武汉三阳路公铁合建长江隧道总体设计关键技术研究

武汉三阳路长江隧道是世界上首座城市道路与地铁合建的盾构隧道,具有超大直径、高水压、小间距、地质条件复杂、建设条件困难等特点,总体设计难度大。文章针对三阳路长江隧道公铁合建的工程实践,结合其工程建设环境条件、隧道施工安全与风险、两种不同交通方式本身的技术要求及在运营防灾救援方面的相互影响等因素,对隧道平面、纵断面、横断面、疏散救援等部分关键技术进行了分析研究,确定了合理的工程总体设计方案,可为类似工程提供参考。     

超大直径泥水平衡盾构隧道造价研究

随着隧道建设不断发展,超大直径盾构法施工技术已日渐成熟,但在工程造价方面的理论研究却滞后于工程实践。为了弥补这一缺陷,通过阐述目前不同工程造价体系下超大直径泥水平衡盾构隧道的造价差异,研究影响其造价的主要因素,并统计分析部分已批复超大直径泥水平衡盾构隧道项目的经济指标,为后续项目提供参考。     

超大直径盾构隧道下穿铁路施工的离心机模型试验研究

盾构隧道近接下穿运营高速铁路施工会引起地基下沉、轨道不均匀沉降等病害,严重影响线路的正常运行,甚至会对铁路造成破坏.为研究超大直径盾构隧道动态掘进过程对地表城际铁路沉降影响,文章以武汉两湖超大直径盾构隧道斜下穿城际铁路项目为依托,通过土工离心机模型试验模拟了超大直径盾构隧道近接下穿城际铁路施工中盾构接近-下穿-驶离铁路...     

超大直径盾构下穿施工对运营隧道的影响分析

随着城市地下空间的开发,新建隧道近距离穿越既有运营地铁隧道的现象越来越多,其中,超大直径盾构穿越施工存在着重大风险,易对运营隧道安全构成明显隐患.文章以北横通道超大直径盾构下穿运营地铁隧道为工程背景,结合盾构施工参数和隧道变形情况,研究分析了运营隧道的变形特征和规律.研究结果表明,运营地铁隧道的沉降变形主要集中于3倍投...     

高地震烈度下超大直径海底盾构隧道地震响应分析

文章运用FLAC3D软件,采用动力有限元法,对高地震烈度下超大直径海底隧道地震响应进行了分析。分析结果表明:与单纯自重应力场作用下相比,地震作用会造成结构内力的增大,拱顶及拱腰为其受力薄弱部位;在重力及地震共同作用下,衬砌结构的拉应力主要出现在拱顶附近,最大拉应力超过C60混凝土的抗拉强度设计值,拱顶的衬砌管片可能出现局部脱落;衬砌结构的最大受力和位移一般发生在地震2~6 s的时间段;各关键点位置的位移、弯矩、剪力、轴力时程曲线具有相似的变化规律;隧道衬砌最大水平位移为3.6 cm,最大竖向位移为3.7 cm。     

超大直径浅埋盾构隧道施工期管片结构力学响应研究

为探明超大直径浅埋盾构隧道在施工期复杂荷载作用下管片结构的力学响应,以秦望通道为工程背景,综合考虑施工荷载组合情况和边界条件,建立三维精细化计算模型,对不同注浆压力和不同浆液凝固时间条件下施工期隧道管片的纵向上浮、环间错台、横向变形、纵向内力和损伤情况进行对比分析。研究结果表明：管片拱顶和拱底上浮量均随注浆压力的增大和浆液凝固时间的延长而增大,浆液凝固时间对管片上浮的影响更显著;管片错台变化可分为上错台段、过渡段、下错台段和平稳段;管片最大错台量出现在盾构段与流体段连接处和流体段与成型段连接处;与流体段管片相比,盾构段和成型段前半段管片更容易发生横向变形,且随注浆压力增大而增大;管片拉损伤集中于流体段隧道外侧拱肩处以及隧道内侧拱腰以下45°处。     

超大直径水下盾构隧道施工技术进展与展望

随着“一带一路”、国家海洋战略、区域经济一体化战略布局发展,大批轨道交通、公路、铁路等大型基础设施工程面临着越江跨海的挑战。从南京长江隧道、上海长江隧道、武汉长江隧道的发端,通过引进、消化、实践、再创新盾构技术,促使我国水下盾构隧道技术进入快速发展阶段,一大批已建和在建超级水下盾构隧道工程极大推动了我国乃至世界水下盾构隧道技术的创新、发展和进步,在水下隧道盾构装备、设计、施工、运维等方面突破了一系列技术瓶颈。文章系统阐述了盾构技术三大要素及其内涵,即土水稳定、盾构设备及控制、结构安全与防水,分析了国内外超大直径水下盾构隧道技术现状与发展趋势,总结了近年来超大直径水下盾构隧道技术方面取得的重要创新成果,提出了大直径、长距离、高水压、复杂地质条件下水下盾构隧道工程的技术挑战、对策及工程应用前景。     

超大直径盾构隧道管片结构力学行为与破坏特征研究

为探明超大直径盾构隧道管片结构的力学行为与破坏特征,建立基于混凝土塑性损伤本构的管片结构三维精细化数值计算模型,研究极限荷载下管片结构整体竖向位移分布情况、接缝变形量、螺栓应力、钢筋应力、裂纹扩展及分布情况和承载力变化情况。研究结果表明：管片结构的整体位移分布呈漏斗状,中间环左右侧竖向位移分布不对称,结构单点竖向位移变化分为弹性阶段和弹塑性阶段,边环纵缝处竖向位移最大;结构破坏时,环缝最大张开量为0.075 mm,最大错台量为0.308 mm,纵缝最大张开量为4.92 mm,最大错台量为3.58 mm,但环向螺栓还未屈服,螺栓应力的变化过程可以分为线性减小、非线性增大和短暂下降3个阶段;结构破坏的主要特征为中间环内弧面先出现拉裂纹,裂纹更集中分布于中间环纵缝对应位置处,跨中处主筋屈服;当跨中主筋屈服时,截面安全系数为1.383,这说明用主筋屈服作为判断结构失效的依据是安全可行的。     

超大直径泥水盾构隧道抗浮关键技术综述

介绍了盾构法隧道上浮原因、影响因素、横向与纵向相互影响的上浮分析模型,以及隧道在单液浆中上浮力确定与隧道抵抗上浮能力。以上海长江隧道为例,分析了其抗浮分析结果,提出了超大直径盾构法隧道上浮控制措施,为类似工程设计提供借鉴。     

超大直径泥水平衡盾构断层破碎带掘进关键技术研究

为研究超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带施工技术,以深圳某隧道工程为依托,对超大直径泥水平衡盾构穿越断层破碎带工程特点及难点进行分析,重点分析了泥水平衡盾构掘进过程中滞排、结泥饼、刀具磨损严重等问题产生的原因,并研究了泥水平衡盾构穿越断层破碎带的关键技术。针对滞排、结泥饼问题,在盾构机选型阶段优化刀盘结构设计,并采用大格栅+双破碎机排渣破碎系统、气垫直排式及主机段小循环模式等针对性措施,提高泥浆携渣能力、输送能力,降低渣土滞排和结泥饼的风险;针对刀具磨损严重问题,提出强化刀具状态监测及“逢红必检、有损必换”、杜绝刀具“带病作业”的刀具管理方针,确保刀具状态监测的可靠性和准确性,提高刀具使用寿命;最后,结合现场实践总结出“预防为主、防治结合、综合治理”的施工原则,采取辅助气压掘进模式穿越断层破碎带;通过对施工过程的研究分析,得到盾构掘进参数、泥水参数建议值以及各项针对性解决措施。     

超大直径盾构穿越高危管线安全度判定方法及实测研究

文章推导了一种埋地管线安全程度判定方法的计算公式,分析了适用于超大直径盾构隧道穿越管线过程中的安全判定方法,并建立了管线应力状态与管线位置处的地表变形之间的联系。通过实测地表沉降数据,拟合管线挠曲线方程,再通过对挠曲线求微分得出管线曲率,进而求得管线的应力状态。并通过管线的实际应力状态与容许应力相比较,建立管线安全度评价指标。该安全度指标可以用于指导盾构隧道穿越管线施工中的参数控制。以上海某超大直径越江盾构隧道950~1 040环穿越高危管线的实测数据为依据,计算了盾构穿越管线过程中的管线安全度。研究表明,盾构穿越管线会造成隧道上方管线安全度的降低,受影响管线安全系数一般在5~15左右,但通过对盾构施工参数的控制,可以确保高危管线安全。     

超大直径土压平衡盾构在中心城区公路隧道中的应用技术探讨

在上海外滩公路隧道施工中,首次采用了直径为14.27 m的超大直径土压平衡盾构.文章以此为工程背景,围绕超大断面的开挖面稳定、浅覆土施工、近距离穿越运营中地铁和历史保护建筑群等诸多难题,从盾构的针对性设计、关键施工技术、构筑物保护措施等方面对超大直径土压平衡盾构的施工技术进行了详细的论述;分析了超大直径土压平衡盾构推进对周边环境的影响规律,并与常规的地铁盾构、同级别的超大直径泥水平衡盾构进行了比较,指出了超大直径土压平衡盾构的优劣;结合中国城市交通建设的发展趋势,对超大直径土压平衡盾构在城市中心区域的应用前景和进一步的研究方向进行了展望.     

南京纬三路大直径越江盾构隧道冻结法出洞方案研究

南京纬三路过江通道在江中段采用盾构法修建,其内设上下层双向四车道,直径为14.5 m.该隧道江北盾构出洞时主要穿越淤泥质粘土,土体含水量大,承载力低,若采用普通加固方式很难保证盾构出洞破壁时土体的稳定和有效隔水,设计采用人工地层冻结加固技术.结合现场实际情况,利用数值方法,就冻结施工时土体冻胀效应对地下连续墙安全性的影...     

膨胀岩土地层盾构隧道结构力学行为研究

文章在提出膨胀接触压力概念的基础上,采用接触单元对膨胀接触压力和膨胀力的关系进行了研究,得出了膨胀接触压力与膨胀岩土分布、厚度、结构及地层刚度等的关系;同时对膨胀岩土地层中盾构隧道"荷载-结构"模式外荷载及"梁-弹簧"模型的特点进行了分析;并将其分析结果直接应用到成都地铁2号线膨胀岩土地层盾构隧道的结构分析中,得出了盾构隧道在不同膨胀岩土层、膨胀力、埋深和拼装方式条件下的结构内力值,对隧道结构设计起到了指导作用。     

大断面跨海盾构隧道结构设计与参数分析

为获得精细、合理化的大断面盾构隧道结构设计方法,文章依托某大断面跨海隧道工程,对其结构选型和结构参数进行了分析。从管片拼装方式与分块、管片连接方式、管片材料等方面,分析了管片结构的选型方法;从计算模型的选取、计算工况与荷载的确定、参数的选取、计算结果等方面,分析讨论了管片横断面和隧道纵向结构的数值模拟计算方法及其适用性。结果表明:采用梁-弹簧模型、均质圆环模型计算管片横断面时所得的内力分布并不相同,在实际设计中应以前者计算结果为主,后者进行复核;在地基变化剧烈处,盾构隧道易出现较大的纵向弯矩和管片环间剪力,可通过采用设置变形缝、硬岩破碎等方式予以处理。     

地面出入式盾构隧道稳定性控制措施有效性研究

文章以南京地面出入式盾构工程为背景,采用三维有限元模拟了地面出入式盾构隧道的整个施工过程,通过在模型中施加隧道内部压重与地表堆载,研究了两者对控制隧道上浮量、提高隧道稳定性的有效性。分析计算结果与现场监测数据表明:内部压重能够明显地提高隧道的稳定性,且效果比较明显;地表堆载也能在一定程度上减小隧道的上浮量,但其效果没有内部压重明显;施工中应结合现场实际条件,综合采用两者来实现最佳的稳定隧道效果。     

钱江通道及接线工程钱江隧道设计综述

在建的钱江隧道是高速公路项目钱江通道及接线工程下穿钱塘江的控制性工程,隧址位于钱塘江人海口,工程地质条件及河段水文条件复杂.隧道过江段采用盾构法施工,隧道直径为15.0 m,是目前世界上最大的盾构法隧道.文章详细介绍了钱江隧道工程的建设环境、建设标准,以及隧道平面、纵断面及横断面布置等总体设计方案,并对超大直径盾构隧道结构及防水、盾构浅埋下穿河流、软土地层深基坑、盾构段立体化平行作业及综合防灾系统等关键技术进行了阐述.     

动态设计在新七道梁特长公路隧道建设中的尝试

根据兰临高速公路新七道梁隧道施工中围岩开挖和支护变形的实际情况,通过对隧道支护、衬砌结构进行动态设计的尝试,取得了预期的建设成果;提出了隧道建设动态管理的几点建议,对今后的公路隧道建设管理有一定的借鉴作用。     

钱江盾构隧道设计速度标准及交通安全分析

通过对6车道钱江盾构隧道工程的通行能力与服务水平、隧道建设与运营养护成本、超大直径盾构机械制造可行性及施工可靠性等方面的综合分析,确定了钱江隧道80 km/h的设计速度标准;通过对内侧3.5 m车道宽度、不设紧急停车带和检修道等横断面设计带来的交通安全风险的分析,提出了相应的交通安全对策,得出了钱江过江通道采用15 m直径盾构隧道的可行性结论。