单线铁路大直径盾构隧道内衬同步施工技术

针对大直径盾构隧道掘衬同步施工技术所涉及的新型衬砌台车结构设计难度大、性能要求高以及区域施工组织、水平运输和安全管理要求高等问题，通过：（1）创新发明仰拱超长衬砌台车及配套浮放道岔，解决了盾构隧道二衬仰拱施工和水平运输相互干扰的难题；（2）通过借鉴敞开式TBM法隧道掘衬同步施工工法，创新提出了盾构隧道掘进与二衬结构同步施工工艺和工法。盾构隧道掘衬同步施工节约工期、成本，可为同类复合衬砌隧道修建提供参考。     

扁平特大断面隧道模板台车设计及施工

平潭牛寨山隧道扁平率为0. 691,开挖断面达260 m2,衬砌作业较普通隧道难度更大。以平潭牛寨山隧道工程为背景,对扁平特大断面隧道衬砌施工进行研究,为此,专门设计了一台液压隧道模板台车进行二衬结构施工。首先介绍该模板台车系统的总体结构,再基于初定尺寸计算浇筑混凝土对台车模板及门架的施力情况,验算台车刚度、强度及稳定性。结果表明:该台车模板和门架的最大挠度和弯曲应力等均小于允许值,可承受纵向长9 m、平均厚0. 7 m的混凝土施工载荷。最后,将该台车投入现场进行二衬施工,并对台车就位、立模、混凝土浇筑和脱模等施工流程展开分析。     

变截面二衬台车“一车多用”施工技术

采用变截面多用衬砌台车实现了"一车多用",能及时有效地进行动态支护施工,大大加快了二衬施工进度,解决了隧道施工安全步距问题。针对鹰鹞山隧道由于有标准段、风机段、锚段、下锚段,导致净空断面变换频繁,采用常规衬砌台车弊端较多的情况,进行了适合单线特长隧道变截面多用衬砌台车的研究及动态支护设计。该施工技术方便、快捷,适合隧道断面变换频繁施工,对同类工程具有一定的参考和借鉴意义。     

喷锚衬砌在无二衬支护的大断面软弱围岩隧道中的应用研究

软弱围岩隧道设计及施工技术在国内外屡见不鲜,但隧道的设计理念及施工方法的差异却很大。本文以以色列卡迈尔公路隧道为例,从隧道设计理念、支护参数设计、施工步骤、关键部位工艺控制等方面介绍了没有二衬支护情况下的软岩大断面隧道的设计及施工技术,提出了软弱围岩大断面隧道喷锚衬砌新技术,并在实践中取得了良好的效果。     

论喷锚构筑法在软弱围岩隧道施工中的应用

研究目的:通过对开挖方法、初期支护、监控量测、二次衬砌等关键技术的探讨和分析,为今后类似工程施工总结经验。研究结论:软弱围岩隧道可用分步开挖方法,及早初期支护,及早封闭成环,改善围岩受力结构;加强设计与施工的配合协调,在隧道施工过程中进行位移监控量测,掌握位移变化规律,动态调整设计参数,调整二衬等施工工序施作时间,必要时仰拱、二衬紧跟,保证隧道施工安全。     

大断面膨胀土隧道结构受力特性测试研究

研究目的:大断面隧道因其跨度大、形状偏于扁平,在施工过程中表现出独有的力学特点,经常造成围岩大变形侵限、区域性塌方、底鼓和支护结构开裂等施工风险,而这些特点在膨胀土环境中表现的尤为明显,因此研究大断面膨胀土隧道支护结构受力特性具有重要的工程应用意义。本文以银西线庆阳隧道为工程背景,首先通过室内试验确定红黏土围岩的膨胀参数,然后利用现场监测手段对庆阳隧道支护结构的力学特性进行研究,并评价其支护结构受力性能,以期对同类隧道施工起到一定的指导作用。研究结论:(1)隧道膨胀土最大膨胀率为67%,最大膨胀力达到67.42 kP a,施工过程中应加强超前地质预报,尽可能减少水害对施工的影响;(2)隧道拱顶、两侧拱腰及底部具有较大围岩压力,围岩压力呈对称分布,初支闭合后拱顶附近围岩压力基本稳定,但两侧拱腰及仰拱位置围岩压力持续增大;初支闭合后钢拱架受力持续快速增长且受力基本对称,隧道上部初支内钢拱架受力始终较大,拱顶钢拱架应力最大达到1.46 MPa;(3)二衬施作后,初支仍存在一定变形,二衬左右两侧衬砌压力增长显著,二衬两侧拱脚位置混凝土应力增大明显;(4)本研究成果可为大断面膨胀性隧道设计优化和安全施工提供理论指导与科学依据。     

霞浦隧道可变断面衬砌台车设计

霞浦长大铁路隧道直线地段和洞口风机连接段、洞内二处绝缘下锚段关节设计为3种衬砌断面。制作3种断面衬砌台车成本高,洞内互换困难,采用直线标准断面衬砌台车通过更换拱部模板、下纵梁底部增加四个支承墩将衬砌台车整体抬高、接长丝杠和更换顶升油缸等办法,将二衬台车进行改装,变成可变断面台车,使一部台车衬3种断面,满足工程需要。     

黄土地区浅埋暗挖地铁隧道围岩压力特征研究

为了解黄土地区浅埋暗挖地铁隧道围岩压力特征,得出荷载在衬砌结构各部分中的分担比例,本文以西安地铁二号线为研究对象,选取2组不同围岩条件的测试断面,开展现场测试工作。对围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌结构应力进行研究。结果表明:隧道墙脚位置初期支护与围岩之间接触压力较大,表明这二者承受大部分垂直压力;初期支护所受围岩压力随着土体强度降低而增大,且分布形式更趋于静水压力作用特点;二次衬砌作为主要支护结构承担大部分荷载,初期支护与二次衬砌接触压力随围岩土体强度降低而显著增大,二次衬砌在支护体系中作用也随土体强度降低而凸显;二次衬砌混凝土基本受压,拱腰及以上位置应力较大,仰拱处应力较小。     

高地应力软岩隧道围岩压力及二衬受力特征研究

为研究高地应力条件下软岩隧道围岩压力作用规律及二衬受力特征,依托兰新铁路第二双线大梁隧道,分别对隧道围岩与初期支护、初期支护与二次衬砌之间的接触压力进行现场监测,得出上述压力随时间变化规律和沿隧道横断面分布特征,基于实测围岩压力对隧道二次衬砌结构内力进行计算。研究结果表明:初支围岩压力和初支与二衬接触压力随时间发展呈不同变化规律;围岩压力在空间分布上表现出"两侧大、拱顶小"的侧向挤压特征;二次衬砌围岩压力分担比例平均值在45.0%~70.3%;实测围岩压力较规范围岩压力计算出的二衬内力更符合实际。     

深埋大断面土质隧道初期支护结构受力特征研究

研究目的:新奥法中初期支护结构作为承受围岩压力的主要结构有着重要的作用。为研究深埋大断面隧道复合衬砌中初期支护结构的受力特性,本文以银西高铁庆阳某隧道为工程依托,通过现场监测,得到深埋大断面红黏土隧道的围岩压力、钢拱架内力与混凝土内力变化规律,分析初期支护结构内力变化规律及分布特征。研究结论:(1)红黏土大断面隧道两侧的围岩压力大于拱顶和仰拱内的围岩压力;(2)初期支护结构内力呈现出上大下小的分布规律,且钢拱架承担了大部分围岩压力;(3)可考虑在边墙及拱顶增高钢拱架标号,仰拱内减少拱架截面积,以达到充分利用材料降低造价,提高衬砌结构可靠性;(4)本研究结果可以为类似地质条件下衬砌设计优化及隧道初期支护的施工组织提供参考。