阿联酋铁路大断面隧道关键技术研究

伴随隧道的不断建设,我国隧道施工技术飞速发展,自“一带一路”启动,国内越来越多的企业向海外拓展,走上国际舞台。以阿联酋为代表的中东地区国家,缺乏大断面隧道关键技术施工经验,国内的隧道施工经验仅能提供参考借鉴,给隧道施工安全、质量及进度带来了极大的挑战。依托阿联酋联邦铁路大断面隧道,对中东地区复杂地质条件下大断面隧道施工关键技术进行研究,明确了复杂地质条件下阿联酋铁路大断面隧道快速施工专用设备,提出了大断面隧道空孔直线掏槽爆破及振动控制技术、石棉隧道施工防控技术及混凝土裂缝控制技术。可为今后中东地区大断面隧道设计施工提供相应参考。     

大断面铁路隧道施工技术与造价分析

介绍了按双层集装箱设计的大断面铁路隧道浅埋偏压段及软弱膨胀围岩的施工技术及造价指标分析。     

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。     

软弱地层大断面铁路隧道进洞方法研究与实践

为解决软弱地层隧道洞口暗挖进洞施工的难题,以新建成昆铁路杨家湾隧道和西(安)成(都)高铁石梯子隧道为工程依托,采用理论分析与工程实践相结合的方法,对隧道洞口边仰坡稳定性及加固设计方法进行研究分析。研究结果表明,软弱地层隧道洞口上台阶开挖及开挖至路基面,仰坡安全系数均小于1,处于不稳定状态易形成潜在滑动面,开挖塌方风险大。基于隧道洞口稳定性分析,隧道仰坡滑塌必然存在潜在滑动面,洞口加固设计应以稳定滑动面为核心;基于该设计理念提出隧道洞口加固设计的3种方法,分别为玻璃纤维钻孔桩加固方法、桩基托梁护拱加固方法和纵横梁加固方法。3种方法的核心设计理念是通过洞口护拱或明洞对仰坡滑坡体形成反压,通过锚固桩或玻璃纤维桩抵抗潜在滑动面,并成功应用于新建成昆铁路杨家湾隧道和西成高铁石梯子隧道,保证隧道洞口的稳定性,并安全顺利暗挖进洞。     

大断面地铁车站隧道软弱围岩渐进破坏规律模型试验研究

以贵阳市地铁2号线阳明祠车站为背景,采用室内模型试验模拟大断面地铁车站施工过程中隧道塌方破坏过程,明确施工期间大断面隧道塌方破坏过程机制,对比分析围岩和路面的变形。结果表明:通过围岩重力作用模拟隧道施工过程中塌方过程,与实际塌方过程基本吻合,弥补了常规加载破坏的不足;围岩渐进破坏过程表现为裂隙出现-裂隙发展-裂隙贯通-围岩塌方,支护渐进破坏过程表现为变形缓慢增加-变形快速增加-裂缝快速发展-支护破坏;围岩渐进破坏与支护渐进破坏相互作用,共同发展;在实际施工过程中,当支护变形大幅增加时,应增加支护强度,同时还应及时注浆、打设长锚杆,以减缓围岩裂隙发展,阻断围岩渐进破坏过程。     

多年冻土区铁路通风路基室内模型试验研究

介绍了青藏铁路多年冻土区通风结构路基内模型试验的研究结果。分析了模型路基典型部位的温度随时间的变化情况及整个路基2个典型断面在最低负温，最高正温和融化期结束时的温度场特征。通过对不同周期内对应时刻温度场的对比分析表明：随着时间的推移，路基土体的温度有明显的降低，最大融化深度有逐渐减小，这说明通风管路基结构形式能够有效地为路基提供冷能，发挥保护冻土，维持路基稳定性的作用。沿着风向方向，路基温度场呈不对称分布；通过通风管中心的断面和位于两根通风管中间的断面温度场在同一时刻非常相似，说明在路基的横断面上温度分布是对称的。     

大断面富水复合地层铁路隧道施工关键技术

干庆隧道穿越复合地层。复合地层以饱和粉质黏土为主,间夹粉细砂或砂类土、圆砾类土及半胶结状砂层,组成无规律,结合性能弱,黏聚力低,自稳能力极差,可借鉴成功经验少,施工难度大。为解决施工遇到的技术难题,以干庆隧道为研究背景,通过分析施工影响因素,提出解决措施。为解决富水地层地下水对施工的影响,采用地表大口径深井群井降低地下水位技术、超前短距离管棚快速预注浆预加固围岩。为解决大断面及复合地层施工中的安全风险,加快施工进度,采用多台阶划小施工单元进行开挖、旋喷桩加固拱脚及液压破碎锤精准开挖技术。采用以上技术措施后,该隧道安全快速地通过了富水、复合围岩软弱地层,平均月进尺达30 m,最高达42 m,取得了较好效果。     

大断面高铁隧道下穿既有铁路悬臂掘进机施工研究

当大断面高铁隧道长距离下穿既有运营铁路及岩溶发育复杂地层时,采用大型机械化作业容易导致隧道塌方（塌陷）,影响既有线运营安全。文章以渝昆高铁引入昆明枢纽工程站前二标长水机场隧道下穿沪昆铁路施工为研究对象,针对大断面复杂地层高铁隧道下穿既有线铁路悬臂掘进机开挖工艺,对悬臂掘进机选型、开挖工法、工效分析等方面进行研究,根据研究结果采取科学的施工方法及有效措施,最终安全快速地完成下穿既有线路施工,为类似工程施工提供参考。     

高速铁路大断面隧道地应力测试与分析

大岩湾隧道位于沪昆客运专线长玉段,为单洞双线隧道,全长1 968 m,最大埋深259.64 m,开挖面积达160 m2,跨度达15 m,属于超大断面隧道。本文介绍了隧道工程区水压致裂地应力测试的基本原理和测试结果,并对测试结果进行了分析。分析结果表明:该工程区的原地应力以水平应力为主,最大主应力方向为W67.5°N,与区域地质分析的结果相吻合。根据该工程区应力量值及方向,分析了隧道区的应力特征,并结合该隧道的工程地质条件,对隧道施工过程中的稳定性和岩爆发生的可能性进行了讨论。     

复杂地质大断面铁路隧道爆破振动能量传播特性研究

对复杂地质大断面铁路隧道爆破振动能量对隧道工程的影响进行研究,解析其传播特性.首先分析振动能量传播损伤特性,寻找振动能量累计损伤对整体振动传播规律的影响因素;其次利用有限元模型模拟振动能量传播过程,切实获取传播特性相关数据与计算手段;再利用模拟数据和模型进行振动测试,进行柱形炸药包的振动能量传播特性分析;最后在实际工程...     

客运专线铁路大断面隧道断层涌水、涌泥处治技术研究

某山区客运专线铁路隧道施工中遇到韧性剪切带夹泥化夹层,岩体软弱破碎,泥化夹层呈软塑状,地下水丰富,造成掌子面涌水、涌泥,危及施工安全。为有效加固软弱泥化夹层段落,保证隧道安全、稳定、快速的施工通过,结合施工期间的涌水、涌泥概况及成因分析,对超前帷幕注浆和周边水平旋喷桩进行比较后,最终采用了"正面封堵、高位截排"的综合处理原则,即掌子面采用超前帷幕注浆加固,并通过分析法、检查孔法对注浆加固进行效果检验,同时在线路一侧设置一处高位泄水洞引排水。采取以上处理方案后,可以满足该段落安全稳定的开挖要求,取得了较好效果。     

浅埋大断面铁路隧道穿越卵石土层施工优化研究

以新建铁路成都至兰州线(黄胜关)成川段红桥关隧道D2K253+935～D2K254+040段浅埋穿越卵石土层施工为背景,从隧道洞身所处的地质特性、浅埋偏压、周边环境等方面进行主要施工风险因素分析.在双侧壁导坑法开挖工法+拱部超前管棚支护的基本施工方案基础上,运用Midas-GTS有限元软件进行建模计算分析,隧道支护结构拱部沉降位移和靠山侧局部区域变形位移均较大;在基本施工方案基础上增设地表钢管桩,并在偏压严重地段增设抗滑桩等措施,以改善隧道赋存环境,保障隧道施工和支护结构的安全,降低隧道施工对周边基础设施正常使用的影响.     

悬索桥隧道锚承载力的室内模型试验研究

综合相关研究结论和工程实践经验,考虑影响隧道锚承载力的主要因素即锚碇尺寸、锚碇埋深和围岩条件,依据相似理论进行室内对比模型试验。通过对隧道锚的锚体及其围岩进行应力和变形观测,从试验现象和数据分析2个方面研究锚体结构受力机理以及围岩变形机制等。研究结果表明:隧道锚的抗拔承载力对围岩条件的改变最为敏感,其次是锚碇埋深,对锚碇长度并不敏感。从模型试验的破坏过程来看,隧道锚的破坏可总结为2种典型破坏模式。试验结果可为依托工程的设计与建设提供基本依据,试验结论可为进一步推广隧道锚在工程中的应用积累经验。     

软弱围岩大断面铁路隧道大拱脚台阶法施工技术研究

针对特大断面隧道穿越煤系含炭质页岩夹层的地层,而且围岩破碎,节理发育,围岩完整性较差,为了保证隧道安全、快速施工,结合现场施工实践,介绍了针对Ⅴ级围岩应用大拱脚台阶施工工法施工,并加强围岩量测,超前地质预报,勤检测瓦斯的技术措施,总结了大拱脚台阶法在软弱围岩地质隧道中取得的成功经验和良好的实践效果。     

铁路标准断面隧道节理倾角效应研究

以郑万铁路黄家沟隧道标准断面为研究对象,对不同产状岩质隧道进行稳定性分析,研究围岩力学响应、变形特性以及锚杆力学特征,阐明不同于传统松散介质的层状岩质隧道失稳模式及锚杆支护要点。结果表明:节理面极大削弱了岩体稳定性,开挖会引起沿层理面滑动,导致明显地质偏压。隧道开挖使得层间节理首先被破坏,节理离层区不是发生在最大主应力方向上,而是发生在节理垂直方向。水平层状或倾角较小时,顶部和仰拱节理之间产生离层区,易引起岩层弯折破坏;随着倾角增大,顺弱势节理面滑动趋势增大,破坏主要取决于节理面强度和层状节理之间滑移;当倾角为75°～90°时,破坏主要为边墙岩块弯曲压溃;竖向节理时,中间垂直土体挟持作用减弱,易剪切破坏失稳引起冒顶坍方趋势。从群锚效应来看,锚杆与滑移面夹角大于23°时,锚杆支护效果发挥较为明显的效果。     

大断面区间隧道应力测试分析

通过对北京地铁五号线11合同段CD法及双侧壁导坑法施工的断面应力量测，掌握了大断面隧道工程围岩及支护应力应变的基本规律，提出了“早封闭，快成环”的工序组织建议，为类似工程提供一定参考。     

大断面黄土隧道施工方法分析

研究目的:大断面黄土隧道开挖可采用双侧壁导坑法、CRD法、台阶法等,本文依托郑州至西安高速铁路大断面黄土隧道工程实例,通过对三种常用工法的理论分析,并结合现场初期支护下沉收敛、地表沉降的监测,对比分析各种工法的优缺点,提出适用于高速铁路大断面黄土隧道安全快速的开挖方法。研究结论:(1)在三台阶七步法、CRD法及双侧壁导坑法中,初期支护在施作二次衬砌前的安全系数分别为1.3、1.4、2.6,CRD法及双侧壁导坑法临时支护安全系数最小值为1.2、1.9,均能保证施工阶段的安全;(2)地表沉降值和黄土性质关联性更强,采用三台阶七步法和CRD法开挖,地表沉降值均在10 cm以上,双侧壁导坑法可将地表沉降值控制在5 cm以内;(3)高速铁路大断面黄土隧道无特殊情况下宜采用三台阶七步法开挖;(4)本研究成果可为类似断面工程的施工提供借鉴。     

大跨海底铁路隧道断面受力特点及优化建议

以甬舟铁路金塘海底铁路隧道矿山法施工段为依托,选其深埋段Ⅳ_b型衬砌参数,采用荷载-结构模型,基于内力分布特点研究仰拱加深、拱脚加厚及仰拱加深+加厚拱脚3种方案下的断面优化效果。结果表明,仰拱加深0.5 m可使断面弯矩分布更加均匀,可改善各关键节点安全性能并将衬砌可承受的最大水压由拱顶以上6 m提升至38 m;拱脚段加厚0.3 m对结构弯矩分布、底鼓挠度大小及整体安全系数的提升效果较小,可承受极限水压为拱顶以上23 m;仰拱加深0.5 m+拱脚加厚0.3 m优化方案与仰拱加深0.5 m方案优化效果大体一致,故建议断面优化优先考虑仰拱加深措施。     

大断面黄土隧道施工技术研究

介绍宝天复线双线电气化黄土隧道的施工工艺、关键 施工技术与方法以及采取的相应技术措施。     

大断面隧道溶洞处理技术研究

地质探测资料表明,遵义高新快线2号和3号隧道隧顶、拱侧及隧底存在多个溶洞,实际揭露隧顶溶洞最高处距拱顶17.69 m,隧底溶洞沿隧道走向最长16.85 m,溶洞内充填水、黄泥及碎石。根据溶洞与隧道的位置关系,提出了不同的处治方法:隧顶溶洞洞壁采用喷射钢纤维混凝土封闭,在衬砌上部浇筑5.0 m厚混凝土予以加固;隧底较小的溶洞采用混凝土充填,较大溶洞采用现浇钢筋混凝土边墙托梁处治。介绍了各溶洞处治施工的工艺流程和要点,可为类似工程提供参考。