直接铺管施工技术与应用

直接铺管施工技术及其装备作为近年来国际非开挖领域的新技术、新设备、新工法,在定向钻施工场地受限、管道出入土两点落差较大、管道埋深较浅、盾构顶管施工费用较高时,有一定的施工优势。该工法结合了微型隧道施工和水平定向钻2项技术的特点,在利用隧道掘进设备进行隧道开挖的同时,利用推管设备将预制好的管道同步铺设,将隧道施工与管道铺设同步进行。陕京四线管道工程无定河项目穿越轴线落差大、地质复杂,选择采用直接铺管法进行穿越施工。通过对掘进机和推管机进行设备选型分析,以及对隧道掘进、管道推进、测量控向、润滑减阻和管道回拔等关键技术进行研究,该工法在无定河项目得到成功应用。最后,对直接铺管技术在定向钻工程抢险、定向钻套管铺设、陆地管道和深海排污施工领域,以及推管机为定向钻工程提供助力、用于管道损坏或卡死时退回取出和建成隧道内管道安装等方面的拓展应用进行了介绍。     

管推进工程管线与土壤互制行为之分析研究

本研究主要是针对非明挖工法中之管推进工法,以有限元素法来仿真分析管推进工程中的相关问题,并且加入了管材与土体表面之间的接触性质来探讨管推进工程中管材与土体的互制行为.本次数值分析包含了物理模型试验与曲线推进工程等两种数值分析模型.在物理模型的数值分析中,考虑开挖面超挖与挤压的两种状况,并且与实验量测数据做比较.而在曲线推进的数值分析中,则建立一般土层中在外侧土体地盘改良前后的两种情况来互相比较,观察改良前后推进过程中观察土体的应力分布情况和地表沉陷量变化,期能将结果回馈到真实的工程设计之上.     

铁路隧道使用凿岩台车与风钻钻爆的比较研究

为进一步分析研究高铁隧道凿岩台车与风钻钻爆的优劣及适用性问题,以郑万高铁小三峡隧道工程为依托,介绍风钻钻爆 的施工应用情况及凿岩台车钻爆在施工应用方面的制约因素,并从施工工效、人员配置、安全性、超欠挖控制、成本投入等方面对比 分析。 主要研究结论如下: 1)采用凿岩台车钻爆,在硬岩条件下钻爆速度较快,Ⅲ、Ⅳ级围岩可通过工法调整来提高凿岩台车的施 工效率,遇软弱围岩时应慎重选用; 2)凿岩台车钻爆与风钻钻爆相比,劳动强度低、节省劳动力、安全风险小等方面具有突出成效; 3)理论分析凿岩台车钻爆较风钻钻爆平均线性超挖小,但实际施工过程中却反之,可通过加强管理来缩小与人工钻爆之间的超挖 差距; 4)凿岩台车对风钻钻爆的优势显而易见,随着隧道施工机械化进程不断地发展,将来一段时间凿岩台车钻爆替代风钻钻爆 施工是未来地下工程开挖的发展方向之一。     

凿岩台车采用长短眼配套控制隧道超挖技术

为有效降低施工成本，减小钻爆法隧道超挖量，提高钻爆施工技术及改进施工工艺，通过研究凿岩台车作业模式，分析得出凿岩台车进行隧道钻爆开挖时，由于受台车钻臂结构影响以及现场视线不清、视距较远等，钻凿周边眼时外插角不易控制，产生的隧道超挖往往较大。结合工程实践，通过对比凿岩台车在初期支护紧跟掌子面及不紧跟掌子面等不同施工工况下长短孔配套施工产生的超挖量，得出在保证施工安全的前提下，保留一定长度的隧道不进行初期支护施工钻孔，并采用长短孔配套钻孔爆破技术，可有效控制凿岩台车钻爆时隧道的超挖量。研究结果表明： 采用长短孔配套钻孔时，Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅳ级围岩，Ⅴ级围岩相比类似条件只采用长眼时的最大超挖量分别减少约12、19.5、21.5 cm。     

隧道光面爆破超欠挖现象分析与控制技术措施

隧道的超欠挖现象会影响到其施工质量、进度、成本等诸多方面。本文详细地分析了隧道工程光面爆破施工超欠挖现象产生的主要原因,系统地探讨了相应的控制技术措施,这为有效控制隧道工程的超欠挖现象,改进和提高钻爆法光面爆破施工技术水平等提供了借鉴经验。     

新乌鞘岭隧道软岩大变形悬臂掘进机施工控制技术研究

为解决新乌鞘岭隧道8号、9号、10号斜井工区正洞在千枚岩、板岩等软弱破碎岩体前期施工中出现的掌子面频繁溜塌、初期支护开裂、变形扭曲等问题,在对地质预报、监控量测和围岩松动圈等数据分析以及三台阶钻爆法施工支护存在的问题研究的基础上,采用现场试验的方法,研究玻璃纤维锚杆超前加固、超前大管棚支护、悬臂掘进机预留核心土两台阶机械法开挖工法、合理预留变形量以及增强初期支护的锁脚锚固、桁架结构加强初期支护纵向连接、径向注浆加固围岩等措施。经现场应用表明： 1）对于高地应力软弱围岩隧道,采用预留核心土两台阶大断面悬臂掘进机铣挖法施工技术是可行的,结合超前加固、支护结构补强等措施后,支护结构累计变形较前期减小一半以上,支护结构变形可控。2）采用悬臂掘进机开挖,隧道平均线性超挖量可控制在15 cm以内,相比钻爆法喷射混凝土平均超挖率由120%减小至60%,工序循环时间减少3 h左右,月施工进度由25~35 m提升至50~60 m。3）高地应力软岩大变形控制应在合理工法、合适设备、合理预留变形量和具有一定抵抗变形能力的支护结构之间找到平衡点。     

水平层状围岩台阶法施工超欠挖控制试验研究

Ⅳ、Ⅴ级水平层状围岩台阶法施工过程中,因其层间存在软弱夹层,光面爆破效果较差,难以形成设计要求的拱形轮廓,超、欠挖现象严重。该文基于吉怀(吉首—怀化)高速公路大林隧道台阶法施工控制爆破的现场试验,针对水平层状围岩隧道钻爆法施工超欠挖存在的问题,逐步调整并最终提出不同围岩条件下炮眼布置及爆破设计参数,用以指导爆破施工。     

既有隧道扩挖及改建技术探讨

既有隧道的扩挖或改建需求,大致可分为基于交通量增加、新增通风或逃生空间、老旧隧道维修补强等。而往往既有隧道的建设年代久远,衬砌劣化、背后空洞、围岩的依时弱化或变形等先天条件不良,且设计图说、工程记录等付之阙如,故设计前之调查更显重要。此外,如何考量利用既有隧道之外支撑及衬砌,减少扩挖或改建过程对隧道及围岩之扰动,为设计及施工另一考量重点;而若施工期间仍需维持车辆或列车之运行,则其设计与施工之考量将与一般隧道新建工程大不相同,难度更高。本文首先搜集汇整日本所开发之8种隧道扩挖工法,以及意大利开发之扩挖工法,分别探讨其适用条件、使用限制及优缺点等,最后以一台湾案例比较说明,进而探讨各种既有隧道扩挖或改建技术,以期提供尔后相关工程之选择与参考。     

软岩隧道光面爆破技术应用研究

本文针对目前公路软岩隧道钻爆开挖施工中普遍存在的超挖现象,通过腊子口隧道光面爆破技术应用的探索,对软岩隧道光面爆破方式及爆破参数的合理选择进行了研究分析,指出周边眼钻孔控制及爆破技术参数的合理选择是软岩隧道光面爆破效果的关键,对同类型隧道钻爆设计的优化以及超欠挖的有效控制提供了参考和依据。     

水平层状围岩隧道超欠挖控制技术研究

基于吉怀（吉首-怀化）高速公路羊和岩隧道水平层状红砂岩钻爆法开挖的工程实践,对超欠挖的危害、超欠挖的影响因素进行了分析,提出了水平层状围岩全断面法施工的钻爆设计参数;鉴于现场钻爆施工的方便性及可操作性,提出了从提高钻孔精度、控制装药参数、规范装药结构和加强施工管理四方面来控制水平层状红砂岩隧道超欠挖的技术措施。     

层次分析法在盖挖工法选型中的应用研究

盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法这3种工法的选型决策不仅需要考虑工法的可行性,还需要考虑工期、经济性以及社会效益等因素。为了得到3种工法选型决策的评价体系,以青岛五四广场地铁车站为例,运用层次分析法对该地铁车站进行3种工法的选型研究,得到盖挖半逆作法为该地铁车站的最优工法,结果符合实际工程经验;通过对有限元计算结果和现场施工监测结果进行分析,得到盖挖半逆作法表现良好,为最优推荐工法。     

液压凿岩台车开挖隧道控制超欠挖施工技术

由于液压凿岩台车自身的结构比较特殊,在控制超欠挖方面比风钻开挖难度上大许多,培养出高水平的司钻人员也需要较长的时间,其费用也相当高。以致在某客运专线隧道施工中,由于没有合格的凿岩台车司钻人员,隧道开挖超欠挖太大,无法承受巨额的经济损失。为了履约,将液压凿岩台车停放在施工现场当做摆设,先进的生产力因司钻操作技术水平的限制无法发挥其作用在此情况下作者结合工程实践,从司钻技术要求、测量放线、周边孔司钻、底板孔司钻、底板光面爆破、欠挖管理、司钻管理等技术和措施方面详细介绍了液压凿岩台车开挖隧道控制超欠挖施工技术,为隧道及地下工程开挖控制超欠挖提供了借鉴,为施工人员、技术人员提供了参考。     

综合管廊U型盾构机械化施工工法研究与应用

为解决传统明挖法、矿山法、盾构法和顶管法在综合管廊施工中存在的不足和局限,根据国内管廊工程建设环境特点,通过分析传统管廊施工方法的优点和不足,结合装配式建筑的发展趋势,创新性地提出U型盾构机械化施工工法。该工法将明挖法开挖与在盾壳内完成主体预制拼装结构相结合,通过研制相应装备将传统固定支护结构转变为刚性可移动支护结构,实现了明挖法管廊施工的机械化、标准化和规范化。介绍U型盾构工法的原理、适用范围、工艺流程、操作要点和节点处理,对比U型盾构与传统明挖支护结构的受力特点和对周边环境的影响,分析U型盾构适用范围及其工法优势; 通过海口市椰海大道管廊试验,验证了该工法在明挖综合管廊施工中具有较高的进度优势、经济优势和推广应用价值; 最后探讨该工法在小曲线半径、矩形或U型断面工程以及明挖框架结构工程中的应用前景,以期为综合管廊及类似工程提供一种新的设计理念和施工工法。     

深水嵌岩桩冲击钻施工技术

针对深水桩基施工中回旋钻在卵石层中容易发生卡管、在淤泥层容易发生塌孔等问题,以某跨江大桥深水桩基冲击钻施工为例,对其施工工艺进行了介绍。结合工程所处的水文、气象、地质等环境条件,明确冲击钻施工的特点及难点,给出详细的施工方案和工艺流程,并重点对钻孔施工的步骤进行描述,最后分析了钻孔功效。实践证明:冲击钻有效地克服了回旋钻施工中的问题,可为类似深水嵌岩桩冲击钻施工提供可借鉴的经验。     

地铁工程盖挖逆作法施工技术探讨

地铁车站是城市地铁的重要组成部分,且修建施工技术尤为关键,特别是在建筑环境极其复杂的松散地层中,修建大型综合性地铁车站的施工技术问题越来越受到重视,在修建地铁车站的多种工法中,盖挖法是一种常用的施工方法,而其中的盖挖逆作法是一种技术含量较高、施工较为复杂的施工技术。盖挖法可以细分为盖挖顺筑法,盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法等几个分支。针对这些问题对地铁车站盖挖逆作法进行了研究。以某地铁工程为例阐述盖挖逆作法施工技术,有关经验可供相关专业人员参考。     

地铁暗挖车站STS管幕结构施工技术研究

在复杂地质及多风险源地段修建地铁车站,传统的暗挖工法不能满足施工需要,STS（steel tube slab）管幕工法作为一种修建超浅埋地铁暗挖车站的新型施工方法被提出。以STS管幕结构修建沈阳地铁某车站为依托,结合现场施工,通过现场试验和监测对顶管过程中的注浆减阻、管间掏土、螺栓连接、混凝土灌注和地表沉降等进行研究,解决了钢管顶进准确定位的难题和大直径带翼缘板钢管减阻问题,得到清理管间土和混凝土灌注的施工方法,并确保了STS管幕工法修建地铁暗挖车站管幕结构的成功实施。     

水磨钻在岩石地质下的成孔工艺

水磨钻(取芯机)人工挖孔施工与一般的人工挖孔施工方法主要的区别在于挖孔过程所采用的设备和施工工艺,而其钢筋笼加工、混凝土灌注与一般的人工挖孔桩无特别之处.通过笔者在永川长江大桥29号过渡墩采用水磨钻成孔之实践,阐述水磨钻桩基成孔的施工条件、工艺等特点,为类似地质条件下水磨钻施工提供参考.     

超浅覆盖隧道穿越煤坑段抽坍处理技术

随着环境保育、水土保持观念的提升以及减少对自然条件改变的理念,安全、节能、环保的隧道施工技术,已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往浅覆盖隧道多以露天明挖,或辅以混凝土盖板保护顶拱再填土覆盖之施工方式,皆为需要大量开挖的施工方法。在减少开挖之因素考量下,舍传统明挖或混凝土覆盖板方式,以先进支撑稳定顶拱之工法,是最常被采用的开挖方式之一。本文探讨台湾北部某开挖中之双孔公路隧道,地形上通过一处长100 m山谷地区,其上方覆土仅20 cm～2 m,同时下方为煤碴堆积及废弃煤坑分布等不利隧道施工之因子。基于节能环保及水土保持因素考量,采用管幂工法通过。由于本案例地质材料除表土、风化岩盘及昔日矿碴外,多雨的气候,使得地表水常年汇流于山谷内,造成隧道开挖遭遇极大的困难,但经数次之抽坍应变处理后,勉为通过,其处理经验与心得,可供后续类似案例之参考。     

拱顶盖板法在浅埋与超浅埋公路隧道施工中的应用

浅埋、超浅埋隧道施工方法主要有明挖(盖挖)法和暗挖法。文中针对隧道埋深浅时不能有效形成承载拱,施工不当容易引起坍塌或地面下沉等安全事故的技术难题,结合广西靖西至那坡高速公路那圩隧道工程实例,介绍了拱顶覆盖层半揭盖加钢筋砼盖板法处理浅埋、超浅埋隧道的技术要点及适用条件,说明了其施工效果。     

深圳新彩隧道上跨厦深铁路梅林隧道工法研究

新建隧道与既有隧道相交且净距很近时,施工过程中必然会对既有隧道产生不利影响,同时也增加了新建隧道的施工难度和工程风险。本文通过深圳市彩田路北延新彩隧道上跨厦深铁路梅林隧道施工工法研究,对明挖和暗挖两种工法采用三维模型数值分析,分别从对既有隧道位移(上浮)、应力等方面进行评价,得出明挖方案比暗挖方案使既有结构不同断面位置变形更均匀,结构的安全性更高,具有更高的工程可行性。实际施工过程中也是采用明挖施工,在半年的时间内完成了此段工程。本案例对今后类似工程的实施具有较强的借鉴意义。