隧道原位扩建CD工法地表沉降预测研究

近年来,越来越多的隧道面临改扩建问题,隧道扩建工程往往呈现出大断面、小净距、隧道群等特点,而原位扩建隧道的地表沉降规律也呈现出自身的特性:地表沉降槽曲线沿隧道中心线不对称、存在局部突变值等.对泉厦高速公路大帽山隧道原位扩建工程采用CD工法施工引起的地表沉降实测规律分析,基于Peck公式及叠加原理,提出了适用于隧道原位扩建施工产生的地表沉降的简便预测函数关系式,并验证了函数关系式的适用性.应用研究表明:该函数关系式能正确反映隧道原位扩建施工地表沉降规律,计算值与实测结果较为吻合.研究成果为隧道原位扩建工程地表沉降的预测提供了新的思路与方法.     

隧道动态开挖施工工法

隧道施工中,机械地执行管理程序,僵化、教条地执行设计图纸,当遇到掌子面围岩地质情况较好时,开挖过程中的偷工减料和材料浪费现象比较严重;而掌子面围岩地质情况差时,极易造成坍塌或初期支护变形开裂,增加加固处理或换拱费用。采用动态开挖施工工法,保证开挖过程顺利有序,降本增效,确保质量和安全。     

软弱围岩隧道短台阶法开挖数值模拟与监测分析

文章依托炎汝高速公路花子坳隧道施工实例,利用有限元模型对隧道Ⅴ级围岩深埋段短台阶法动态开挖过程的应力及位移变化情况进行了数值模拟分析。实测结果表明：短台阶法施工效果良好,围岩压力及拱顶下沉、周边收敛变形均在可控范围内。     

连拱隧道三导洞和台阶法施工工法的比较

以某连拱隧道工程为例,应用ANSYS有限元软件建立数值模型后导入FLAC3D中,进行了三导洞法和台阶法开挖施工方案下连拱隧道左右洞拱顶沉降、地表沉降、拱顶及中隔墙大主应力变化、压力拱范围等过程的模拟分析。     

三台阶七步开挖法在离石隧道施工中的应用

结合太中银铁路离石隧道工程实例,从工法控制和现场管理出发,介绍了该隧道采用三台阶七步开挖法的旌工总则和技术特点、施工方法、施工组织以及施工控制要点和注意事项等内容,总结了三台阶七步开挖法在软岩土质(Ⅳ、Ⅴ级围岩)隧道施工中取得的成功经验.     

邻近隧道及周围地层受深基坑开挖影响的现场监测研究

深大基坑施工诱发的运营隧道变形以及周围土体沉降等施工问题,在我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中受到日益关注。文章基于上海市交响乐团在建基坑工程,结合运营隧道以及基坑围护结构监测数据,分析了基坑不同开挖阶段周边地表沉降、地下连续墙变形、运营隧道收敛变形以及竖向位移的规律和特点。实测结果表明:周边地表总体呈下沉趋势,大致呈抛物线型分布;坑外土体侧斜和围护墙体侧移具有基本相同的变化规律,且均向基坑内侧移,开挖深度对土体侧移的影响并不是简单的线性关系;隧道的水平附加收敛表现为向外拉伸,随基坑开挖的进行,收敛变形增幅明显;隧道净沉降曲线与基坑周围土层、围护结构变形曲线的变化趋势具有较好的一致性;地下连续墙两侧SMW工法加固可有效控制隧道、坑外地表以及地下连续墙的变形。研究成果可为正确制定软土城区基坑施工对邻近地铁隧道的保护措施提供一定的理论依据。     

古濑隧道施工由CD工法变为三台阶法初期支护稳定性分析

本文以新建莆永高速公路古濑隧道工程施工为背景.对CD工法和三台阶工法下的初期支护结构内力及变形进行了有限元数值计算分析.分析结果认为:在特定隧道围岩条件下,初期支护结构所受内力在小于初期支护设计屈服强度条件下,施工方法将CD工法改为三台阶工法是可行的.     

超小净距隧道开挖工法优化

以交通运输部百年平安品质工程示范项目湖南芷江至贵州铜仁(湘黔界)高速公路寨子界超小净距隧道开挖工法的优化为例,总结了浅埋、偏压、超小净距隧道开挖工法的一些经验,对今后相同或相似地质条件的超小净距隧道的开挖具有一定的指导意义.     

不同净距双洞隧道上下台阶法同时开挖数值模拟分析

为研究不同净距双洞隧道在上下台阶法同时开挖下的围岩变形、受力及支护受力情况,文章基于Midas/GTS软件平台对10m、14m、18m、22m净距双洞隧道进行了数值模拟分析。结果表明:(1)隧道中岩墙一侧拱腰水平位移相比左侧拱腰大,拱顶处、仰拱处水平位移较小,且随着净距变化其值基本保持不变;(2)隧道拱顶及仰拱位置处围岩竖向位移较大,拱腰处较小,随着隧道净距增大各部位竖向位移均减小;(3)随着隧道净距的增大拱顶及仰拱处的水平应力及竖向应力逐渐减小,但减小幅度较小,同时拱腰处水平应力及竖向应力变化较大,且减小幅度不断扩大;(4)随着净距的增大,锚杆轴力最大值及喷混结构最大拉应力发生了减小,减小幅度逐渐扩大。     

高速公路隧道扩建力学分析及方案研究

若原有隧道为双洞四车道分离式隧道,可在原有隧道附近新建双洞,将现有的隧道变为四洞八车道的小净距隧道群。新建隧道时,隧道周围的围岩应力场已经历过多次演变,并会在施工过程中以此为基础再进行多次演变。这种应力的多次改变会导致既有隧道在原有应力场基础上的受力变异,以及新建隧道的受力变异,从而使新建隧道和既有隧道产生复杂的安全性问题。结合某高速公路隧道扩建工程实例,通过分析,确定了其扩建型式及隧道开挖方案,为今后隧道扩建工程的设计、施工提供了科学依据并积累了经验。     

水平砂岩层Ⅳ级围岩隧道二台阶法开挖技术

文章结合梧州至柳州高速公路土建工程№A01-7标段枫木界隧道Ⅳ级围岩开挖工程实例,从开挖方法、钻爆设计、超欠挖情况、超前地质预报、监控量测及施工控制要点等方面详细介绍了在水平砂岩层隧道Ⅳ级围岩中采用二台阶法开挖的技术经验,为类似隧道钻爆法开挖施工提供一定的参考借鉴。     

高速公路隧道开挖施工技术及控制策略分析

文章以某高速公路隧道1~#段开挖施工工程为例,利用有限元数值软件MIDAS-GTS NX建立二维数值模型,分析采用上下台阶法、三台阶法、三台阶预留核心土法等施工技术开挖时,隧道浅埋段埋深10m处围岩衬砌的应力变化、位移及塑性区分布情况,确定了三台阶预留核心土法为该工程较合理的开挖方式,为类似高速公路隧道浅开挖工程设计和施工提供参考。     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响,采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型,基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法,提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例,分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征,研究表明：既有隧道变形呈“凸”形,最大变形量位于锚塞体正下方附近,且随着与锚塞体距离的增大,隧道变形逐渐减小,最终收敛;既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大;Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下,隧道整体处于安全状态;Ⅴ级围岩条件下,隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值,需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。     

开挖工法对高地应力场软岩隧道围岩稳定性影响的模型试验研究

不同开挖工法对隧道围岩稳定性通常会产生不同程度的影响。文章依托蓝家岩公路隧道工程开展三维地质力学模型试验,研究三台阶法、上下台阶法、上下台阶预留核心土法对高地应力场软岩隧道围岩稳定性的影响规律。结果表明:(1)三种开挖工法下隧道拱顶沉降及拱脚收敛随开挖步的变化规律均可以分为超前变形、开挖变形和变形收敛等三个阶段,但在量值上均表现为,三台阶法最小,上下台阶预留核心土法次之,上下台阶法最大;(2)各测点初期支护与围岩之间的径向力均为压力,且围岩压力的分布特征相似,围岩压力的最大、最小值分别出现在墙脚、仰拱处,在量值上同样表现为,三台阶法最小,上下台阶预留核心土法次之,上下台阶法最大;(3)三台阶法在高地应力场软岩隧道施工中最有利于围岩稳定,且在一定程度上能满足施工进度的要求。     

浅埋隧道开挖爆破震动监测与控制技术

文章以怀长路改建工程西四渡河隧道工程爆破开挖为背景,对隧道工程开挖施工爆破地震的震动监测以及控制技术进行了研究。通过监测爆破引起的地表及结构的质点震动速度,研究了爆破地震波的传播规律并进行了频谱分析,最后提出了合理的控制技术。监测与分析结果表明:(1)质点爆破震动的速度大小与爆破单响最大药量以及测点位置到爆源中心距离密切相关;(2)下台阶在分左右两幅爆破掘进时,第一次爆破对岩石的夹制作用大、爆破震动响应较大、震动速度较高。由于第一次爆破给第二次爆破提供了新的临空面,使得爆破震动效应减小、震动速度减小;(3)爆破地震波质点震速主频的高频成分不丰富,震速主频主要分布在低频段;(4)明挖段处套拱上设置的通风窗口引起应力波的反射作用,爆破震动对钢筋混凝土套拱结构影响显著。     

新隧道爆破开挖对邻近隧道的影响分析

通过建立静力模型模拟既有隧道衬砌的现有受力状态并分析新隧道开挖时引起既有隧道的衬砌应力重分布;然后建立动力模型分析新隧道爆破时应力波在既有隧道二次衬砌中引起的应力状态;将静力模型和动力模型中隧道衬砌的应力进行矢量叠加,评判新隧道爆破开挖对既有隧道的影响。结果表明新建隧道爆破开挖对既有隧道的应力分布有较大影响,使得既有隧道二次衬砌近新隧道侧边墙处拉应力达到1.57MPa,超出混凝土抗拉强度,建议对新隧道施工采取必要的控制措施,从而保证既有隧道的安全。     

基于悬臂掘进机开挖的城市大断面硬岩隧道单侧壁施工工法

在城市构筑物密集区域,采用悬臂掘进机开挖大断面硬岩隧道将给周边环境安全带来威胁。以重庆红石路隧道工程为例,隧道下穿公路及构筑物基础,且距离周围建构物和下方运营轨道车站较近,为确保施工安全提出采用单侧壁机械开挖上、下台阶。通过数值分析反复比选,制订优化单侧壁施工法的方案,能够缩短导坑长,保证结构支护安全,有效提高施工效率。在单侧壁施工期间,通过把握施工准备、导坑开挖和支护施工等环节控制要点,做好施工监测,最终取得理想施工效益,为同类项目开展提供参考。     

隧道爬坡开挖与水平开挖掌子面稳定性对比分析

地铁附属结构施工时受场地及工期影响往往采取爬坡开挖方式。为了确定其掌子面的安全状态,文章通过理论分析并结合数值模拟,对比分析了爬坡开挖与水平开挖下掌子面的稳定性。其中,采用极限分析上限法掌子面破坏区假定,对比分析了爬坡开挖与水平开挖的破坏区影响范围及位置;采用数值分析方法,研究了爬坡与水平开挖不同工况下等值应变区的位置和掌子面水平位移变化规律。分析结果表明:隧道爬坡开挖造成的影响区范围略大于水平开挖,影响区位置比水平开挖略低;掌子面0～1/3高度范围内爬坡开挖引起的水平位移比水平开挖略大,掌子面1/3高度以上范围内略小;爬坡与水平开挖下掌子面最大水平位移均位于掌子面1/3高度处,且爬坡开挖下掌子面变形并不大于水平开挖;在不考虑超前支护的情况下,爬坡与水平开挖的掌子面稳定性基本一致,而在选取适宜的超前支护措施前提下,能够保证掌子面的稳定性。