下穿机场跑道大断面隧道施工对策及地层变形规律研究

北京首都国际机场T3与T2航站楼之间的单层双跨连拱浅埋暗挖大断面隧道垂直下穿机场跑道,采用超长管幕下十导洞分步暗挖法施工。通过对隧道施工地表变形进行分析,得出以下结论:1)新建隧道施工地表最大沉降值平均为9.28 mm,控制变形情况良好,采用超长管幕保护浅埋暗挖施工技术切实可行;2)3个断面变形拟合得到的确定调节系数平均为0.951,地表变形符合Peck公式;3)变形拟合得到的K值平均为1.903,为北京地区常规数值的3~6倍,管幕的存在对新建隧道施工引起的地层变形具有阻隔及扩散作用;4)变形拟合得到的Vl值平均为0.201%,略低于北京地区常规施工方法水平。     

富水软弱地层中浅埋暗挖隧道施工地表沉降分析——以杭州紫之隧道为例

为深入了解富水软弱地层中浅埋暗挖隧道施工引起的地表沉降特征,以杭州紫之隧道北口浅埋暗挖段工程为依托,采用现场监测数据分析与数值模拟计算相结合的方法,分析地下水渗流作用对地表沉降的影响。分析结果表明:1)在地下水渗流作用下,横向和纵向地表沉降槽宽度系数的拟合值均大于文献中对黏土的建议值;2)在隧道施工过程中,地层孔压下降范围逐渐扩大,地下水渗流是沉降槽宽度增加的主要原因;3)地表沉降主要发生在隧道外侧起拱线处、与水平方向成45°+φ/2的斜线之间区域(φ为隧道上覆土层平均内摩擦角)。     

建筑物下大跨度浅埋地铁隧道施工技术

南京地铁一期工程鼓楼站～玄武门站区间停车线隧道,埋深浅,围岩差,隧道断面大,且隧道穿过的地表有楼群建筑物。针对上述特点,提出了相应的浅埋暗挖工法,并采用有限元进行模拟分析,为设计、施工提供参考。     

浅埋大断面大跨度连拱隧道施工变形现场监测试验研究

结合浅埋大断面大跨度隧道工程实践,对浅埋大断面大跨度连拱隧道施工变形进行现场监测试验,分析隧道施工全过程及在不同开挖工序下的施工变形特点。研究结果表明：1)左、右洞上台阶开挖引起先行隧道变形较大,引起的后行左洞变形较其它工序要大;2)后行隧道施工对先行隧道变形影响较大;3)右洞上台阶开挖对右洞变形的纵向影响范围为隧道跨度的1/4,右洞下台阶及左洞上台阶开挖对右洞变形影响范围为隧道跨度的1/3,左洞上台阶开挖对左洞变形影响范围为隧道跨度的1/3;4)对于浅埋大断面大跨度连拱隧道,应及早施作二次衬砌,以控制隧道变形。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

大断面公路隧道CRD法施工影响下围岩变形规律研究

以山东滨莱高速双向8车道公路大断面乐疃隧道为依托工程,采用ABAQUS软件对CRD法施工过程中围岩变形规律进行了研究,并结合现场监测结果进行对比分析。研究结果表明:1)CRD法施工过程中,地表沉降呈现出阶梯状增大规律;2)随着开挖的进行,地表沉降最大值点不断移动,全断面开挖完成后,最终地表沉降曲线呈正态分布;3)隧道开挖对地表的影响范围在隧道中心线两侧40 m左右,约为2倍隧道跨度,在该影响范围内,应加强监测;4)通过统计53个实测断面监测数据,得到浅埋段地表下沉及拱顶下沉监测值分布具有一定相似性,在类似的工程条件下,建议拱顶沉降值宜控制在30 mm、周边收敛控制在20 mm。     

基于模型试验的浅埋暗挖隧道施工过程中地表建筑物变形规律研究

为研究城市浅埋暗挖隧道施工过程中地表建筑物的变形规律，通过物理模型试验并采用3D扫描对地表建筑物沉降进行监测，同时采用数字散斑技术（DIC）对建筑物模型墙体的应变进行监测，得到浅埋暗挖隧道施工过程中建筑物墙体的应变规律。研究结果表明： 1）当建筑物中轴线与隧道中轴线平行，建筑物模型位于隧道正上方时，模型的各项应变随着与开挖掌子面距离的增大而减小； 2）建筑物模型受扭转产生的剪切应变主要受模型角点的不均匀沉降差值影响，不均匀沉降差值越大，受扭剪切应变越大； 3）建筑物模型受弯产生的拉伸应变和剪切应变主要受各角点沉降值的影响，沉降越大（即挠曲越大），产生的挠曲拉伸应变和剪切应变也越大。     

顶管近距离上跨运营隧道施工变形实测结果分析

通过对深圳某大断面顶管近距离上跨运营地铁盾构隧道施工过程引起顶管下部盾构隧道不同监测断面竖向变形实测值进行研究分析,同时结合施工过程中采取的变形控制措施进行了分析。对浅覆土大断面顶管顶进过程中地表变形规律及控制措施进行了研究,发现浅埋大断面顶管施工会引起下部盾构隧道产生隆起变形,变形主要集中在顶管施工区域约3倍顶管宽度范围内。顶管外注浆及管内配重对控制隆起变形快速发展有较好的作用。     

隧道开挖引起上覆岩体移动变形分析及控制措施研究

在隧道浅埋大断面施工中,受开挖断面尺寸和邻近隧道施工扰动的影响,上覆岩体受力复杂,极易发生移动和变形,合理的施工方法和施工错距对改善围岩受力状况、保证隧道施工安全尤为关键。文中在分析上覆岩体位移变形机理的基础上,采用数值分析方法对浅埋大断面公路隧道采用预留核心土法、台阶法施工时洞内变形和地表变形进行分析比较,并对洞内外变形进行监测。结果表明,台阶法施工方便、工序接替快、对围岩扰动少,当左右幅隧道施工错距为1倍洞距及以上时,可有效减小互相扰动的影响,有利于隧道的稳定。     

不同地表倾角下台阶法施工对大断面隧道变形的影响分析

依托简浦高速公路长秋山大断面隧道工程,运用有限差分软件FLAC3D对该隧道采用三台阶工法的动态开挖进行了模拟,分析了不同地表倾角下台阶长度对隧道洞周位移的影响规律。结果表明:浅埋大断面公路隧道三台阶法施工,隧道洞周位移大小顺序为:仰拱隆起 拱顶沉降 水平收敛;不同地表倾角下,隧道拱顶沉降及仰拱隆起变化主要发生在台阶长度为4~6 m之间,说明短台阶或超短台阶法能够较好地控制隧道的洞周变形,更为适合软弱围岩大断面隧道的施工;台阶长度从10 m开始,隧道洞周位移逐渐收敛,可作为浅埋大断面隧道台阶法施工下洞周位移的"起始收敛点";隧道地表倾角对隧道洞周位移的变化影响较大,因此,实际施工中应根据地表的不同倾角,选择更为合理的台阶长度进行施工,确保软弱围岩大断面隧道的安全施工。     

地铁隧道施工对既有城市道路的影响研究

为了探究地铁隧道下穿施工时,施工方法和隧道埋深对既有城市道路的影响,以某正交下穿既有城市道路的地铁隧道为例,利用FLAC~(3D)有限差分软件建立了三维数值计算模型,就新建隧道的埋深和三种不同的施工方法对既有城市道路的影响进行了数值模拟研究,得到主要结论如下:采用三台阶六步法时,新建隧道施工引起的围岩变形和路面沉降最小,三台阶法次之,全断面开挖引起的围岩变形和路面沉降最大;隧道埋深越大,既有路面受新建隧道的影响越小,当埋深为50 m (8倍新建隧道洞径)时,新建隧道引起的既有路面沉降值仅为3. 7 mm;同时,新建隧道施工对周边环境影响最为严重的是新建隧道2倍洞径范围内,距离新建隧道越远的地方,受到的影响则越小。     

下穿既有电缆隧道的地铁暗挖隧道稳定性研究

以北京地铁10号线二期终-火区间地铁暗挖隧道下穿2条电缆隧道工程为背景,通过地铁暗挖隧道施工的全程动态数值模拟,并基于现场初期支护收敛监测结果进行对比分析,研究砂卵石地层条件下地铁暗挖隧道初期支护收敛变形特点。结果表明： 1）地表最大沉降为6.46 mm,地铁隧道数值模拟得到的最大收敛值为7.10 mm,实测最大收敛值为6.77 mm,地铁隧道初期支护变形控制在合理、安全的范围内; 2）减小钢拱架间距和全断面注浆这2种技术措施对于提高地铁隧道初期支护及围岩的稳定性效果显著; 3）先施工的右线隧道对周边环境引起的损伤大,后施工的左线隧道对周边环境引起的损伤小; 4）先施工的隧道应设计更高的初期支护强度、全断面注浆等技术措施来保证隧道衬砌及围岩的稳定。     

管幕超前支护浅埋暗挖隧道开挖方案对比研究

对拱北超大直径管幕超前支护下浅埋暗挖隧道不同开挖方式施工过程中对周围环境的影响进行了有限元数值分析,对比了不同开挖方式下地表的变形、邻近桩基的变形等。采用等效刚度法对超大直径钢管幕超前支护结构进行模拟,考虑施工不利因素等的影响,对比了不同等效刚度条件下,开挖完成时地表的变形规律。计算结果表明,由于该工程开挖断面大,上覆埋土浅,同时超前支护结构的刚度很大以及浮力的作用,随着隧道的开挖,由于下部土体的卸载回弹作用地表表现为逐渐隆起的变形规律。由于地基的变形对邻近桩基础产生显著影响,桩顶的位移最大,为8 mm左右。通过对比发现采用五台阶十分区开挖方案引起的地表变形和桩顶变形相对较小。     

软弱地层超大断面暗挖隧道施工力学行为研究

采用多台阶分部开挖法,选取超大断面暗挖隧道为研究对象,分析隧道各部开挖引起的支护结构受力、变形及对地表的影响情况等,为隧道暗挖段设计施工提供参考。     

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。     

浅埋暗挖隧道地表沉陷规律分析及控制措施研究

青岛市城阳区某隧道为交叉中隔墙法开挖的浅埋暗挖隧道,隧道周边环境复杂。为了研究浅埋暗挖隧道地表沉陷规律,保证施工过程中既有桥梁、给水管和通讯管线的正常运营和使用。对隧道地表、拱顶、围岩压力等参数进行了实时监测,得到了支护和围岩的动态信息。并基于监测数据利用MIDAS软件建立了有限元模型,研究了隧道性状和土体变形特征在不同施工参数下的变化规律。将现场监测数据与数值模拟计算值进行对比,两种方式得到的数据吻合度高。隧道的平移近、拱顶下沉、地表沉降、拱腰压力、拱底压力和拱顶压力等参数临近控制值。针对上述结果,提出了优化开挖顺序、控制进尺长度和加强超前支护等施工控制措施,据后期的监测数据反馈情况证明了施工措施的有效性。     

平顶直墙暗挖隧道设计与施工关键技术

针对北京地区平顶直墙暗挖隧道土体开挖易坍塌、地表沉降量敏感的施工特点,通过对平顶直墙暗挖隧道设计与施工的技术特点进行分析,提出平顶直墙暗挖隧道的设计方法、施工原则与要求;通过对平顶直墙暗挖隧道初期支护断面划分、超前支护、工序转换以及特殊措施的分析总结,提出"优先墙柱二次衬砌法"与"中隔壁保留法"2种原则性平顶直墙暗挖隧道施工步序,并给出了3种常规条件下的典型施工步序,供设计与施工参考。     

软流塑状Ⅵ级围岩浅埋隧道施工技术

在兰渝铁路南坪隧道出口段施工中遇到浅埋偏压现象,围岩为软流塑状Ⅵ级围岩。采用地表管桩控制软流塑状围岩的溜塌;采用大拱脚及加强支护措施来控制变形坍塌;在暗挖施工中经过施工方案比选,采用三台阶预留核心土法;并在严密配套的洞内外监测技术的指导下,安全顺利的通过了浅埋偏压Ⅵ级围岩地段。     

浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案比选

以昆明地铁3号线金太区间隧道工程为例,采用现场监控量测与数值模拟相结合的方法,分析了3种浅埋暗挖矩形区间隧道临时支护拆除方案对隧道结构安全稳定性的影响,得出了目标断面隧道结构的顶板下沉、水平收敛、地表沉降及安全性系数在拆除临时支护前后的变化规律,引入位移变化率指标,分析对比了临时支护拆除方案的优劣,确定了适用于浅埋暗挖矩形隧道临时支护的间隔拆除方法,并采用现场监测数据验证了其可行性。     

膨胀力对合肥市轨道交通浅埋暗挖隧道的影响研究

以合肥轨道交通1号线为工程依托,采用数值模拟与工程实测相结合的方式,以开挖过程中地表沉降和隧道变形为评价指标,分析了膨胀土地层对浅埋暗挖台阶法施工过程的影响。     

某公路隧道浅埋大跨段施工工序优化分析

随着浅埋暗挖施工技术的日趋成熟及城市交通的愈发拥堵,连接各城区之间新建公路隧道工程多采用大跨暗挖方案,因此隧道浅埋段施工对围岩扰动控制影响分析至关重要。本文结合烟台五卒山隧道,采用FLAC3D选取两种适用的施工方法对该隧道浅埋段开展施工工序优化分析,分析不同施工方法对隧道围岩的扰动影响。分析表明双侧壁导坑法引起隧道的最大沉降位移比CRD工法增大约13.7%;双侧壁导坑法的最大水平收敛约为CRD工法的3.08倍;底部隆起值CRD工法略小;说明采用CRD工法对工程围岩扰动影响较小。研究结果可为相似地层条件下的类似隧道工程施工提供一定的指导。