大断面小净距隧道施工力学响应研究

通过对软弱围岩条件下的大断面小净距隧道采用不同施工方案及步骤时的力学响应研究,针对双侧壁导坑法、CD法、上下台阶法等几种施工方法对围岩变形、地表沉降、围岩应力、围岩稳定性等进行对比分析,确定了适合软弱围岩条件下大断面小净距公路隧道的合理施工方法。对双侧壁导坑法采用不同的施工过程,分析比较确定出合理的施工程序。研究结果可为类似工程的设计和施工提供借鉴。     

大断面小净距隧道断面优化及其设计参数研究

对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线形规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。以某双洞8车道隧道施工为研究背景,通过数值模拟及理论分析,对断面优化及其设计参数进行了深入研究。研究结果表明:随着高宽比的增加,拱顶位移逐渐减少,水平收敛逐渐增大,在高宽比为2.0时达到理想状态,这个时候的拱顶位移和水平收敛基本相同,此时断面有利于开挖。当高宽比取理想高宽比2.0时,这时应力较均匀,是开挖的理想断面,同时考虑行车通行的建筑界限,取高宽比为0.6333是合理的。隧洞埋深对塑性半径和周边位移的影响极大;弹性范围内的支护阻力与隧洞变形成正比;塑性半径随着围岩强度的增加而减小。     

相邻并行小净距大断面隧道施工顺序研究

地铁现已成为大中型城市改善交通状况的主要方式之一,因地铁各条线间存在互联互通的需求,从而不可避免地就存在联络线、渡线、停车线,渡线段因其断面结构的特殊,多采用暗挖法施工。本文以石家庄地铁1号线中山广场站~解放广场站区间暗挖配线为背景,了解在不同的施工阶段围岩应力、支护结构内力的变化情况,特别是两隧洞并行和三隧洞并行的断面,研究并行隧道的开挖顺序对围岩扰动的影响,分别对不同开挖顺序情况下不同典型断面的围岩应力、支护结构内力值,以及隧道开挖后可能的位移和塑性区进行了数值模拟,计算不同开挖方案对土层位移的影响,并进行现场实验验证,对施工顺序及工序进行了优化,大大节约了工期。     

大断面小净距三孔并行隧道施工方案优化

以重庆新中梁山大断面小净距三孔并行隧道段为依托,采用FLAC 3D有限差分软件,首先对大断面主隧道不同施工方案进行了模拟,然后研究了大断面小净距三孔并行隧道在不同施工顺序下围岩位移与应力的变化情况,并与现场监测数据进行了对比分析。研究结果表明:中隔壁法在控制围岩变形和缩短施工工期上有较大优势,所以中间主隧道采用中隔壁法,左右辅助隧道采用上下台阶法施工;三孔并行隧道按左-右-中顺序开挖时主隧道围岩变形量以及各隧道拱顶主应力均小于其他3种开挖顺序。     

小净距隧道全断面扩挖爆破振动影响分析

既有郁山隧道进口平导为有轨运输小断面,考虑增建二线后用于防灾救援及排水,需扩挖以增大断面。通过理论分析、现场验证和最优化等方法,并结合工程地质特征进行测试和分析,提出新郁山隧道平导扩挖控制爆破方案。运用已有爆破临空面优势条件,利用高段位毫秒雷管点火延时分散性、减少单响爆破炸药用量,以充分发挥精确延时错峰减振技术。实践表明,按所制定的隧道扩挖控制爆破方案进行施工,在净距仅5.69 m的条件下Ⅲ级围岩实现了全断面扩挖,爆破振动对围岩和隧道结构产生的影响可控,既有铁路运营安全。     

超小净距特大断面地铁车站施工关键技术

重庆地铁礼嘉车站为地下二层双洞4线双岛暗挖车站,最大断面达856 m2。通过数值计算结合现场实测对中岩柱单边落底法施工的特大断面、超小净距、多交叉口隧道进行了研究,分析了不同开挖步序时拱顶位移以及中岩柱宽度、先后行洞合理施工纵距对隧道施工的影响。研究表明:大断面隧道采用中岩柱单边落底施工方法是可行的,中岩柱单边落底施工方法的关键工序是第1步序和第2步序的开挖,施工中应加强监控等措施;中岩柱的宽度宜大于1.5 m;后行隧道与先行隧道间的施工纵距取20 m是合理的。     

超小净距隧道不同爆破方式现场试验研究

超小净距隧道钻爆法施工过程中,爆破产生的地震波不可避免地对先行隧道衬砌结构产生损伤,会危及其安全和稳定性。南京地铁隧道二号线工程实践,最小净距仅0.309 m,远小于隧道设计规范规定值,进行CRD工法的爆破全过程系统现场试验,分析先行洞衬砌在不同爆破方式作用下的振动波传播及分布规律,结果表明:上台阶爆破时先行洞迎爆侧衬砌产生的振速较大,但切向和水平相差不大,应将上台阶的爆破作为爆破控制的重点,选择合理的掏槽形式和掏槽位置,可以为后续爆破创造足够好的临空面;下台阶爆破对先行洞产生的振速较小,一般不会大于10 cm/s;上下台阶同时爆破作业产生的振速最大,超过爆破安全规程规定值20 cm/s,因此小净距隧道禁止上下台阶同时爆破。     

泄水洞超小净距下穿高速铁路隧道设计

研究目的:针对泄水洞超小间距(1.9 m)下穿高速铁路既有运营线隧道的沉降控制难题,以兰渝线龙凤隧道泄水洞下穿既有龙凤隧道设计为例,通过理论分析、数值计算和现场试验段施工等方法,达到泄水洞施工中严格控制既有隧道沉降、保障既有隧道和线路安全的目的。研究结论:(1)通过采取倒人字坡设计,能增加两隧间净岩柱厚度,同时不影响泄水洞的施工和使用功能;(2)通过采取长管棚加小导管注浆预加固岩溶破碎地层,以及喷早高强混凝土、全环型钢钢架加强支护、注浆回填钢拱架背后的空隙等措施,能很好地控制既有线沉降,保障运营安全;(3)现场试验段施工能较好地验证设计参数和施工工艺;(4)本设计可对其他类似下穿铁路运营线工程设计提供借鉴。     

断面非对称小净距黄土地铁隧道施工顺序模拟对比研究

西安地铁5号线兴庆路站至青龙寺站区间隧道在兴庆路站站后设置停车线,为同时满足左线停车和双线正常行车的功能需求,拟选用左线(大断面)双侧壁导坑法和右线(小断面)台阶法的施工方案进行施工。针对该地铁隧道不同施工顺序采用二维动态有限元数值模拟,通过分析施工引起的拱顶沉降、拱腰收敛、地表变形、衬砌内力和中间土体应力特征及规律,得出大小断面地铁隧道先后施工相互影响的规律性成果:不同施工顺序对拱顶沉降和地表变形影响相差不大,而先行小断面隧道采用台阶法施工完成后对隧道拱腰收敛、衬砌内力及中间土体应力的影响较先行大断面施工的影响小,采用先施工小断面隧道的施工顺序更为合理。     

大断面铁路隧道施工工法对比研究

铁路运营速度的大幅提升,对隧道断面的要求也越大,建设中出现了许多大断面以及超大断面隧道。随着隧道断面增大,隧道开挖时围岩自稳能力变差,松弛范围加大,施工难度急剧增加,如果隧道施工方法选择不当,将直接影响到施工安全、施工进度、工程投资等。本文选取交叉中隔壁(CRD)法、弧形导坑法、大拱脚三台阶法三种施工方法对在浅埋、软弱围岩段进行开挖模拟。通过对模拟结果的分析,评价开挖方案的合理性,为设计和施工提供理论依据,并为类似工程提供借鉴。     

超小净距隧道单双层预裂爆破振动研究

受空间资源的影响,隧道净距逐渐减小,如何保证超小净距隧道爆破施工安全,降低爆破振动对中间岩柱的影响是隧道工作者的重点研究对象。针对前陡泉隧道0.61 m超小净距爆破施工状况,分别应用单层、双层预裂爆破方案,对比分析振动实测数据,得出双层预裂爆破技术相比单层预裂降振率达53.75%,通过回归分析得出双层预裂爆破对振动传播规律的影响,达到了预期的爆破效果。     

大断面连拱隧道侧导洞扩挖影响分析

依托深圳嶂背大断面连拱隧道扩挖工程,基于勘探资料和施工情况,建立三维有限差分数值模型,分析侧导洞扩挖对围岩支护力学行为的影响,并开展现场实测验证。结果表明：侧导洞扩挖使得拱顶沉降增加40%～50%,水平收敛增大2%～15%,但仍低于规范容许值;扩挖显著影响夹岩的力学响应,但扩挖后的夹岩塑性率仍小于20%,且夹岩塑性区并未贯通;扩挖导致初期支护的变形及应力升高25%～30%,应重点关注衬砌压应力变化;经安全评估,中导洞受力状态最差,侧导洞扩挖将一定程度影响待开挖夹岩和初支的稳定性,但不会严重威胁隧道安全,扩挖工程是安全可行的。     

板桃隧道洞口段两超小净距隧道的施工

主要介绍渝怀铁路板桃隧道洞口段超小净距两隧道的施工技术。施工中采用注浆水平导管预加固和低振动控制爆破技术     

超小净距地铁隧道爆破振动监测与分析

结合南京地铁Ⅱ号线苜蓿园站-小卫街站超小净距地铁隧道施工中，由于左右线隧道之间距离较近，对在后行洞开挖爆破荷载作用下先行洞衬砌振动响应进行相关监测，并分析地震波在不同位置的分布规律，得出了一些有意义的结论，可供类似工程参考。     

矿山法扩挖盾构隧道断面的关键技术

因周边环境复杂,郑州市轨道交通1,2号线联络线与正线分岔区隧道施工难度很大。本文首先提出矿山法扩挖盾构隧道形成大断面隧道的施工方案,阐述了其关键技术,然后对扩挖过程进行了数值模拟分析。结果表明:在洞内径向注浆、超前管棚支护、管井降水等辅助措施下采用矿山法开挖可将成型盾构隧道扩挖成大断面隧道;扩挖中采用型钢连接措施进行新旧结构受力体系转换,可防止土体失稳,有效控制地表沉降,加快工期。本文介绍的方法为地铁分岔区隧道的建设提供了一种新思路。     

大断面黄土隧道变形特征分析

以兰渝铁路大断面黄土隧道为工程背景,采用三维数值模拟结合现场试验,对台阶法施工中围岩深部变形特征进行分析;研究围岩纵向变形规律并预测先期位移;研究预留核心土对围岩变形的控制效果。结果表明:围岩拱部竖向位移弱化较慢,而边墙水平位移弱化较快,水平收敛普遍小于拱顶沉降;隧道纵向先期位移约占总位移的31%～38%,预留核心土可有效控制围岩纵向变形;纵向位移与围岩弹性模量成反比,Hoek曲线与数值计算结果较接近,特别是掌子面前方较好吻合,数值计算先期位移占总位移的33%;预留核心土有效降低掌子面的临空范围,有利掌子面稳定;核心土适宜预留长度为2R/3(R为隧道换算半径);数值计算和实测的围岩变形规律基本一致。     

复杂地质条件下超小净距铁路隧道设计与施工研究

受地形、地质、引入车站等条件限制,在某些地段不可避免地要设置超小净距铁路隧道,故此文以哈达铺实体隧道为例,并结合地形地质条件,阐述超小净距铁路隧道设计与施工的可行性、经济性及优越性,并详细介绍哈达铺隧道的施工工序及注意事项。     

超小净距隧道单双层预裂爆破振动研究北大核心

受空间资源的影响,隧道净距逐渐减小,如何保证超小净距隧道爆破施工安全,降低爆破振动对中间岩柱的影响是隧道工作者的重点研究对象。针对前陡泉隧道0.61 m超小净距爆破施工状况,分别应用单层、双层预裂爆破方案,对比分析振动实测数据,得出双层预裂爆破技术相比单层预裂降振率达53.75%,通过回归分析得出双层预裂爆破对振动传播规律的影响,达到了预期的爆破效果。     

锦屏高地应力下特大异形断面隧洞扩挖技术研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞群施工为背景,对多洞交叉形成特大异形断面隧洞施工技术进行研究。在对交叉口地段围岩地质、断面形状与几何尺寸及其变异、施工条件、多次施工扰动进行分析的基础上,结合隧洞施工理论及方法,提出了适合于锦屏特大异形断面的"从上至下,主攻节点"的二次扩挖方法,给出了3#施工节点分五步开挖的施工顺序,确定了与隧洞围岩和断面条件及施工方法相适应的支护结构及参数,为锦屏二级水电站多洞交叉口困难地段施工提供了指导依据,从而为实现隧洞群工程顺利施工奠定了基础。     

不同施工工法对浅埋小净距隧道围岩稳定性影响的数值模拟研究

我国部分高速公路建设在山地丘陵地区,地质条件极其复杂,会遇到大量隧道工程,而有些隧道受到地形、线形规划等条件的限制,往往需要修建小净距隧道,而固岩稳定性对于施工尤为重要.本文以某浅埋小净距隧道为例,采用数值模拟的分析方法,研究隧道出口段分别采用交叉中隔壁法(CRD工法)和双侧壁导坑法施工对围岩变形和力学特性的稳定性影响,将不同施工方法开挖引起的隧道围岩变形和塑性区情况进行了对比分析.研究结果表明,CRD工法引起的围岩扰动相对较小,这将为比较选择更为安全可靠和经济合理的设计和施工方法提供较好的科学依据.