隧道初期支护侵限段结构安全分析及处理措施研究

针对豫西山区洛栾高速公路某隧道施工过程中发生的初期支护变形侵限问题,分析了初期支护变形情况和发生原因。采用有限元方法分析了不同工况下衬砌结构的安全性,得出原设计参数不能完全满足现状围岩特性的结果,同时取得了现状工况下合理的支护结构设计参数。结合工程实际提出了洞外洞内相结合的处理方案,并给出了具体的侵限处理措施和施工步序。工程实践表明,支护参数安全可靠,处理措施合理可行。     

一种无中导洞连拱隧道衬砌开裂原因分析及结构优化

为解决传统连拱隧道中导洞法施工工序繁琐、结构受力转换复杂等问题,云南某隧道采用了一种无中导洞连拱隧道,其后行洞钢拱架焊接于先行洞钢拱架,使初期支护相互搭接形成了连拱隧道中墙,从而避免了中导洞开挖,但在隧道施工中,先行洞二次衬砌左侧起拱线至左拱腰出现了大量纵向与斜向裂缝。结合隧道实际地质和施工状况,运用Flac3d建立了地层-隧道结构数值模型,研究分析了初期支护各自独立封闭成环和初期支护搭接处界面特性对无中导洞连拱隧道衬砌开裂的影响。结果表明:后行洞初期支护独立闭合成环时,即使初支结构之间产生了一定的滑移,隧道衬砌结构仍处于安全状态;后行洞初期支护未独立闭合成环时,搭接处会产生较大的相对滑移,初期支护承载力不能充分发挥,难以有效控制围岩变形和塑性区发展,先行洞二次衬砌承受了较大的围岩荷载,其左拱腰内侧边缘拉应力远超过了衬砌混凝土的抗拉强度,由此造成了左拱腰处衬砌开裂。因此,为避免无中导洞连拱隧道衬砌出现裂缝,建议在设计中应使连拱隧道初期支护各自独立闭合成环,合理加强中墙位置初期支护结构,施工中对关键施工环节、关键受力部位采取有效控制措施,保证支护结构的整体承载力。     

杜夜隧道含硫岩层施工及有害物质处理技术

在吉怀（吉首—怀化）高速公路杜夜隧道中导洞施工中发现隧道弃渣中含有有害物质和气体,对砼具有中等或微腐蚀性,需对隧道结构初期支护和二次衬砌采取一定防腐、加强处理措施,同时对洞外弃渣作专项处理。文中介绍了该工程含硫岩层施工及有害物质处理方案。     

矿山法隧道拱部装配式衬砌结构设计研究

为解决矿山法铁路隧道施工拱部常出现的衬砌背后脱空、二次衬砌厚度及强度不足等质量缺陷问题，提出矿山法隧道拱部采用装配式预制管片结构的新思路，并基于时速350 km双线铁路隧道，采用数值计算分析研究拱部装配式衬砌结构的系列设计参数。主要研究结论有： 1）提出拱部装配式衬砌环向不分块的整体预制形式，综合考虑理论计算结果、行车安全分析、机械设备运输及拼装能力、拱部衬砌承载能力等，确定拱部管片环向弦长8.6 m、纵向幅宽2 m、衬砌厚度50 cm的结构尺寸及配筋设计参数； 2）提出拱部预制管片之间环缝采用螺栓连接、拱部预制管片与现浇边墙采用“L”型榫接头的接头形式及其设计参数； 3）为保证拱部管片的顺利安装，“L”型榫接头应考虑一定的施工误差，同时拱部预制管片与初期支护间应预留安装空间，后期通过管片背后纵向注浆填充密实。隧道拱部装配式衬砌技术成功应用于重庆胡家沟隧道，总体实施效果较好。     

广州地铁广佛线盾构隧道穿越桥梁桩基施工技术

如何在地铁盾构法隧道穿越既有桥梁桩基时,既能确保工程自身结构安全,又能保证桥梁结构的安全及功能的正常发挥,是一个必须要认真面对的课题。结合广州地铁广佛线沙涌站至沙园站盾构区间隧道下穿沙涌桥桩基的具体情况,重点介绍通过采取在洞内对桩底预留基岩的处理、桥桩与二次衬砌的连接及截桩等施工方法及技术措施,成功地将隧道二次衬砌转化为桥桩的环形托换梁,完成洞内桩基处理以及盾构空推通过的技术要点。对监测数据的对比、分析说明了该方法的可行性及合理性,为盾构下穿既有桥梁桩基的施工提供参考与借鉴。     

新型装配式衬砌技术在地铁隧道的应用研究

为研究新型装配式衬砌技术及其配套施工设备的应用，基于北京地铁6号线西延07标工程，对装配式管片拼装设备的组成、功能进行简述，介绍新型装配式衬砌技术在项目的应用情况，对新型装配式衬砌施工技术及其配套设备的特点进行总结。研究结果表明： 1）采用装配式管片拼装设备，可保证隧道施工质量； 2）采用装配式管片拼装设备，在大幅度提高施工进度的同时，施工人员可减少2/3以上； 3）装配式管片拼装设备可实现小竖井始发，显著提高隧道施工的机械化及自动化水平； 4）新型装配式衬砌技术有待进一步提高并推广应用。     

地铁区间盾构隧道管片衬砌设计分块的探讨

针对目前我国地铁区间盾构单线隧道（外径为6.0m左右,采用钢筋混凝土平板型管片衬砌）,就一环管片的分块数进行了研究。设计了三种不同分块形式的管片衬砌,采用梁-弹簧模型对不同拼装方式下的管片衬砌结构进行了力学分析,得出了综合考虑设计、施工和造价等各因素时,宜将一环管片衬砌分成6块,这一成果将对工程设计提供有价值的参考。     

丽香铁路黄山哨隧道下穿岩堆段设计施工关键技术

以下穿岩堆段的丽香铁路黄山哨隧道为工程依托，对岩堆段地表开裂及洞内初期支护边墙严重变形的问题进行研究。地表埋设6根测斜管监测地表位移情况，洞内布置3个断面进行围岩压力、钢架内力、二次衬砌内力、初期支护与二次衬砌间的接触压力、锚杆轴力量测。在分析现场岩堆段洞内外受力机制及原因的基础上，根据数值计算结果优化二次衬砌断面型式及进一步加大二次衬砌厚度及配筋。采取以下措施控制隧道岩堆段变形： 1）地表岩堆土石接触面开裂处增设截排水措施； 2）加大隧道初期支护钢架型号及加长岩堆侧边墙径向系统锚杆； 3）加大隧道边墙轮廓曲率并优化隧道二次衬砌型式为圆顺型； 4）隧道预留变形量加大至30 cm； 5）隧道二次衬砌内净空预留50 cm补强空间； 6）隧道拱部设置42小导管超前支护。现场岩堆段采取以上措施后已顺利施工通过，根据洞内外监测结果显示，结构在安全可控范围内。     

地铁矿山法隧道装配式二次衬砌配套拼装需求条件研究

为解决矿山法隧道内预制二次衬砌拼装面临的空间有限、运输不便、定位困难、隧道自身结构、现浇与拼装接口组合、下井转运、工艺技术等问题,通过采用数值分析、盾构工程类比等方法,结合拼装机工法工艺流程,根据地铁矿山法隧道装配式衬砌环结构条件,研究撑靴式和机械手式拼装机2套设备及其技术需求条件,实现隧道初期支护轮廓内的衬砌片机械化拼装。主要结论如下:1)撑靴式拼装机能够提供衬砌片的持续压紧,而设备撑靴需要作用于初期支护结构上,要求初期支护结构承载力不得低于150k Pa;2)机械手式拼装机需要借助衬砌环间螺栓实现衬砌片的纵向压紧,对于300mm厚的衬砌片,在螺栓轴力达到25k N时,衬砌片环间可达到防水要求;3)独立设置的拼装机吊装竖井净空尺寸一般可取4.6m×6.7m;4)对于地铁暗挖区间的非标准断面,需采用现浇方法先行施作,以保证拼装与现浇结构衔接,同时保证拼装机可顺利通过;5)可借助提前施作定位导台的方式,实现拼装环的精准定位。     

深圳地铁9号线管片将用预埋滑槽技术安装

<正>日前,深圳地铁9号线BT项目关键技术及重大方案院士专家研讨会召开,中国科学院院士孙钧及其他专家就隧道管片预埋滑槽技术和滨苑小区地下桩基切削技术进行讨论。地铁9号线隧道管片将采用预埋滑槽技术,以提高地铁隧道质量和机电设备安装效率,这也是国内地铁施工中首次全线采用该技术。按照地铁施工规划,隧道洞通后将进行机电、消防等设备安装,届时需要在已建成的隧道壁上打孔,这不仅影响设备安装工期,     

桩基施工及承载阶段对运营盾构隧道的影响

针对合肥某立交桥上跨既有盾构隧道工程，通过有限元数值模拟方法对单桩邻近隧道施工进行参数敏感性分析，并进一步研究立交桥单桥墩桩基础与双桥墩桩基础在施工及承载阶段对盾构隧道管片变形与内力的影响；通过对比分析2种立交桥跨越既有盾构隧道方式下的地表沉降、盾构隧道管片及铁轨变形，探讨2种跨越方式在工程应用中的优劣。研究结果表明： 1）单桩对邻近隧道结构的影响，随着桩长、桩径的增加而增大；随着桩隧净间距的增大而近似呈指数函数形式降低。2）当桩长与隧道埋深比值大于1时，增加桩长是减小隧道结构变形的有效途径。3）单桥墩桩基础施工阶段对盾构隧道的影响效应小于承载阶段，管片位移以沉降为主。承载阶段随着荷载的增加，横向轴力与弯矩在靠桩一侧拱腰位置变化最大，纵向轴力与弯矩在拱顶位置变化最大。4）双桥墩桩基施工及承受上部荷载时，较单桥墩而言同一管片处的沉降增大0.3 mm，水平向位移减小0.56 mm。经比较，中间无桩的跨越隧道方式更优。     

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。     

长距离重叠隧道连续下穿平瓦房施工技术

为确保盾构长距离连续下穿古旧平瓦房施工,针对重叠隧道小间距、长距离的施工特点,采取“先下后上、前后错开、支撑加固”的总体施工原则,阐述盾构掘进参数控制、夹层土注浆加固和下线洞内临时支撑台车进行下线隧道加固等关键措施。根据对古旧平瓦房监测、评估结果验证,成功完成了下穿大面积古旧平瓦房的施工,以期为今后采用盾构法施工的重叠隧道长距离、连续下穿古旧平瓦房施工管理提供经验借鉴。     

水下超大断面隧道衬砌施工新技术

营盘路湘江隧道主线与匝道分合流段均以暗挖形式设计,地质相当复杂,江底分岔大跨段（A、B型）超大断面采用双侧壁导坑法施工。为了保证施工和初期支护的结构安全,在量测数据反映初期支护安全预警的情况下,传统的衬砌施工方法已经不能满足正常施工状态的需求。本文介绍了一种在保留临时支撑的情况下采用特制异型台车和满堂支架组合联合施工拱墙的新型衬砌施工技术,并对关键技术控制进行了详细阐述。实践证明,不拆支撑采用台车和满堂支架组合施工分岔段二次衬砌的方法是切实有效的,同时也为其他类似工程施工提供参考。     

超浅埋特大断面直墙隧道下穿城市主干道暗挖施工关键技术

为确保城市主干道、地面高架桥、地下管线的安全使用,广州市康王路下穿流花湖的超浅埋特大断面直墙隧道采用如下技术措施： 一次性施作70 m超前大管棚,采用水平导向跟管钻进法施工,施作精度高; 在隧道开挖边线45°对应路面范围,道路上铺设厚钢板; 对与距离隧道非常近的高架桥桩基,采用地面主动托换法; 采用六部CRD法施工,对掌子面采用TSS注浆加固技术,开挖初期支护后及时施作径向注浆及回填注浆; 在临时支撑未拆除的情况下,施作模筑混凝土第1层衬砌,第1层衬砌达到强度时拆除临时支撑,在第1层衬砌表面铺挂防水层,最后施作综合管廊结构及拱墙钢筋混凝土第2层衬砌; 综合管廊结构采用脚手架+模板系统,拱墙第1层衬砌采用弧形拱架+组合钢模板系统,拱墙第2层衬砌采用模板台车施工。目前只完成了右线的施工任务,地表沉降值（累计最大70.9 mm）在允许范围之内,隧道内净空变化（累计最大拱顶下沉61.1 mm、最大水平收敛值为8.44 mm）也在预控范围内,且地表、洞内最大变形值对应位置均在隧道中部,为左线施工及类似工程施工提供借鉴。     

软流塑地层盾构穿越夹岗过街涵群桩处理关键技术

南京地铁三号线大明路站-明发广场站盾构区间穿越软流塑地层中的箱涵及其群桩基础,为确保盾构顺利穿越,文章介绍了4种群桩处理技术方案： 方案1（拔桩、钢筋混凝土框架结构箱涵恢复、盾构正常掘进方案）、方案2（拔桩、桩基托换、恢复盖梁箱涵、盾构正常掘进方案）、方案3（矿山法隧道托换、盾构过站方案）和方案4（钢筋混凝土框架结构箱涵托换、矿山法隧道内截除桩基、隧道回填后盾构掘进方案）,通过对方案进行对比分析,最终选择了方案4。然后介绍了软流塑地层矿山法隧道施工关键技术和盾构过矿山法隧道关键技术。通过对施工监测的数据进行分析,发现通过采取基底加固后箱涵托换、劈裂注浆加固地层后CRD工法施工矿山法隧道、矿山法隧道内桩基截除、盾构通过回填后的矿山法隧道等关键技术措施,确保了盾构顺利穿越过街涵群桩。     

西单—灵境胡同区间砂卵石地层暗挖施工风险分析及控制

为解决在城市复杂环境下,区间暗挖隧道在砂卵石地层中穿越桥梁、道路、管线和废弃人防等建(构)筑物等施工难题,以北京地铁4号线工程西单—灵境胡同区间隧道暗挖施工为例,采用对风险进行识别、分析、评价和应对的方法。施工中对天桥桩基进行托换,并对桩基周围土体进行注浆加固;对隧道初期支护施工中的格栅间距、超前小导管、格栅连接板等进行优化调整,并增设锁脚锚管;对侵入隧道内的废弃护坡桩及人防进行破除及局部加固处理等措施,使暗挖隧道安全、顺利穿越各种危险源。施工效果充分证明:在北京地区砂卵石地层条件下,做好暗挖施工风险的分析,制定有效的应对措施,按照"先加固、后穿越"原则,遵循"管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测"的方针,对施工及设计方案进行动态管理、针对性优化,保证注浆加固效果,可以有效控制施工风险,确保暗挖施工安全、顺利地进行。     

非等大断面小净距地铁隧道施工方案分析及优化

为同时满足双线行车和右线停车线扩大断面的功能需要,西安地铁一号线枣园北路站—汉城路站区间采用非等大断面小净距黄土地铁隧道。针对断面不等大、盾构法与新奥法组合施工方案、小净距黄土地铁隧道的特点,进行了左线小断面盾构法、右线大断面双侧壁导坑法或CRD法双线依次先后贯通3种施工方案的数值模拟与比选分析。计算结果表明,与先贯通小洞、后开挖大洞的方案相比较,采用先新奥法贯通大断面隧道、后盾构法掘进小断面隧道的施工方案对围岩扰动较小,能更有利于控制地表变形;双侧壁导坑法较CRD法虽更能充分体现围岩的自承能力,有效发挥初期支护的承载能力,提高二次衬砌的安全储备,但若将先贯通的大断面隧道施工方案由双侧壁导坑法改为CRD法,可在确保工程安全的前提下降低施工成本,并加快施工进度,顺利地完成隧道建设。     

超浅埋大断面滨海软土隧道施工工法研究

拱北隧道为一座滨海软土隧道,开挖断面达340 m2,采用超前管幕预支护下的多台阶分部开挖方案。采用ANSYS软件对五台阶15分区方案和四台阶8分区方案的隧道结构受力规律及安全性进行了数值研究。研究结果表明:1)采用五台阶15分区方案和四台阶8分区方案都能够满足结构安全要求,但在临时支撑拆除过程中,2种方案的施工安全性差异较大;2)四台阶8分区方案在下半断面临时支撑拆除后、三次衬砌尚未施作时,下半断面边墙及仰拱处的初期支护和二次衬砌受力较大,施工安全性较低;3)各部开挖后应及时施作初期支护,并应尽快施作第2层衬砌结构,以减小拱顶下沉和地表沉降。