑法进行开挖支护,但是在施作仰拱和二衬时,拆除临时支撑的工序繁杂,体系频繁转换,使结构受力复杂多变,且施工效率极低,因此在保证施工质量和安全的前提下,优化临时支撑的拆除顺序及衬砌施工方法,形成了一套暗挖大断面隧道临时支撑拆除及衬砌施工工艺。     

大跨隧道临时支护拆除及二次衬砌施工数值模拟分析

对广州地铁区庄站浅埋暗挖大跨隧道采用荷载结构法,运用大型通用有限元分析软件ANSYS模拟隧道拆除支撑及2次衬砌施工的动态力学过程,分析研究施工过程各施工步序2次衬砌和初期支护内力、位移变化规律及隧道各施工阶段的施工安全状态,为该隧道设计施工提供科学依据。     

公路隧道浅埋暗挖富水段施工分析

为解决浅埋暗挖富水段隧道施工技术难题,结合公路隧道浅埋暗挖富水段实体工程,采用数值模拟和现场实测的方法,考虑地下水的影响,进行大量计算和分析,提出了浅埋暗挖富水段隧道施工方法,并进行了验证。结果表明,该方法是合理的,为同类工程提供了技术借鉴。     

山岭隧道浅埋段盖挖支护设计方法研究

山岭隧道的进出口或穿越峡谷地区常存在浅埋段，如何在保证安全的前提下经济、高效地完成隧道开挖支护施工成为工程建设的关键问题，兼具明挖与暗挖优点的盖挖法已初步应用于山岭隧道浅埋段，但其支护设计方法尚需完善。为此，基于山岭隧道浅埋段盖挖施工特点及其盖拱几何模型，首先提出盖拱承载受力简化分析模型；其次，采用结构力学方法建立出盖拱支护结构内力简化计算方法，获得盖拱安全厚度确定方法，并考虑盖拱与拱脚过渡段的平滑缓和作用，构建出拱脚扩大基础的承载力与稳定性分析方法；然后，采用所建立的盖挖支护设计方法探讨隧道埋深、盖拱矢高、圆心角、半径与拱脚宽度等因素对盖拱支护结构承载特性的影响规律，提出了山岭隧道浅埋段盖挖优化设计原则；最后，采用所建立的盖挖支护设计方法对工程实例进行分析，验证了工程实例典型断面盖拱设计参数的合理性，同时探讨了山岭隧道浅埋段盖挖支护设计方法及其优化设计原则的合理性。研究结果表明：浅埋段盖拱宜与隧道支护结构完全接触，盖拱设计厚度不宜大于0.6 m、内侧圆心角不宜小于120°；盖拱与拱脚应设置平滑缓和的过渡段，提高拱脚地基承载力能有效减小拱脚扩大基础的宽度；隧道初衬钢拱架浇筑于盖拱内不仅能保证盖挖时隧道初期支护封闭成环，还能提高盖拱稳定性；地基注浆加固锚杆不仅能提高地基承载力，还能增强拱脚基础的水平抗滑移稳定性。     

周岙底下穿通道建设方案的比选

对周岙底下穿通道的建设方案进行了介绍，重点对分离立交桥和浅埋暗挖隧道两种设计方案进行了分析、比选，综合考虑实施的技术难度、施工工期、对主体工程的影响、工程造价和金丽温高速安全通行等因素，推荐采用浅埋暗挖的隧道方案。     

淤泥地层暗挖矩形隧道密贴雨水箱涵施工关键技术

为解决富水淤泥质地层和粉质黏土层中大跨径矩形暗挖隧道密贴下穿雨水箱涵施工难题,提出采用水平旋喷桩和全断面帷幕注浆结合的技术加固隧道及周边土层,以提高地层刚度。隧道采用分步开挖法,分上下、左中右6步开挖,超前支护采用小导管注浆方案,并分段进行临时支撑拆除和二次衬砌施工,施工过程中对隧道和箱涵变形进行监测。结果表明: 通过水平旋喷桩和全断面帷幕注浆加固改良土体,施工过程中的箱涵变形在可控范围内,且整个施工过程中隧道初期支护结构变形较小（6.8 mm）,说明施工采用的超前加固和开挖支护措施是安全可靠的,可以有效降低类似地质条件下暗挖隧道的施工风险,对类似工程有一定的借鉴意义。     

软土深基坑围护结构支护参数优化分析

基于隧道浅埋暗挖段软土深基坑围护结构特征,提出深基坑开挖支护优化方案,进行数值模拟,对比分析基坑支护优化前后钢支撑轴力和桩身侧向变形,结果表明优化方案切实可行。     

浅埋段软岩隧道施工工法优化模拟应用分析

隧道洞口浅埋段施工易受地表水及不良地质条件影响,隧道大变形或掌子面溜塌事故频发,施工安全风险极高。为解决洞口浅埋段软岩隧道变形控制难题,建立三维数值模型,对不同施工工法的围岩变形及其优缺点进行对比分析,确定采用三台阶临时仰拱法,并通过现场应用验证了优化工法的可行性。结果表明:该工法可在中、下台阶增设临时仰拱,隧道初期支护及时封闭成环,支护结构受力得到改善,对变形控制效果较好。虽相比CRD法在控制隧道变形方面略有不足,但综合各方面因素,优先考虑选择该工法,并采取了分阶段支护参数加强措施。经现场施工实践验证,采用该工法配合分阶段补强支护措施,初期支护变形增长速率很快减小并趋于稳定,可有效控制隧道初支大变形,保证施工安全和进度。     

祁连山地区冻融期间浅埋段隧道施工技术研究

兰新铁路第二双线LXS-8标隧道位于祁连山地区，在冻融期间浅埋段施工过程中，隧道多次出现坍塌或大变形现象。为确保该地区隧道施工安全，完成施工生产任务，采取了修建隧道洞顶排水沟、优化开挖方法、缩短作业循环时间、加强监控量测等措施，使冻融期间浅埋段隧道易坍塌、变形现象得到控制，确保了冻融期间浅埋段隧道施工安全，按期完成了隧道施工任务。     

特大跨度四线深埋隧道施工工法研究——以乌蒙山2号出口车站隧道为例

针对特大跨度四线铁路隧道,其开挖面积相当于6倍普通单线铁路隧道,开挖成洞难度大,尚无成功先例。以六（盘水）沾（益）铁路乌蒙山2号出口四线车站隧道工程为背景,通过数值模拟和现场监测,开展特大跨度隧道施工工法研究。研究结果表明： 1）通过“撑索转换”,即利用“外锚”替换“内撑”,实现拱部临时支撑的安全拆除,降低拱部支护体系转换过程中的施工风险,并且突破传统软岩隧道施工中拆撑步长、跳拆等限制,提高了拆撑安全性及灵活性,同时为后续施工提供了较大的工作面。2）通过“以索代撑”,即利用锚索取代临时横撑,避免临时撗撑拆除风险,使得开挖更加灵活。3）采用三台阶“撑索转换”及“以索代撑”施工工法,实现了特大跨度隧道台阶法施工。     

浏阳河浅埋大跨度隧道临时支护安全性分析

针对目前国内采用CRD法修建隧道施工过程中对临时中隔壁的安全性研究很少,结合武广客运专线浏阳河浅埋大跨度隧道对中隔壁采用现场监测和数值模拟两种手段进行了对比分析,两种方法所得结果吻合良好。结果表明,在CRD1,CRD3部超前的情况下,中隔壁上部的水平位移明显大于下部,但结构安全系数能够满足施工要求。     

超浅埋暗挖隧道下穿高速公路的施工技术

洛阳新区排水东干渠隧道跨度大、埋深浅、地层软弱,施工中采用大管棚超前支护、CRD法开挖,辅以监控量测和信息反馈等施工手段,在控制施工沉降和确保施工安全方面取得了较好的效果,为以后的类似工程提供了依据和借鉴。     

基于应力比的偏压隧道施工工法及顺序研究

浅埋偏压隧道施工工法及开挖顺序的合理选择，直接影响隧道周边围岩及支护结构的安全性。以回头沟隧道浅埋偏压段右幅进口段为工程依托，运用MIDAS/GTS软件进行二维数值模拟，通过对台阶法、单侧壁导坑法、环形开挖留核心土法、CRD法等不同施工工法下控制点Von Mises应力比的对比分析，及单侧壁导坑法、CRD法等不同工法在不同开挖顺序下控制点Von Mises应力比的对比分析，研究Von Mises应力比是否可以作为比选施工工法和开挖顺序的指标。     

基坑开挖施工对超近距离下卧既有盾构隧道的保护技术研究

为确保超近距离下卧既有盾构隧道的安全,以实际工程为背景,采用结构分析、理论计算和监控量测等方法,针对基坑开挖施工对下卧既有盾构隧道的保护技术进行了研究,主要包括:1)结合上部基坑开挖施工工况,利用计算软件分析不采取措施时下卧隧道的内力转换及变形,发现随着基坑开挖施工,管片结构内力虽先增大后减小,但增大的幅度有限,对安全不起控制作用,下卧隧道的安全主要受变形控制;2)为有效抑制基坑开挖施工引起的超近距离下卧既有盾构隧道的变形,分别研究隧道内设置抗浮锚杆、隧道侧设置隔离桩、隧道内增设临时支撑及配重等技术措施对抑制隧道变形的作用,发现隔离桩+临时支撑+配重措施效果最好,隔离桩措施次之,抗浮锚杆措施效果最差;3)根据研究成果,提出下卧隧道保护设计方案,并应用于工程实际,以期能为类似工程提供参考。     

隧道下穿超浅埋国道的爆破减振技术

隧道下穿交通量大、超浅埋的国道公路时,为了能安全穿越,确保行车畅通,围岩开挖采用了拱上部周边打空炮眼减振、开挖面增打减振孔、炮孔复合装药、预留光爆层等综合减振措施的爆破技术。经现场爆破监测,爆破振动波速基本控制在20mm/s之内,降低了爆破的振波,有效地控制了公路地表下沉,确保了公路运营的安全。     

浅覆新黄土隧道微台阶法修建技术

浅覆新黄土隧道洞口地段一般采用CD法、CRD法等分部开挖法施工,存在临时支护拆除量大、大型施工机械设备不便开展作业、施工工效较低等问题。依托蒙华铁路黄土隧道工程,提出以微台阶开挖、湿喷机械手快速支护、仰拱快速封闭成环为核心的快挖快支快成环微台阶法修建技术,并以蒙华铁路张裕2#隧道为例,采用数值模拟方法对采用微台阶法时隧道初期支护变形、围岩塑性区、初期支护结构内力及安全系数等进行分析,验证该方法的合理性。对蒙华铁路全线新黄土隧道施工的监控量测数据、资源投入和施工进度等进行分析,结果表明:大跨度浅覆新黄土隧道采用微台阶法施工,初期支护变形收敛小,便于大型机械作业,综合施工进度达到45~67.5 m/月,能极大地提高施工工效,节约工程造价。