散体围岩隧道开挖施工中超前小导管注浆的作用分析

散体围岩隧道开挖后,围岩稳定性差,易出现大变形沉降、掌子面挤出、拱顶坍塌等病害,必须进行超前支护。本文以某某高速公路杜夜隧道进口浅埋强风化岩层段为例,对超前小导管注浆在散体破碎围岩开挖中的加固机理进行探讨,采用FLAC3D三维数值模拟方法,结合遍布节理模型描述岩层结构的特点对小导管注浆施做过程中的受力、位移变形及支护效果进行研究,定量分析超前小导管注浆的加固机理。研究表明：对于散体破碎围岩,采用遍布节理模型可同时考虑岩块和节理属性,更符合岩体状态和工程实际;超前小导管注浆技术能改善围岩的力学性质,提高岩体的刚度及强度,增强散体围岩自稳能力,显著抑制散体破碎围岩的变形,减少隧道支护结构的变形和受力,避免散体围岩隧道开挖中坍塌现象的发生。     

引水隧道下穿铁路站场施工方案分析

为明确隧道下穿铁路站场时最佳预加固方案,基于数值模拟,分析了超前小导管与超前长管棚两种超前预加固措施效果。结果表明：随着支护刚度的增加,地表沉降、拱顶沉降等不断减小。管棚支护刚度较大,注浆后能形成梁拱效应,有效改善围岩应力状态,控制围岩变形,可作为隧道下穿铁路轨道时超前支护推荐方案。     

隧道开挖超长大管棚超前支护机理及效果分析

为了研究超长大管棚超前加固技术在地铁工程建设中的应用,保证隧道结构的稳定安全,以西安地铁某车站施工为工程背景,介绍了隧道超长大管棚的施工工艺,运用各种现场监测手段以及数值模拟方法进行了研究和分析,验证超前大管棚加固技术在黄土地区的可靠性。结果表明:超长大管棚能够有效地控制隧道的地表沉降,隧道在管棚加固开挖完成后最大沉降为-4.30mm,相比未加固工况减小了71.52%;超长大管棚钢管在隧道开挖面附近受到的弯矩最大,为0.75kN·m。研究证明了超长大管棚支护技术在黄土地区隧道工程中运用的可行性。     

富水松软地层浅埋暗挖隧道MJS预加固支护技术研究

以杭州市某隧道南口浅埋暗挖段工程为依托,分析进洞30 m段浅埋暗挖施工出现的变形沉降大的不利因素,提出MJS超前预加固支护技术对于改良隧道周围土体力学特性的新思路。通过数值模拟分析MJS超前预加固法对隧道位移、受力的影响,并研究加固参数的敏感性,对土体进行MJS加固改造应用,沉降变形得到改善和提高。     

某超大断面隧道结构设计关键技术

超大断面隧道的关键点在于其结构设计。以杨柳井隧道为例,从内轮廓确定、衬砌结构设计、施工工法、超浅埋段及岩溶段处置方案等方面出发,探讨了超大断面隧道结构设计的关键技术,得出如下结论:(1)结合工程类比及工程经济性合理确定内轮廓扁平率;(2)采用加强型复合式衬砌结构可替代三次衬砌结构;(3)对于超大断面,可采用划大为小的双侧壁导坑法施工;(4)对于超浅埋段,可采取加强衬砌支护及取消拱部锚杆、超前管棚与超前小导管相结合、喷锚支护加强掌子面稳定等措施;(5)对于岩溶段,可采取喷锚支护稳固溶腔、设置缓冲层、加强防排水措施等方案。     

浅埋偏压隧道施工技术

通过对某铁路纵目沟隧道西安端浅埋偏压段的处理,介绍了地面注浆加固、超前管棚及锁脚钢管的施工工艺,分析各影响因素与拱顶沉降与地表下沉的关系,优化了施工方案。     

浅埋铁路隧道下穿高速公路技术分析

以新鼓山隧道下穿福州三环及机场高速公路为例,类比国内下穿高速公路工程实例,分析了下穿高速公路的主要风险。新鼓山浅埋隧道下穿高速公路时采用双侧壁导坑开挖+超前大管棚超前支护的洞内控制措施,再结合地面临时交通组织,得出在浅埋隧道下穿高速地质条件差的情况下,隧道采用合适的开挖工法、超前支护加固措施及地面交通组织等综合措施,可实现浅埋隧道安全下穿高速公路,为同类施工项目提供借鉴。     

四线大断面隧道浅埋暗挖下穿综合管廊保护方案研究——以广佛城际下穿华康道管廊工程为例

为解决软弱富水地层四线大断面隧道近距离下穿大型综合管廊的支护及沉降控制技术难题,以广佛城际下穿华康道管廊工程为例,通过案例调研、方案比选、数值模拟分析及现场监测的方法,对超前加固方案、暗挖支护参数、施工工法、施工工艺等开展研究。研究结果表明:1)管廊底部设置托底管棚+隧道拱部超前管棚+水平旋喷止水预加固+双层衬砌的协同支护方案在工程适应性、工期及造价方面最优。2)4管隧道采用(1)—(3)—(2)—(4)顺序开挖,(1)、(3)、(4)号隧道采用CRD法,(2)号隧道采用三台阶法对隧道沉降及管廊沉降控制最优。3)(1)号隧道开挖时隧道及管廊沉降变形速率最大。4)地表、管线、管廊及拱顶沉降变形均在5mm内。     

双层小导管超前支护在隧道进洞施工中的应用

以四川省广元至巴中高速公路孟家山隧道工程为例,探索了隧道浅埋洞口段的双层小导管超前支护进洞施工工艺、流程和施工方法;并通过与原设计大管棚超前支护进洞方案的比较,说明了该方法节约工程投资、简化洞口施工工艺和施工方便等优点。     

特殊地质条件下隧道突水涌泥段超前加固措施研究

突水、涌泥灾害对隧道正常施工造成的了严重的干扰,给人员安全、工程工期带来了不利影响。为探究超前加固关键问题,开展隧道突水涌泥段处理方案研究,提出合理可靠的技术措施,保障施工正常进行,本文以云南昭通至四川乐山高速公路串丝至佛耳岩段公路工程某隧道为背景,研究洞内大管棚预加固方案和施工工法,提出隧道突水涌泥段预加固方案和具体技术措施,并运用有限元数值模拟分析的方法,建立隧道施工模型,分别给出不采用超前支护和采用管棚支护的沉降、围岩大主应力、初期支护弯矩、二次衬砌应力的对比结果,分析洞内大管棚预加固方案在实际工程中的应用效果。     

偏压隧道变形破坏机理及超前预加固研究

依托九绵高速福隆隧道工程,通过建立三维山体隧道模型对偏压隧道围岩支护体系受力变形特征进行分析,并通过数值模拟与现场监测对不同超前加固方式进行对比研究。结果表明:受偏压地形影响,隧道围岩变形、塑性区分布、二衬受力等均存在非对称现象;隧道开挖时,拉应力出现在掌子面、仰拱、回填土处,塑性区分布深入掌子面后方约3 m,且掌子面的土体有向外挤出的趋势;偏压地形下,适用性较好的超前加固方式为双层注浆小导管,在有效控制围岩变形、塑性区以及二衬等受力同时具有良好的经济性;现场测得K89+317断面的拱腰收敛与拱顶、地表变形较小且收敛较快,验证了双层小导管的适用性。     

地表注浆在浅埋黄土隧道中的应用与效果分析

结合鸳鸯会隧道实例,对地表注浆技术进行研究。通过数值模拟软件计算注浆前后围岩变形和塑性状态,分析隧道塌陷成因及注浆加固效果。注浆结束后,使用地质雷达检测注浆区域,了解注浆管分布及浆液扩散情况,排除注浆后围岩中不密实区域。施作初支后,对比拱顶沉降现场监测、回归分析以及数值计算结果,研究围岩长期变形趋势。结果表明,综合数值分析、雷达检测及现场监测分析,能够有效评价浅埋黄土隧道地表注浆加固效果。     

浅埋湿陷性黄土隧道下穿民居施工技术

在兰渝铁路黑山隧道出口湿陷性黄土浅埋段下穿民居施工中,综合考虑湿陷性黄土的变形特性,以控制地表沉降变形、保证施工安全为主要目的,采用中管棚配合小导管超前预支护,使用双侧壁导坑法开挖,加密型钢架加强支护,通过围岩监控量测动态调整支护参数,并配套采取初期支护增设套拱、初期支护喷射混凝土变更为模筑(吊模)C45混凝土、增设锁拱锚管等措施,安全顺利通过下穿民居段。     

“盖挖+自进式管棚”进洞法在崩坡积体中的应用

新疆G575线东天山特长公路隧道出口穿越较大超浅埋崩坡积体。为保证隧道在超浅层崩坡积体中安全、快速通过,控制隧道变形、坍塌、滑移等风险,采用“盖挖+自进式管棚”进洞法施工方式,在发挥盖挖法形成的初期支护钢架 “拱”保护作用下,确保“拱下”洞内自进式管棚施工的安全; 并采用超前自进式管棚注浆预加固松散崩坡积体围岩的施工方式,实现暗洞中安全快速地掘进,确保施工工期。通过对不同进洞方案比选研究与现场实践,并对隧道施工过程中的拱顶地表沉降、洞内拱顶下沉、洞内水平收敛进行监测,回归分析量测数据后充分证明： “盖挖+自进式管棚”进洞法施工对崩坡积体的整体稳定性没有产生影响,采用“盖挖+自进式管棚”法,在崩坡积体中既可确保安全进洞,还可缩短工期。     

基于FLAC3D软弱围岩隧道管棚预加固措施研究

以峨眉至汉源高速公路某隧道为依托,基于三维有限差分软件FLAC3D,建立数值模型,对管棚预加固支护体系进行模拟分析。结果表明:管棚预加固支护体系对控制围岩变形有较好的效果,但不同的管棚长度和角度加固效果差别不大;管棚长度和角度越大,挠度越大,整个预加固支护体系及隧道支护结构体系安全性越低;结合经济性和安全性综合考虑,管棚加固长度宜控制在20 m左右,仰角约为2°。     

贵广高速铁路上寨隧道溶洞处理技术

以贵广高铁上寨隧道岩溶工程地质特征及隧道结构加强措施为例,对采用大管棚支护穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段等软弱破碎围岩施工方法和旋喷桩对岩溶发育地段隧道底部进行加固处理的施工技术进行介绍。由于岩溶地质条件的复杂性,施工过程中进行超前地质预报并根据围岩地质条件进行动态设计,可有效降低施工安全风险及隧道结构安全风险;大管棚结合小导管注浆超前支护是穿越坍方地段、堆积物充填大型溶洞段的有效手段;且隧道底部较大较深溶洞采用旋喷柱加固效果良好。     

地铁暗挖站台近距离下穿运营线路施工技术

以珠江三角洲地区某城市地铁11号线暗挖站台隧道近距离下穿地铁运营5号线为例,通过加强超前地质预报,采取超前大管棚、超前小导管对围岩地层进行预注浆加固,主隧道与斜通道CRD法、横通道CD法施工,上半断面悬臂掘进机施工、下半断面控制爆破等相结合的方法,各洞室初支及时封闭成环,顺利穿越了既有地铁5号线,保证了隧道施工安全和地铁运营安全。     

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。     

复杂地层浅埋暗挖地铁区间隧道近距离下穿地下商业街设计及施工关键技术

青岛地铁2号线五四广场站-浮山所站区间采用浅埋暗挖法施工,因线路埋深受限,区间隧道需以1.68~1.86 m的净距要求下穿一处两柱三跨11.8 m×4.5 m矩形框架结构的地下商业街。为确保工程安全,克服上半断面富水砂层、下半断面坚硬岩层这一差异性较大的上软下硬复杂地层,以及在近距离下穿条件下选取合适的支护参数和技术措施成为工程的关键。实际施工过程中,综合采用了深孔注浆地层预加固、一次性打设90 m超长管棚预支护、减震爆破和自动化实时监测等综合技术手段,辅以数值计算模拟分析,在控制地下商业街及其周边软弱地层沉降、保障地下商业街的日常运营和降低隧道施工风险等方面取得了较好的工程效果。