盾构下穿既有隧道扰动效应分析

新建隧道盾构下穿既有隧道易引起既有隧道结构产生附加沉降和内力,严重时会影响既有隧道的正常运营。为研究新建隧道开挖对既有隧道的扰动效应,以杭州某盾构下穿工程为背景,采用有限差分软件构建新建隧道盾构开挖模型,计算得到既有隧道结构沉降及内力变化,并分析不同盾构推力、两隧道距离及新建隧道覆土厚度对既有隧道的扰动规律。结果表明,新建隧道施工造成既有隧道不均匀沉降率达0.05%,超过规范要求,应采取相应加固措施;既有隧道最终沉降值随盾构推力、两线距离及新建隧道覆土厚度增加而减小,增大盾构推力会引起开挖过程中既有隧道隆起变形增加。     

连拱隧道下穿既有高速公路管幕法施工技术研究

新建隧道下穿城市既有道路,当埋深较浅时上部道路很容易因沉降过大而导致路面结构开裂,甚至破坏等问题,因此研究隧道的施工技术是非常必要的。以西安市开元路至建元路下穿通道项目为依托,在连拱隧道施工过程中采用有限元软件模拟管幕法支护对隧道结构、围岩稳定性及上部道路路面沉降的影响。主要结论如下：（1）新建连拱隧道围岩竖向最大位移为7.4mm,满足规范要求,隧道结构安全可靠;（2）采用管幕法施工时,路面沉降最大值仅为4.39mm,说明管幕法开挖连拱隧道下穿既有城市道路是可行的;（3）采用管幕法施工隧道二衬最小安全系数为2.05,大于规范最小安全系数,衬砌结构安全可靠。综上可见,采用管幕法作为超前支护措施,连拱隧道下穿既有城市道路对上部路面影响较小,施工安全风险较低。     

大型地下立交正交下穿段三维有限元数值分析

在大型互通式地下立交工程中,下穿隧道往往都处于整个地下立交工程的最低点,需要设置排水泵房,于是造成了在一定空间范围内的多洞室开挖。下穿隧道及排水泵房的修建不可避免地会对上覆小净距隧道产生影响,本文针对地下立交工程中隧道正交下穿段,以厦门东坪山地下立交工程为背景,采用三维有限元方法对新建下穿隧道的施工过程进行动态模拟,分析下穿段隧道动态开挖时,整个正交下穿段位移和变形的变化规律。计算结果表明：下穿隧道和排水泵房施工时整个下穿段将产生不均匀沉降、不均匀侧移和变形,需要对下穿段隧道和排水泵房所处的围岩进行加固,并在上覆隧道相应处设置防护钢拱架。     

新建隧道管幕法下穿既有铁路路基施工技术研究

为有效保障既有铁路运营安全和解决新建隧道施工安全难题,依托新建隧道洞口段下穿铁路路基特殊工况,采用工程类比法提出一种管幕施工下穿铁路路基施工工法,主要涉及管幕施作、隧道开挖2个工艺,简单介绍基坑开挖、反力墙和导向墙施作、掌子面超前支护等该工法的前期工作,并深入分析探讨了管幕施作流程、精确顶进、管内注浆、隧道开挖、隧道支护等重点工序和关键技术。最后分析总结监测结果,认为该下穿施工工法具有安全实用性:地表累计沉降最大值为19.2mm,新建隧道下穿段拱顶沉降最大值25.61mm,最大水平收敛17.5mm,实现零预警施工开挖,隧道开挖面安全快速通过下穿段,保证了运营线的安全运营和隧道结构稳定,还解决了施工进度和安全的矛盾。     

浅埋暗挖隧道零距离下穿既有地铁车站施工方案优化研究

浅埋暗挖隧道近距离下穿施工会对既有结构产生显著影响,解决好下穿施工引起的既有结构沉降变形问题,对城市地下交通的建设和发展具有显著意义。以北京地铁6号线东四站-朝阳门站区间隧道零距离下穿既有5号线东四站为工程背景,在施工过程中开展数值模拟与现场监测相结合的研究工作,对隧道施工方案进行优化并总结分析零距离穿越施工对既有结构的影响。研究成果表明： 1）在隧道开挖轮廓线两侧2 m内进行全断面注浆能够显著提高穿越段的土体强度,有效降低既有地铁车站的沉降变形; 2）千斤顶顶撑能够对既有结构底板提供支撑反力,不仅限制了既有结构的沉降变形,而且减小了穿越施工对既有结构的影响范围,确保既有结构的最大沉降值控制在3 mm以内。     

北京地下直径线前三门隧道上跨地铁联络通道及电力隧道设计方案研究

为解决在特定的城市地下空间新建隧道施工影响既有地下结构安全的问题,以北京地下直径线前三门隧道上跨既有隧道工程为研究对象,提出"隔离桩保护,分步开挖"设计方案,模拟隧道分步开挖过程,计算隧道施工过程中联络通道的位移值。主要结论如下:隧道采用相应的保护措施和分步施工法是可行的,施工不会影响联络通道及电力隧道的结构性安全。     

超浅埋隧道下穿对既有高速公路的影响研究

为解决超浅埋隧道下穿对既有高速公路安全运营的影响,依托某超浅埋隧道下穿高速公路工程,提出隧道下穿施工的详细隧道支护方案、加固方案和开挖方案,同时建立三维精细化数值模型,对隧道下穿的整个建设过程进行模拟分析,结果表明,采用预制装配式波形钢与混凝土组合结构箱拱型钢通道施工工艺下穿的建设方案,可有效控制沉降,降低对既有高速公路安全运营的影响。     

超浅埋下穿高速公路暗挖隧道变形控制施工技术研究

深圳求水山隧道下穿机荷高速公路收费站,地面车流量大,隧道超浅埋并穿越回填土富水地层,结构松软,施工沉降难以控制,施工不当会引起隧道变形坍塌和路面沉陷,危及地面行车安全。为找出控制沉降的关键步序,运用FLAC3D软件对施工过程进行沉降分析,先确定超浅埋隧道在下穿富水软土地层条件下产生变形的原因,再对隧道施工各工序的时间和步距数据进行调研与分析。提出优化后隧道施工工法(双侧壁导坑微台阶工法)及拱脚加固、掌子面封闭、地下水处治、开挖及支护工序卡控、监控量测等控制变形技术措施,成功解决变形沉降难题,将拱顶下沉控制在45.6 mm左右,地面沉降控制在184 mm左右,化解了工程安全风险,确保了隧道施工和地面行车安全。     

新建隧道正交下穿施工对既有隧道的影响

为揭示新建隧道正交下穿施工对既有隧道结构安全及地表建筑物产生的影响,依托某新建地铁区间隧道工程,采用三维有限差分方法构建了新建隧道正交下穿既有隧道的三维数值计算模型,探讨了新建隧道正交下穿施工对地表沉降及既有隧道衬砌结构产生的影响,得出了地表横向、纵向沉降规律以及既有隧道衬砌结构变形、内力的变化规律。     

新建矿山法隧道近距离下穿既有隧道的影响分析

随着交通工程的飞速发展,出现了越来越多的地下交通工程。城市中地下结构在同一个通道集中出现的情况也变得普遍。该文以南京地铁隧道近距离下穿已建宁芜货线明挖隧道项目为工程背景,对施工给既有隧道造成的影响进行全程数值仿真分析,对比不同开挖步长对上部既有隧道的影响。基于分析结果,对新建隧道的可行性进行评价并对安全措施提出建议。     

横洞进正洞交叉口设计优化方案研究

长大隧道施工中通常采用设置辅助坑道增加作业面提高项目施工进度,然而辅助坑道进入正洞的挑顶施工通常是长大隧道施工的难点,三岔口的设置对隧道施工的影响较大。本文结合成兰铁路平安隧道横洞进正洞时设计的3种不同全断面挑顶施工方案,并通过应用总结了不同挑顶施工方案的特点,确保隧道在安全、质量的前提下达到快速进洞的施工条件。增加支洞施工方案和横洞断面不同比扩大垂直进正洞挑顶设计明显优于横洞断面同比例扩大垂直进正洞挑顶设计。     

新建隧道下穿施工对既有高速公路的影响及工法优化研究

为了探索新建隧道下穿施工对既有高速公路的影响,并为新建隧道选取更适合的施工方法,以某新建浅埋暗挖隧道为例,借助于NASYA和FLAC 3D,对其进行了数值模拟研究。研究成果表明:首先,由于覆土越大,对隧道支护的压力越大,新建隧道引起的土体的沉降值便越大,表现为路基下方围岩的沉降大于路肩下方的;第二,由于临时支撑能对土体的变形起到削弱作用,所以采取了更多临时支护的CRD法施工引起的道路沉降值明显小于台阶法施工引起的沉降值;第三,本工程中将三台阶施工方法替换为CRD法后,既有路面最大沉降值从14.7 mm减小为12.9mm,降低值为1.8 mm,但台阶法具有工期短、成本低等优点,故推荐本工程采用台阶法施工。     

深埋大跨度绿泥石片岩隧道变形规律及合理预留变形量

陕西宝鸡至汉中高速公路连城山隧道（双洞六车道）在穿越绿泥石片岩地层过程中发生了初期支护变形侵限、喷射混凝土开裂、钢架扭曲等严重大变形灾害,施工难度非常大。基于连城山隧道大变形现场调研和现场监控量测数据,统计分析了不同绿泥石片岩岩体状态下的隧道变形情况,研究了深埋大跨度绿泥石片岩隧道变形规律及合理预留变形量;在此基础上建立了深埋大跨度绿泥石片岩隧道施工变形控制基准。研究结果表明：隧道变形量与绿泥石片岩的岩体状态密切相关,绿泥石片岩呈粉末状时隧道变形量最大,绿泥石片岩呈块状或厚层状时隧道变形量相对最小;隧道变形整体上表现出拱部沉降明显大于水平收敛的特征;采用“三台阶留核心土法+拱墙部双层HK200b钢架+φ108大管径锁脚锚管+深仰拱”的施工方案时,粉末状、碎裂状（粉末加块石）、薄层状、块状或厚层状绿泥石片岩段隧道沉降量值分别为358~850,234~678,153~486,27~236 mm;其中以拱部初期支护的整体沉降为主,占总沉降的55.5%~86.1%;隧道沉降主要发生在上台阶和中台阶施工阶段,占总沉降的66.7%~82.7%;仰拱施作后产生的变形占比最小,为3.3%~4.9%。建议在以上4种绿泥石片岩岩体状态下,隧道预留变形量分别取70~95,50~70,30~50,15~30 cm;在保证隧道施工场地的前提下,应尽量缩短台阶长度,减少初期支护封闭成环的时间。     

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。     

大断面黄土隧道不同试验工法下的力学特性及变形特征研究

针对大断面黄土隧道的工法适用性问题,依托郑西客运专线陕西境内秦东、潼洛川和高桥等隧道,开展大断面黄土隧道中的CRD、双侧壁导坑、CD、留核心土台阶法及双层支护台阶法5种试验工法的试验,通过现场试验测试及数据分析,研究不同试验工法下的力学特性和变形特征。总结其变形特征为垂直位移显著,变形受封闭距离与支护刚度影响明显;分析对地表沉降的控制效果,受力特征分析显示型钢受压明显而锚杆受力较小;得到不同埋深下的围岩压力特征曲线;接触压力测试显示刚度大的双层支护较单层支护小。最后对不同试验工法的适用性进行综合评价。     

特大跨黄土隧道设计施工技术要点探讨

针对特大跨度黄土隧道设计和施工过程中遇到的问题,结合工程实例,重点探讨洞口高边坡防护、快速掘进、下穿建（构）筑物措施、洞内变形控制、地表陷穴回填以及地表裂缝处理等技术要点,得到以下主要结论： 对于黄土隧道的进洞方案,可根据实际情况进行灵活选择,如果“早进洞”存在风险时,也可选择高刷方进洞方案; 三台阶七步法快速掘进不宜一味追求进尺,优化施工组织,加强工序衔接,实现短进尺、快循环才是关键; 黄土隧道的沉降可以通过采取分部开挖、加强超前支护、减小开挖进尺和及时封闭仰拱等措施进行有效控制; 黄土陷穴采用三七灰土、沙泥浆回填措施是可靠的; 隧道浅埋段地表裂缝不易避免,但可通过洞内控制措施来减小其规模,对于已经出现的裂缝,应及时处理。     

复杂地质条件下三线车站隧道施工方案优化研究

针对王岗山隧道出口段三线车站隧道断面施工前期CRD与台阶法施工存在拱顶下沉与收敛变形过快过大,断面拱顶下沉和收敛变形速度达到3~5 mm/d,日最大下沉和收敛值为4.7 mm和4.8 mm,15 d内累计下沉109 mm、收敛53 mm,且下沉、变形还在进一步发展中,存在围岩侵入设计限界的问题,通过现场调研,分析大变形产生的主要原因在于埋深浅、跨度大、扁平率低、穿越辉绿岩侵入岩与沉积岩的混杂带,岩体破碎,岩质软弱、易滑。提出优化施工方案,采用双侧壁导坑法施工,优化超前和初期支护措施,并制定详细的施工步骤。实际监测结果显示,该优化施工方案有效地控制了围岩变形,初期支护达到了较好的效果,收敛和拱顶下沉基本未突破预留值,保证了施工安全,为按时完成隧道施工提供了保障。     

大别山隧道围岩破碎带全断面开挖施工方案研究

以客运专线合武铁路大别山隧道工程大断面施工为背景，在通过隧道施工设计中存在的围岩破碎带时，应用TSP超前地质预报初步确定破碎带的距离和走向，并结合隧道施工现场开挖揭露出的围岩情况，应用离散单元法（UDEC）对围岩破碎带全断面施工开挖、支护方案参数进行数值模拟理论分析。现场实测结果表明，监控量测成果和离散元计算成果中隧道拱顶下沉规律基本一致，且变形量小于设计允许值，证明隧道围岩及初期支护结构处于完全稳定状态。     

软土地区浅埋暗挖大断面隧道拱顶沉降实测分析

软土地区的浅埋隧道由于土层软弱,易产生较大变形和坍塌。为解决隧道开挖时的围岩变形及开挖工法选择问题,依托紫之隧道第1标段暗挖段工程,对洞内拱顶沉降、拱腰收敛和仰拱隆起进行实测,对实测数据的规律与影响因素进行分析。研究结果表明： 1)CRD工法在淤泥质软土中与四台阶法在强风化泥质粉砂岩中测得的拱顶沉降都较大; 2)拆除隧道支撑会引起较大的拱顶沉降,其比例占总拱顶沉降的14.63%; 3)隧道在淤泥质软土中开挖时会发生椭圆化变形,二次衬砌完成后,由于隧道基底承载力不足,隧道产生了整体沉降; 4)降雨会使上部土体超载,并弱化围岩的强度,导致拱顶沉降加大; 5)土质条件与施工工法的变化都会明显影响拱顶沉降,在隧道变形要求严格的区域或淤泥质软土中,采用CRD工法开挖风险仍较大。     

风积沙地层大跨公路隧道施工过程力学行为分析

采用三维数值模拟和现场监测的手段,对风积沙地层大跨公路隧道超前支护效果、工法参数优化、围岩压力释放和沉降发展规律进行分析。通过计算结果与监测数据的对比分析,得出了风积沙地层隧道开挖过程中围岩压力的变化形态、二次衬砌施作时机和最终形变荷载大小以及沉降发展等规律。分析结果表明：旋喷桩超前支护将掌子面潜在失稳区域控制在旋喷壳下部掌子面前方D/2范围（D为单洞开挖跨度14m）;三台阶法施工台阶长度宜取（1/3～1/2）D;二次衬砌落后下台阶掌子面的距离宜取D/2;二次衬砌分担荷载较大,分担比例约为50%。