矩形隧道掘进技术的发展历程和现状

正0引言矩形隧道掘进技术通常是指掘进断面形状为圆角矩形或复合圆形的隧道掘进技术,是异形断面隧道掘进技术的一种。相较于传统的圆形断面隧道掘进技术,矩形断面隧道掘进技术具有空间利用率高、覆土浅和施工成本相对低廉等特点。其有效使用面积相较于传统圆形盾构增大了20%以上,且在拥有同等使用面积的情况下矩形盾构能节35%以上的地下空间,大大减少隧道埋深。根据主要施工设备的不同,矩形隧道掘进技术可分为矩形顶管和矩形盾构。其中矩形顶管技术主要适用于短距离、浅覆土、单坡     

城市轨道交通类矩形盾构法隧道施工技术研究

通常盾构法隧道的断面形状均为圆形,其易于实现全断面切削和相对合理的结构受力体系,掩盖了空间利用率低、地下空间占用大的不足。矩形盾构法隧道在断面空间利用率和狭窄道路中的穿行能力上则存在较大优势,但因其结构受力和变形、盾构机推进控制、矩形管片拼装等难题,未能得到有效的发展。系统阐述了城市轨道交通类矩形盾构法隧道技术施工研究,通过分析类矩形盾构法施工上的重难点,分别从类矩形隧道全断面掘削、管片拼装、轴线控制和管控技术等相关技术方面进行研究和探索,为进一步开展矩形盾构法隧道的建设提供更可靠的依据和建议。     

宁波轨道交通又一技术创新启动 “T”接隧道技术已立项

正继"阳明号"之后,宁波轨道交通又有一项重大技术创新启动。宁波轨道交通召开"机械法联络通道装备及设计施工关键技术"(简称"T"接隧道技术)立项论证会,专家组充分肯定项目组的技术路线和方案,已同意立项。2016年11月11日,"阳明号"盾构施工的宁波轨道交通3号线一期出入段贯通,成为国内第一条城市轨道交通类矩形盾构隧道,也是世界上最大断面的类矩形盾构隧道。"T"接隧道技术主要是为了解决地下空间贯通的一些具体问题,让地下空间孤岛更好     

世界最大断面矩形盾构顶管隧道贯通 多项技术国内首用

<正>2014年9月2日,随着2号顶管隧道的贯通,由中国中铁股份公司总承包的世界最大断面矩形盾构顶管隧道——郑州红专路下穿中州大道隧道4条顶管隧道全部贯通,后续还将进行洞内照明装修等施工任务。超大断面矩形盾构顶管隧道技术的成功运用,将促进我国矩形盾构顶管施工技术在多领域的推广应用。矩形盾构顶管技术具有减少施工扰动、避免大量拆迁、不影响正常交通等优点,可充分利用城市空间、缓解交通压力,广泛应用     

浅埋大跨隧道平行下穿既有地下商业街施工技术研究

新乡市平原路隧道为双向4车道,下穿既有建筑物610.55 m,与既有建筑物底板净距仅2.0~4.5 m,属浅埋大跨隧道下穿既有建筑物工程,施工难度非常大。根据工程类比,提出了分离式、双连拱和双孔矩形等隧道断面形式,通过数值模拟分析既有建筑物受影响的规律,最终确定采用双孔矩形隧道,CRD法施工,并提出了双孔矩形隧道的优化方案:双孔矩形隧道与地下商业街紧贴,充分利用商业街作用,施工中辅以适当范围的超前注浆措施,但设计参数不宜过高,否则不但施工中难以实现,而且对提高加固控制变形的效果不明显。研究成果可为其他类似工程设计提供一定的借鉴。     

隧道围护桩兼用抗拔桩的应用研究

近些年随着城市化发展,在城市内地上空间发展受到限制的情况下,越来越多的建筑向地下空间发展,诸如地下停车库、地下商场、地下水池、综合管廊和城市下沉式隧道等。在城市交通建设中下沉式隧道日渐增多,如何做好隧道抗浮,使隧道安全、可靠、经济、合理是一个大的课题摆在工程师的面前。以肇庆市火车站综合体建设项目——市政部分(下沉式隧道)隧道敞开段抗浮设计为例,介绍了该项目如何利用隧道围护桩兼作隧道敞开段的抗拔桩,经过该项目的工程经验为其他下沉式隧道提供借鉴。     

超大断面矩形盾构顶管设计关键技术

文章详细介绍了超大断面矩形盾构顶管(10.12 m×7.27 m)设计的关键技术研究:1)矩形断面开挖形式的研究与选型分析;2)超宽矩形薄壳体强度、刚度研究;3)顶推机构电液比例集成控制研究;4)矩形断面渣土改良技术研究。以上关键技术的研究解决,在施工现场得到了成功应用,为城市超大矩形断面交通隧道施工提出了一种全新工法。矩形隧道施工将会成为最经济、安全和快捷的工法。     

软土地层中大断面矩形盾构关键施工技术研究

与圆形断面的盾构隧道相比,矩形盾构隧道在空间使用效率、潜覆土环境穿越方面存在明显优势,但断面形状和机械配置的差异使盾构掘进施工技术也有所变化。以国内首台土压平衡式矩形盾构机在上海虹桥商务区的工程实践为背景,依据现场环境监测、盾构姿态测量和管片形状监控,对矩形盾构隧道轴线控制、管片横竖内径控制和环境变形控制等关键施工技术开展探索和研究,经验和结论可用于指导类似工程实施。     

深圳市东部过境高速公路连接线工程隧道分合流端交通组织的初步研究

随着城市化进程的快速发展,地面用地资源越来越紧张,地下空间的利用已成为城市发展的重要方向。市政道路的建设也逐步开始利用地下空间,甚至地下互通立交也将不可避免地出现在城市道路建设中。该文结合深圳市东部过境高速公路连接线工程隧道分合流端的设计方案,对其交通组织进行初步的研究和探讨,为未来城市隧道发展提供一些参考。     

宁波地铁将应用大断面矩形盾构法隧道技术

<正>近日,上海隧道工程有限公司成功中标宁波市轨道交通3号线一期工程TJ3111标段,中标金额约2.18亿元。标段工程主要施工范围为:陈婆渡站部分车站、矩形盾构段、盾构接收井及U型槽段。标段工程将采用的大断面矩形盾构法隧道技术在国内轨道交通建设中尚属首次应用,面对矩形隧道结构设计、矩形盾构设计制造、矩形盾构施工综合技术和组织管理等诸多挑战,上海隧道工程有限公司正全力推进系统化技术研究,并已取得阶段性成果。矩形盾构将使我国地下工程大断面非开挖技术登上一个新的台阶,城市建设"满城挖"的现象将会进一步减少,城市生活将变得更     

大断面矩形顶管隧道管节结构优化设计

矩形顶管隧道在城市地下空间的开发和利用中优势明显，但其断面越大，顶管管节设计难度越大，施工风险越高。为解决大矩形断面管节设计的难题，依托郑州市红专路下穿中州大道机动车顶管隧道工程，采用数值模拟、理论分析等方法，对设计中覆土厚度、结构尺寸等关键内容的确定方法进行研究，并介绍管节设计方案、接头和纵向连接设计等要点。研究结果表明： 1）当覆土厚度不小于4 m时，沉降变形基本趋于稳定，最大沉降值为28 mm，沉降值大小安全可控。2）初步拟定断面形式后，需通过结构计算来拟定结构的尺寸，并通过施工阶段和使用阶段的计算验证其合理性。由分析可知，结构厚度初步拟定为600 mm是合理可行的，且无优化空间。3）在确保工程安全的同时，亦需充分考虑工程施工的便捷性和可操作性，需对管节预制方案、管节接头和纵向连接等做出针对性设计。     

基于数值模拟的矩形隧道施工方案比选研究

为了保证隧道施工和后期运行的安全,要选择出一个普遍适用于大断面矩形隧道的开挖方案。采用FLAC3D有限差分软件对3种不同的施工方案进行数值计算,对施工过程中隧道周围岩体位移、地表沉降以及周围岩体应力变化的计算结果进行对比分析,结果表明,采用先开挖隧道两侧岩体,后开挖隧道中部岩体的施工方案在应力集中程度和地表沉降方面比其余两种方案最大可降低41.3%和9.5%;隧道开挖过程中对地表沉降影响的范围大致为隧道跨度的5倍;浅埋大断面矩形隧道两侧岩体水平位移模式为向隧道外侧位移,与一般隧道不同。最后,优选出的施工方案将为大断面矩形隧道的实际施工提供参考。     

北京奥体南区地下环形隧道断面研究

城市发展日新月异,城市土地寸土寸金,城市土地利用需要更为集约、高效、现代的开发模式。市政用地主要提供城市交通与市政管线的通行空间,与周边公用、商业、居住地块的衔接,决定了市政交通条件的优劣。以北京奥体南区地下环形隧道断面选择为例,应明确城市地下隧道的使用功能,进而确定道路设计标准,同时需考虑道路周边地块需求、现场建设条件、临近工程施工衔接等控制因素,从而得到城市地下隧道断面布置的最优方案。     

复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降探讨

随着现代城市化进程的不断加快,地下交通轨道网在城市交通建设中的比重不断加大。城市地铁隧道的建设必然会打破原来的地下岩土体的平衡状态,从而构建新的平衡,地表沉降将会是地下轨道交通网建设过程中必然面对的问题。针对复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降问题进行探讨,提出较为有效的解决办法。     

类矩形盾构法隧道关键技术研究与应用

在宁波地铁4号线工程中,创新采用"科研—设计—施工一体化"的管理模式,开发了"轨道交通类矩形盾构隧道"技术体系。该技术体系在类矩形盾构法隧道的衬砌结构设计方面,解决了管片设计、结构优化等问题;在类矩形盾构方面,开发了全断面切削刀盘与驱动系统、壳体铰接与密封、环臂式拼装机等技术;在施工技术方面,研究了同步注浆技术、管片拼装仿真与工艺优化、盾构轴线控制等关键技术。这一新的技术体系将为我国地铁建设提供一种全新的单峒双线隧道类型,以解决都市核心区和老旧城区"地下空间摆不下、邻近设施碰不起"的普遍问题。     

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。     

浅埋隧道采用眼镜法开挖

在越来越大规模城市化建设的今天，国内外隧道及地下工程建设者们也无不在重点关注和积极开发研究适应城市地下建设安全，快速而科学施工的手段与方法，本文介绍日本一城市地表环境复杂条件下的浅埋双孔隧道的设计与施工情况。     

大型矩形盾构近距离穿越管线影响研究

上海临空园区地块地下连接通道采用超大断面矩形盾构机,近距离下穿大直径管道。工程是国内首条矩形盾构隧道的实践,具有施工工艺新、穿越距离近、覆土浅等特点。针对工程的特点,从隧道的设计和施工等方面进行了分析论述,提出了针对性的措施,并对矩形盾构推进过程中的管道变形情况进行了实时监测。结果表明,超大矩形盾构近距离穿越管线是切实可行的,在实施中采取的一系列措施是积极有效的。     

胶州湾隧道浅埋分岔段的设计及施工关键技术

在胶州湾隧道工程中,为满足城市交通规划和区域交通疏导要求,采取设置地下分流匝道的设计方案。双车道匝道隧道与3车道主隧道在地下小角度交汇,形成分岔隧道。由于该分岔隧道段埋深浅、地层条件差、地面环境复杂,给设计和施工带来了不小的难度。通过工程类比、数值模拟分析等方法确定小净距隧道段范围,对变净距并行隧道中夹岩分区段采取扩挖换填混凝土、对拉锚杆等措施;在特大断面隧道段通过预注浆加固地层、加强初期支护,采用台阶分块开挖方案;施工中采用微震爆破技术,较好地保护了围岩,最终成功实现了此浅埋分岔隧道的快速施工。通过现场监控量测数据反馈分析,所采取的支护参数、工程措施、施工方案合理,确保了工程的安全、顺利建成。     

我国隧道及地下工程近两年的发展与展望

总结我国隧道及地下工程近两年的发展情况。1)铁路、公路、地铁、水工等主要领域的隧道总数和总长度快速增长。2)重难点隧道及地下工程建设进展顺利:青藏铁路关角隧道、兰新高铁祁连山隧道、兰渝铁路木寨岭隧道、烟台地下水封LPG洞库、渝黔高铁天坪隧道等相继完工;港珠澳大桥沉管隧道、引松供水隧洞、引汉济渭输水隧洞、武汉三阳路长江隧道、大瑞铁路高黎贡山隧道、京张高铁八达岭地下车站、惠州地下水封油库、湛江地下水封油库、珠海横琴地下综合管廊等在如期建设中。3)特长山岭隧道建设技术、软岩隧道大变形控制技术、高瓦斯隧道建设技术、岩爆隧道建设技术、大断面矩形顶管及矩形盾构设计与应用技术、隧道机械化施工水平等方面取得了进一步的突破。我国隧道及地下工程修建技术整体处于国际先进水平。国家新型城镇化建设、新一轮西部大开发、"一带一路"、海绵城市、城市地下综合管廊、城市轨道交通、京津冀协同发展、长江经济带、珠三角经济区等战略规划,为我国隧道及地下工程领域技术发展带来了前所未有的契机。最后,基于隧道及地下工程发展方向,指出超长隧道技术,高地应力软岩大变形控制技术,高水压、大断面水下隧道建设技术,高地温、高地热隧道建设技术,高地震烈度与构造活跃带的隧道建设技术,隧道运营维护管理技术,新材料研发与应用的开发等是今后需要深入研究的关键课题。