高速铁路超大断面隧道支护参数及施工方法研究

根据武广铁路客运专线的建设需要，针对有效净空断面积为100m^2的超大隧道断面支护参数及施工方法进行了系统的理论分析和结构检算，提出了一套合理的支护及衬砌参数和针对不同地层所应采取的施工方法。     

基于总安全系数设计法的隧道允许变形值研究

研究目的:隧道变形监控量测是判断施工和支护安全性的重要手段,因而允许变形值的取值是隧道设计和施工中的一个关键技术参数。但目前支护参数设计以工程类比法为主,设计中难以针对某一具体支护参数给出对应的变形监测控制值,即使在现场根据监测值对支护参数进行动态调整,也无法直观地评价支护参数的合理性。本文基于总安全系数设计法提出现场监控量测控制值的计算方法与调整方法。研究结论:(1)施工中所监测的变形值实际上是支护结构的变形值,因此可以将支护结构的允许变形值作为现场监测的控制值;(2)提出了基于总安全系数设计法的支护结构允许变形值和极限变形值的计算方法,可以得出与设计安全系数相对应的变形监测控制值;(3)提出了现场变形监测值安全性的判别方法及支护参数与支护时机的现场调整方法;(4)本研究可以为隧道动态设计提供思路和方法。     

全风化岩石隧道洞口段施工过程的三维数值模拟

某隧道洞口段岩性为全风化石英片岩夹变粒岩,节理裂隙发育,岩体较破碎,质地较软,洞身稳定性差,易坍塌。针对该隧道洞口段的具体地质条件,对隧道支护设计参数及施工方法进行三维数值模拟,分析开挖过程中围岩及支护结构的变形和受力特征,为隧道安全施工提供科学依据。     

大断面隧道施工监测分析及应用

针对梅关隧道Ⅴ级围岩在洞身开挖及初期支护过程中出现的拱顶下沉现象,通过监控量测,分析引起拱顶下沉的主要因素,并在施工过程中改进技术、提高支护参数,有效抑制了拱顶沉降速率,确保了隧道施工的安全性。     

新奥法在西迪阿里软岩隧道施工中的应用

软岩隧道多采用新奥法施工，即根据隧道开挖揭露围岩的实际情况，调整施工方法和支护参数；根据现场监控量测反馈的信息，调整初期支护参数，确定永久支护的施做时间，保证隧道施工安全和工程质量。从工程概况、岩石物理力学特性、软岩隧道施工的基本特点，以及新奥法施工主要特点及施工等方面，阐述了西迪阿里软岩隧道应用新奥法施工的实际情况。     

西格岭隧道施工监控量测技术研究

通过现场施工监控及数据回归分析,获得了围岩及支护结构的变形、稳定性能及发展趋势,为确保施工安全、合理安排施工工序(如:仰拱、二次衬砌等)提供了依据,实现了动态施工管理及预警。也反馈了施工方法、初期支护及二次衬砌设计参数等相关信息,为优化设计提供了参考资料。     

偏压隧道的进洞施工扰动效应及安全监控

利用数值分析方法,针对某公路隧道进洞偏压段施工过程进行模拟计算,探究了隧道开挖引起的围岩变形规律及初期支护结构受力特性。结合现场监控量测技术,通过对比分析围岩变形数据,动态地掌握隧道施工过程,为围岩类别调整、初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供了依据。     

客运专线大断面隧道施工关键技术

针对客运专线隧道大断面的特点,总结大断面隧道施工关键技术,提出客运专线大断面隧道施工关键控制点,包括支护参数、地质超前预报、主要开挖方法、不良地质段的塌方预防方案、检测及防排水质量控制等。     

铁路隧道软弱围岩水平岩层施工技术

结合黄韩侯铁路北塬隧道左线进口软弱围岩水平岩层施工,通过对隧道水平岩层的稳定性分析,并针对水平岩层对隧道开挖和支护的影响作用,确定水平岩层隧道施工开挖方案,采取负视速度法超前地质预报手段及时获取围岩情况,并对开挖爆破参数和支护参数等及时进行优化,确保了隧道的施工安全。     

渝怀铁路黄草隧道变形测试及分析

介绍了针对黄草隧道施工的变形监控量测方法,并将所量测的数据反馈到施工中,为喷锚支护和二次混凝土衬砌的参数调整提供依据,并与有限元理论计算结果进行对比分析.     

深埋超大跨单拱隧道开挖与支护参数优化研究

研究目的:基于新建京张铁路八达岭4线隧道超大跨、超大断面单拱的特点:跨度达27.3 m,高度达18 m,断面面积为386.56 m2,如此大的单跨在国内尚属首例,在开挖过程中,拟定四种开挖方案:单侧壁导坑法、单岩柱法、CRD四洞法和CRD六洞法。利用有限元软件对四种开挖方案进行数值模拟开挖和支护全过程仿真计算,得到最优的开挖方案。研究结论:通过在开挖支护过程中对围岩最大拉压应力、拱顶沉降、地表沉降、锚杆轴力、衬砌最大拉压应力等7个指标参数的比较,提出优化的开挖方法为单侧壁导坑法,其次是CRD六洞法,并且采用0.3 m厚的喷射混凝土衬砌和5 m长的锚杆(间距1.5 m×1.0 m)作为支护参数。该结论对设计施工具有指导意义。     

下锚段分离式模板衬砌台车成套设备与施工技术

目前铁路客运专线均为电气化高速铁路,设有绝缘下锚段。绝缘下锚段开挖方法按一般断面方法开挖,主要是二衬施工存在一定的困难,因为绝缘下锚段衬砌轮廓线比隧道一般断面大,且纵向长度均很短,所以在施工绝缘下锚段二衬时传统施工方法是用工字钢做拱架支撑,拼装小模板做面板,人工浇筑混凝土。由于此种施工方法存在一定的问题,结合以往施工经验,自行研制了分离式衬砌台车工法施工下锚段二衬。     

隧道塌方处治支护参数选取

塌方是隧道建设时经常遇到的技术难题,塌方处治的支护参数往往凭经验选取,那么凭经验选出的支护参数是否安全合理就成了设计人员必须思考的问题。本文详细介绍了塌方体的荷载计算方法,计算中如何考虑钢支撑对喷射混凝土的加强作用,钢筋混凝土受压构件安全系数的计算方法,隧道初期支护与二次衬砌极限承载力的计算方法。并最终基于以上四点给出了塌方体支护参数的选取方法,该方法在广元至巴中高速公路兴隆山隧道塌方段的支护参数选取中得到了成功应用,为隧道塌方处治的设计提供了参考。     

富水蚀变岩大断面高速铁路隧道开挖大变形控制技术

以富水花岗岩侵入蚀变带区域高速铁路隧道建设为背景,对隧道开挖围岩变形控制技术进行研究。运用隧道工程理论、数值模拟和现场监测等技术与方法,提出了从全断面开挖法、台阶法、CD法到CRD法的安全度逐渐增加的隧道开挖方法,确定了避免富水花岗蚀变岩进一步应变软化和力学参数弱化的隧道开挖支护结构形式及其参数,得出了适当加大预留变形量结合衬砌紧跟的施工工艺。实践表明,按研究出的开挖方法和支护方案进行施工,可以有效控制隧道围岩大变形而使变形快速收敛,能够减少侵限处理工作量,并确保富水花岗蚀变岩隧道开挖时围岩稳定和地下工程结构安全。     

复杂地形、地质情况下大跨度隧道洞口段设计

研究目的:大跨度隧道洞口地段地形地质情况复杂,对隧道施工和结构影响较大,结合渝怀线大板溪隧道洞口特殊地段的处理,对复杂地形、地质情况下大跨度洞口段设计进行小结。研究方法:针对本工程的地形、地质条件,采用工程类比和结构分析的方法,确定经济合理的处理措施,并对结构进行检算和分析。研究结果:针对大板溪隧道洞口段特殊的地形、地质情况采取有效的处理措施,取得了良好的效果。研究结论:大跨度隧道洞口段,对顺层偏压地段,可于靠山侧适当范围设置预加固桩,消除山体滑移对线路和结构物的危害;对地形十分陡峻,且衬砌基础存在软弱围岩地段,为减少开挖对山体的扰动,于靠山侧设置锚杆挡墙减少刷方高度,采取反压混凝土及配合超前大管棚的施工方法,解决了进洞难的问题;同时设置两侧边墙不等厚的衬砌结构形式,软弱围岩基础设置桩基托梁,将衬砌外侧基础置于桩基托梁上,解决了衬砌结构设计的难题。     

新中梁山隧道大跨可调断面衬砌台车设计与应用

根据大跨可调断面衬砌台车在成渝客专新中梁山隧道施工中的应用情况,介绍了在隧道施工中,遇到衬砌断面变化频繁、断面尺寸变化较大、工期紧张的情况下,进行二次衬砌施工时,如何从衬砌台车的设计与使用上减少洞内施工的干扰,节约成本,缩短工期,确保施工安全。     

铁路隧道十字交叉隔壁后拆式工法施工力学特性及其应用研究

厦(门)深(圳)铁路梁山隧道穿越L7富水软弱带使施工严重受阻。为确保隧道顺利通过L7富水软弱带,通过多种经济、技术比选,最终确定通过超前预加固措施改良地层条件后,采用十字交叉隔壁后拆式工法施工。阐述十字交叉隔壁后拆式工法的特点及施工工序,同传统CRD工法相比,该工法的最大特点是:"后拆式"的十字交叉临时支撑体系,确保在临时支撑体系拆除时,初期支护和二次衬砌已经同时承载,避免传统工法中因拆撑时应力释放导致的初期支护结构失稳风险,确保施工过程中的安全可靠性。然后通过数值计算和力学分析方法,对十字交叉隔壁后拆式工法在施工过程中的支护力学转换体系进行详细分析,得出以下结论:初期支护与临时支撑组成的支护体系,在开挖的每一步中,都是承载的主体,尽可能早地闭合成环;二次衬砌的闭合时机就是二次衬砌的支护时间,以初期支护极限位移的60%作为施工二次衬砌的位移指导值较为合理。     

客运专线隧道断面方案研究和优化设计

研究目的:客运专线铁路隧道的建设在我国尚属首次,其断面选型和结构设计无成熟经验可以参考,原设计的时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面有不足之处。为满足客运专线隧道建设的需要,需要对客运专线隧道断面形式和结构进行优化设计研究。研究方法:广泛调研国外高速铁路隧道设计方案和施工经验,从隧道结构受力条件、排水系统布设及工程量大小等方面进行多方案比选研究。研究结果:合理选定了时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面形式,进一步优化了衬砌结构设计。研究结论:通过客运专线隧道断面研究和优化设计工作,克服了原设计客运专线铁路隧道衬砌断面的缺点。优化后的隧道衬砌断面具有受力更加合理、救援通道的使用更加方便、减少了隧道断面工程数量等优点。     

山区软岩大跨大断面四线铁路车站隧道二衬施工技术研究

对大跨大断面隧道,特别是在浅埋且围岩地质条件较差的情况下,为保证隧道衬砌施工过程中的安全,尽可能采用整体衬砌。以位于贵昆线六盘水至沾益段增建二线工程上的乌蒙山二号隧道出口四线车站隧道为例,结合现场实际施工,对山区软岩大跨大断面四线隧道整体二次衬砌进行了研究,所得成果可为今后类似工程提供参考。     

基于施工通道和复合衬砌的断面转换施工技术研究

近年来矿山法隧道断面形式多变且转换频繁,施工难度加大。由台阶法标准断面转换为双侧壁导坑法特大断面,通过常规过渡渐变的施工方法无法实现大跨度转换,并且初支结构稳定性存在安全隐患。本文以北京地铁14号线金台路站-朝阳公园站区间施工为背景,对小断面转换为超大断面施工技术进行研究,最终确定采用"侧向施工通道+复合衬砌"的方法,并合理运用暗挖辅助措施,通过监控量测系统进行数据采集分析,最后顺利完成断面转换施工。