函谷关隧道下穿连霍高速公路施工技术

郑西客运专线函谷关隧道为大断面黄土隧道,隧道下穿连霍高速公路地段地质为砂质新黄土,施工过程中控制高速公路路面下沉保证行车安全是施工的难点。主要介绍函谷关隧道在下穿施工过程中,采用超长管棚超前加固地层技术,玻璃纤维锚杆加固工作面技术,初期支护背后注浆技术,通过优化支护参数,调整CRD法工序,缩短工序步长等措施,利用先进的监控量测技术对洞内外变形数据的分析反馈,顺利地完成隧道穿越连霍高速公路的施工。     

砂质新黄土隧道水平旋喷桩超前加固施工技术研究

以蒙华铁路万荣隧道工程为例,采用三维数值计算方法,计算分析水平旋喷桩超前加固在砂质新黄土隧道施工中的可行性,隧道采用全断面开挖最不利工况下,模拟15 m水平旋喷桩进行超前加固,计算结果显示隧道掌子面塑性区长度明显减小,保证了隧道开挖过程掌子面的稳定;针对TY400和ST60两种钻机施作水平旋喷桩技术进行研究,优化确定施工参数及相应加固方案,并指出施工过程中的操作要点,研究提出在砂质新黄土隧道中水平旋喷桩超前加固施工技术。结果表明:隧道开挖时采用15 m水平旋喷桩加固掌子面后,在掌子面及周边形成了承载环,掌子面塑性区范围明显减小,提高了掌子面的整体稳定性,实现了万荣隧道的顺利贯通,水平旋喷桩超前加固技术在砂质新黄土地层加固效果明显,可为今后砂质新黄土地质条件下隧道工程的施工提供经验参考。     

函谷关隧道砂质黄土地层支护受力测试分析

研究目的:针对郑西客专函谷关大断面砂质黄土隧道,隧道开挖过程中初期支护受力及变形特点,进行砂质黄土隧道支护合理性的研究,提出有效的支护措施.研究结论:结合函谷关隧道设计施工及科研测试,通过现场支护变形、内力量测,分析总结浅、深埋条件下大断面砂质黄土隧道围岩压力及支护受力特性后得知:对于大断面砂质黄土隧道,采用大刚度型钢钢架,结合网喷微纤维混凝土等初期支护措施,是控制土体变形、保证施工安全的有效措施.     

全风化花岗岩富水地层超大断面隧道设计技术

研究目的:在艰险困难山区,受铁路车站设置和联络线出岔影响,会出现多线车站隧道和变断面隧道,甚至形成超大断面隧道。当隧道位于软弱浅埋富水地层时,隧道建设存在以下安全风险:地形地质条件差,地下水发育,易坍塌破坏;初期支护受力大,变形控制难度大,存在变形侵限、失稳及塌方风险;隧道需采取多次开挖支护,受力转换困难,支撑拆换安全风险大。鉴于国内外软弱富水地层超大断面隧道实例不多、研究较少,本文结合实际工程,对此问题进行研究。研究结论:论文总结了国内外超大断面隧道修建技术现状,对隧道施工过程中的力学行为进行了分析,制定了隧道的超前支护措施、衬砌支护参数和施工方法,并得出如下主要结论:(1)软弱富水地层超大断面隧道修建难度大,安全风险高,造价高,需结合隧道工程的具体条件制定切实可行的支护措施和施工方法;(2)为控制软弱富水地层超大断面隧道初期支护变形和初期支护措施转换,采用大墙脚基础和多重支护措施是必要的;(3)为控制软弱富水地层变形,超大断面隧道变形及坍塌,应采取强有力的超前加固及掌子面加固措施;(4)该研究成果可为软弱地层超大断面隧道设计、施工提供借鉴。     

高含水率黄土大断面隧道变形特性及施工方法

针对宝兰客运专线高含水率黄土大断面隧道建设过程中遇到的初支变形大、掌子面易失稳坍塌等技术难题,现场对高含水率黄土的分布进行了统计,并结合郑西客运专线大断面黄土隧道相关研究成果开展隧道变形特性试验。结果表明:高含水率黄土主要分布于黄土塬坡脚下方平坦阶地浅埋段,多位于土石界面附近或砂质黏质黄土界面附近;含水率越高隧道变形越大且以沉降变形为主。一般含水率黄土隧道可以采用台阶法施工;中高含水率黄土隧道需在台阶法的基础上加强辅助支护以控制变形;未饱和的高含水率黄土隧道可以采用简易CRD法或四台阶法施工;饱和高含水率黄土隧道需采用帷幕注浆等措施对掌子面进行预加固,经加强超前支护和辅助支护后可以采用台阶法施工。     

铁路膨胀岩隧道初期支护稳定性分析及设计优化

通过对国内外学者研究成果的归纳总结,结合隧道工程特点,提出一种膨胀岩综合分级标准。以玉(溪)蒙(自)铁路秀山隧道为工程背景,采用ANSYS软件分析中、强膨胀级别下膨胀力对初期支护的影响规律。结果表明:原设计中等膨胀工况膨胀范围为4 m时最小加固范围为6 m,强膨胀工况加固范围太大,常规注浆工艺较难实现;隧道断面优化后中等膨胀工况膨胀范围为4 m时最小加固范围为2 m,强膨胀工况膨胀范围为3 m时最小加固范围为4 m;随膨胀级别升高,初期支护仰拱底鼓和边墙收敛量增加;优化后由于加固范围减小,初期支护变形量增大。     

客运专线大断面浅埋黄土隧道进洞施工技术

郑西客运专线南山口隧道开挖断面大,在进行出口黄土段施工时,由于其埋深浅、围岩自承能力差,黄土具有一定的湿陷性,施工难度大。针对这些特点,利用大管棚与超前小导管配合进行预支护,采用交叉中隔壁法进行隧道开挖、支护,使初期支护尽快封闭成环,并及时施作二次衬砌,有效地控制围岩沉降变形,顺利安全地通过浅埋黄土地段。     

地铁隧道穿越厚碎裂岩层的支护优化分析

青岛地铁3号线汇泉广场站—中山公园站区间穿越厚碎裂岩层地质,其岩体节理裂隙较为发育,导致围岩自稳能力较差,以及施工风险较大。结合现场地质条件和施工环境,提出了4种隧道支护结构加固方案;通过数值模拟分析了各加固方案的地表沉降、初期支护结构主应力及围岩塑性区发展情况;基于灰色关联定量分析了各加固方案对5项评价指标的综合支护效果。结果表明:全断面WSS超前帷幕注浆对地层沉降和围岩塑性区发展控制效果最好,超前小导管支护对抑制围岩塑性区发展较明显;碎裂岩层隧道的综合加固效果为:全断面WSS超前帷幕注浆>超前小导管支护>增大拱顶锚杆长度、增设拱肩及拱脚锚杆>提高初期支护刚度。     

函谷关隧道下穿新黄土冲沟施工技术

研究目的:研究大断面隧道下穿新黄土冲沟地段施工中的偏压影响,提出防止隧道坍塌的施工技术。研究结论:(1)水泥土回填、混凝土明渠修筑及混凝土咬合桩打设等技术措施,防止了地表水下渗、浸蚀,消除了地表水对湿陷性黄土的影响,提高了冲沟及其边坡的稳定性;(2)应用水玻璃硫酸浆液注浆固结粉砂层等加固措施,减少了因隧道开挖引起的地表沉降,保证了隧道开挖的稳定性;(3)提高隧道初期支护强度和刚度,控制隧道开挖支护变形,可有效控制隧道偏压的影响;(4)通过CRD工法优化,缩短工序距离和工序时间,可以达到初期支护早日成环,对控制黄土隧道变形和地表下沉行之有效。     

浅埋暗挖隧道穿越填石区地表沉降控制

厦门城市轨道交通1号线城市广场站—塘边站浅埋暗挖区间采用矿山法施工,由于隧道穿越地质条件复杂的填石区地表沉降难以控制。仅采取喷射混凝土封闭掌子面、注浆加固、加强超前支护措施累计地表沉降接近70 mm;而采取地表高压旋喷桩超前加固,洞内全断面帷幕注浆、双层小导管超前支护等多种措施,能将地表沉降控制在5 mm以内。据此提出了地表高压旋喷桩超前加固、全断面帷幕注浆、双层小导管超前支护、长管棚初期支护和拱脚加固施工方法。经实施效果良好。研究成果能为城市浅埋暗挖隧道穿越填石区提供参考。     

低渗透性地层隧道超前加固改进研究

研究目的:武汉地铁二号线施工过程中穿越渗透性较差的黏土或黏土夹碎石地层时,应用常规的"超前注浆小导管"加固技术,存在加固效果不明显和施工难度大的问题。为了解决这一问题,采用型钢支护代替超前锚杆或钢管进行超前支护,并通过应用离散元法对比矩形和圆形断面型钢的成拱效果,建议采用矩形断面型钢,为类似工程积累经验。研究结论:通过研究得出:(1)对于相同宽度和间距的矩形和圆形断面型钢而言,矩形型钢具有更好的成拱效果,能承受更高的土体荷载;(2)从抗弯性能和价格上来说,矩形截面型钢都优于圆形钢管;(3)在地层渗透系数较小、注浆效果较差的情况下,可以用矩形断面型钢来代替超前注浆小导管进行超前支护;(4)该研究成果可应用于隧道超前支护的设计。     

客运专线大断面黄土隧道正洞与斜井交叉口施工关键技术

结合郑西铁路客运专线大断面黄土隧道秦东隧道施工,就黄土隧道斜井和正洞交叉口施工方案进行了对比和选择,详细阐述了交叉口施工支护措施,交叉口段斜井衬砌施工方法,斜井进入正洞内的导洞施工方法,正洞落底后及时进行正洞仰拱施工,初期支护与仰拱尽早成环等关键施工技术和措施。在施工监控量测方面介绍了监控量测在大断面黄土隧道正洞与斜井交叉口施工中的重要性和采用的仪器及量测方法。     

太中银铁路岗城隧道突泥塌方处理

研究目的:岗城隧道位于陕西省横山县,为一单洞双线隧道,全长4 575 m.施工中发生突泥塌方,涌泥约1 000 m3,塌方处隧道埋深94 m,地表最大沉降5.137 m,针对突泥塌方段的特点,对于岩层加固进行了"大管棚+上半断面超前预注浆"法、夯管法和冻结法的比选,推荐采用"大管棚+上半断面超前预注浆"法施工.研究结论:(1) 岗城隧道突泥塌方处理方案选定合理;(2) 岗城隧道涌泥涌砂塌方地段的超前支护注浆加固是治理塌方涌泥有效的方法.(3) 岗城隧道突泥塌方处理证明了做好地质超前预报是安全施工的必要手段.     

超前预支护技术在穿河隧道施工中的应用

长沙市湘江大道浏阳河隧道下穿浏阳河,水下暗挖隧道K1+020—K1+110段,覆土厚度最薄处仅14 m,该隧道具有小净距、强风化、浅埋、水下暗挖的特点。以长沙市湘江大道浏阳河隧道暗挖段施工为例,介绍了该工程所采用的长短管棚和小导管相结合的超前支护、玻璃纤维锚杆超前加固、地面垂直注浆和全断面超前帷幕预注浆等复杂地质条件下暗挖段超前综合加固支护施工技术,有效地保障了暗挖段的施工质量和安全。     

客运专线大断面黄土隧道施工方法有限元计算

针对郑西客运专线大断面黄土隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题，运用有限元方法，对弧形导坑、CRD、CD及双侧壁施工方法进行动态数值模拟计算，进而对这四种施工方法进行比较．所建立的大断面黄土隧道支护结构体系模型，对大断面隧道的设计和施工具有一定的参考价值．     

黄土地区高速铁路隧道设计

结合黄土的性质和高速铁路隧道的特点,论述高速铁路黄土隧道设计的要点及注意事项,并结合近年来国际国内大断面硐室施工的实际情况,总结出黄土隧道设计时初期支护、二次衬砌、预留沉落量的计算公式。其中有关的经验教训是多条铁路隧道设计和施工中的总结,希望能给今后高速铁路黄土隧道设计提供借鉴。     

大断面隧道小净距上跨既有隧道施工方案优化北大核心

成都市轨道交通17号线二期工程阳公桥站—龙爪堰站区间隧道上跨既有7号线盾构隧道采用交叉中隔壁法施工。通过数值仿真结合现场监测,分析大断面隧道以小净距上跨施工时既有隧道拱顶隆起与地表沉降的变化规律,并通过分析新建隧道初期支护厚度、钢拱架间距、单次拆撑长度对既有隧道拱顶隆起和地表沉降的影响,对原施工方案进行了优化。结果表明:先行开挖的两个导洞施工对既有隧道拱顶隆起与地表沉降影响明显;既有隧道拱顶隆起与地表沉降随钢拱架间距和单次拆撑长度增大而增大,随初期支护厚度增加而减小。建议新建隧道上跨施工时采用初期支护+二次衬砌+三次衬砌的复合衬砌结构,钢拱架间距取0.4 m,单次拆撑长度取6 m。     

软弱围岩隧道机械化全断面施工超前支护体系设计方法研究

保证掌子面的稳定是实现软弱围岩隧道机械化全断面施工的前提,合理的超前支护措施及参数是控制掌子面稳定性的有力手段。针对目前隧道超前支护设计方法不完善且多依赖于工程经验的现状,提出隧道超前支护体系定量化设计方法。基于经典楔形体模型,推导了考虑四种常用超前支护措施(掌子面喷混凝土、超前管棚、掌子面锚杆、掌子面预注浆)时掌子面稳定系数K的计算公式,提出了掌子面喷混凝土支护力P_1、掌子面锚杆支护力P_2、管棚支护下围岩压力折减系数α_1、掌子面预注浆加固后围岩黏聚力增大系数α_2的计算方法,制定了隧道超前支护体系设计流程,并以郑万高速铁路荣家湾隧道为背景验证了该计算方法的合理性。研究成果可以为软弱围岩隧道超前支护体系设计、优化提供理论支撑。     

石太客运专线茂林山隧道穿越老黄土地层施工技术

茂林山隧道出口段遇长105 m老黄土地层(属Ⅴ级围岩),施工中出现边墙开裂、拱顶下沉问题。后调整施工方案,即采取小导管超前加固、缩小进尺,加强支护、二衬及时跟进等措施,顺利通过黄土层。     

石太铁路客运专线大断面黄土隧道施工技术

介绍石太客运专线南庄隧道出口段DIK152+570~DIK152+933CRD法施工技术,对该大断面黄土隧道采用围岩预加固及辅助施工措施,开挖采用交叉隔壁法,及时封闭开挖面,做好衬砌支护,加强施工中的监控量测工作,并通过监控量测数据,分析掌握大断面黄土隧道围岩的变形情况,及时调整衬砌、支护时间及参数,确保隧道施工安全。