新建引水隧洞下穿既有铁路隧道爆破施工影响研究

根据左权县西安村水电站1号引水隧洞下穿既有阳涉铁路半坡2号隧道工程实例,结合经验公式法和三维数值模拟计算方法,对引水隧洞下穿既有铁路隧道的爆破施工影响进行研究,分别得出引水隧洞控制爆破范围和既有铁路隧道受影响区段及变形规律,提出引水隧洞爆破施工时既有铁路隧道的处理措施,以确保既有铁路隧道衬砌结构和列车运行的安全。     

下穿铁路的承压引水隧洞设计

研究目的：白水江三级电站引水隧洞最大水头高度42m，下穿既有内昆铁路手扒岩隧道，距隧道边墙基底仅13．06m，引水隧洞在施工中易引起铁路隧道下沉及衬砌破坏，为保证既有隧道运营安全，需采用合理的施工方法和衬砌型式。 研究方法：利用3D-σ矿分析了引水隧洞对铁路隧道的影响，采用理论分析和ANSYS程序计算出衬砌内力，并分析爆破振动的影响。 研究结果：确定控制衬砌型式的荷载组合，并对正常使用状态的裂缝进行了控制。 研究结论：对于下穿铁路隧道的承压引水隧洞设计，首先要分析引水洞施工对铁路隧道的影响范围，合理地进行荷载组合，按基本组合进行承载能力极限状态检算，并采用标准组合进行正常使用极限状态的裂缝验算；对于承压引水隧洞，裂缝验算一般是配筋计算中的控制条件；引水隧洞的开挖引起铁路隧道周边的围岩变形位移小，内水压力是主要控制荷载，施工中应采用钢纤维喷射混凝土及时支护。     

既有铁路隧道受下穿引水隧洞近接施工影响预测

结合云南省盐津县白水江3级电站引水隧洞下穿内昆铁路手扒岩隧道的实际情况,采用三维数值模拟计算,对既有铁路隧道受下穿引水隧洞施工的影响和铁路隧道结构安全对策进行了研究。结果表明:引水隧洞施工对铁路隧道产生影响的范围与掘进方向有关,靠近铁路隧道侧为2D(D为引水隧洞的开挖洞径),远离铁路隧道侧为4.5D;铁路隧道纵向受影响范围为6.5D,横向受影响范围为3D。引水隧洞近接施工时,铁路隧道将发生类似扭转的变形,需在铁路隧道受影响范围内对隧道底板沉降、衬砌变形、衬砌横/纵向受力和两隧道交叉点的竖向振动速度进行监测,并对钢轨采用扣轨处理等措施,以确保铁路隧道结构及列车运行的安全。     

下穿铁路的承压引水隧洞设计

白水江三级电站引水隧洞下穿既有内昆铁路手扒岩隧道，引水隧洞拱项距隧道边墙基底仅13．06m，为承压引水隧洞。设计中采用3D-α及ANSYS程序，分析了引水隧洞对铁路隧道的影响，进行合理的荷载组合，计算出衬砌内力，并对正常使用状态的裂缝进行了控制。     

下穿既有隧道爆破震动监测技术

新建隧道与既有隧道小间距平行、交叉时,必须考虑新建隧道对既有隧道的影响,监控量测和信息化施工是保证既有隧道结构安全的重要方法,结合南山下隧洞下穿温福客运专线钱仓山隧道工程,论述了采用爆破震动监测,指导南山下隧洞施工组织设计,控制其对钱仓山隧道的影响。     

重载铁路隧道近接引水隧洞的受力影响分析

新建神华准池铁路风洼梁隧道与既有万家寨引水隧洞发生立体交叉,净间距为13.04 m,其间距不满足相邻两隧洞间的岩体厚度不宜小于2.0倍开挖洞径(或洞宽)的安全距离要求。通过数值计算,模拟分析风洼梁隧道跨越引黄工程6#隧洞段在C80列车静载作用下和不同运行速度下(40、80、120 km/h),引黄隧洞结构的应力、位移、振动速度、振动加速度变化情况,分析重载铁路隧道对引水隧洞的影响程度,表明在小间距条件下,既有的受力仍能满足安全需要;通过对铁路隧道仰拱采取一定的加强措施后,便可安全通过,避免了隧中桥或铁路改线情况的发生。     

双线隧道近距离下穿对既有供水隧洞的影响

以黑白面将军山隧道工程为依托,运用数值模拟的方法,对采用CD法施工双线公路隧道近距离下穿既有供水隧洞引起的沉降及受力情况进行分析,以验证所用开挖工法是否适用。研究表明：下穿隧道开挖越靠近供水隧道正下方,供水隧道沉降增长速率越快;受隧道开挖影响较大的区域为距交叉投影中心0.75B(B为隧道跨度)范围以内。下穿施工过程中,供水隧洞衬砌最小主应力极值为-19.9 MPa,小于C30混凝土的轴心抗压强度标准值20.1 MPa;最大主应力极值为1.42 MPa,小于C30混凝土的轴心抗拉强度标准值2.01 MPa,表明所用开挖工法可以保证隧道下穿施工不会对既有供水隧洞造成损害。     

双线公路隧道下穿铁路隧道不同施工工法理论研究

针对新建隧道下穿既有铁路隧道施工安全性问题,基于有限元摩尔库伦原理对不同施工工法的三维隧道交叉模型进行模拟分析。对比分析CD法、CRD法和双侧壁导坑法的新建公路隧道下穿既有铁路隧道引起的公路隧道施工不同部位稳定性演变和运营铁路隧道沉降变化,以期为类似工程提供借鉴作用。研究结果表明:对于自身隧道开挖,双侧壁导坑法在控制拱顶沉降具有一定优势,但在水平收敛上CRD法效果最好,其次是双侧壁导坑法。不同工法对既有铁路隧道的沉降影响不同,采用双侧壁导坑法公路隧道施工对既有铁路隧道的沉降影响最小,且不建议在交叉隧道处采用CD法进行施工。     

引水隧洞下穿既有铁路隧道爆破施工振动影响及对策

结合云南省盐津县白水江三级电站引水隧洞下穿内昆铁路手扒岩隧道爆破施工工程,采用LS-DY-NA显式动力数值模拟方法及现场爆破振动监测,研究钻爆法施工产生的振动对既有铁路隧道的影响.结果表明:爆破振动影响大小与单段起爆药量、爆源距考察点距离关系密切,随药量的减小、距离的增大而减小;在掌子面接近、远离既有隧道相同的距离时,接近时产生的竖向振动速度大于远离时的;振动速度方向和爆源与考察点的方位有关,当两者为左右关系时,水平方向为主,当两者为上下关系时,竖直方向为主;数值模拟与现场监测所得规律和数值均有较好的一致性,证明了采用该方法研究隧道工程爆破振动影响的可行性和正确性.     

钱仓山隧道地表沉降监测与分析

新建隧道与既有隧道小间距平行、交叉时,必须考虑新建隧道对既有隧道的影响,结合南山下引水隧洞下穿温福客运专线钱仓山隧道工程,说明采用免仪器高与棱镜高的全站仪三角高程测量法进行地表沉降监测的方法,并对监测结果进行了分析,可为类似工程提供借鉴.     

引水工程隧洞施工对既有铁路隧道安全影响评估

以福建省北水南调竹岐—大樟溪引水工程可溪段隧洞对向莆铁路道德山隧道安全影响为例,建立引水隧洞与铁路隧道相对位置的三维数值模型,考虑引水隧洞施工过程,分析铁路隧道轨道板的水平位移、竖向位移特征以及隧道二次衬砌结构位移、轴力、弯矩和安全系数特征。     

雅砻江锦屏二级深埋隧洞围岩渗流特性初步研究

研究目的:锦屏二级工程地质条件复杂,4条长达17 km的引水隧洞具有超埋深,大直径特点。为更全面分析锦屏二级隧洞围岩渗流特性,采用有限元方法,建立渗流简化模型,重点研究深埋引水隧洞不同条件下的渗流场特征。研究结论:研究表明,不同灌浆圈厚度及渗透性对围岩渗流特性影响较小,运行期施工排水洞及A,B线辅助洞封堵会引水隧洞围岩渗压增加明显;成果可为锦屏二级深埋隧洞的设计及施工提供参考依据。     

巷道式通风在长大隧道中的应用

隧道通风是影响长大隧道快速掘进的重要因素,结合锦屏二级水电站引水隧洞辅助洞在无轨运输条件下的施工通风技术和实施后隧道的通风效果,对长大隧道独头掘进的施工通风技术作了介绍     

盾构斜交下穿既有框架隧道数值模拟分析

在城市地铁建设中,经常出现新建隧道下穿既有隧道的情况,为研究新建盾构隧道施工对既有公路框架隧道的影响,以宁波地铁1号线世纪大道站—海晏北路站区间隧道斜交下穿浅覆土市政公路框架隧道工程为依托,采用三维有限元数值分析方法,研究盾构隧道在下穿框架隧道3个阶段(盾构到达既有隧道正下方前、穿越既有隧道正下方及穿出既有隧道后)施工过程中盾构机顶进力、壁后注浆压力对于上部框架隧道沉降、侧移及扭转影响的规律,计算结果表明,在盾构到达既有隧道正下方前及穿出既有隧道后,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而增大;盾构下穿既有隧道正下方阶段,沉降量和扭转幅度在一定范围内随顶进力和注浆压力的增大而减小。施工过程中宜随着盾构与既有隧道位置关系的改变,及时调整各项施工技术参数,减小对上部隧道的影响,保证盾构顺利掘进。     

高地应力下大断面隧洞进口段施工技术研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞工程建设为背景,对高地应力下大断面隧洞进口段施工技术进行研究.在对引水隧洞和施工支洞的围岩地质、断面和施工条件等因素进行分析的基础上,运用隧道工程理论,结合锦屏水电站的施工要求,提出了先用工字钢型钢钢架分别在1#、2#施工支洞和引水洞洞口加强支护后开挖大断面引水隧洞的进洞方案,并给出了开挖方法和步骤.工程实践表明,给出的大断面隧洞进口段开挖方案、方法及作业顺序是合理的,施工方法是科学的,可以确保在复杂条件下大断面隧洞开挖时围岩的稳定以及支护与地下结构的安全.     

浅埋暗挖法在下穿公路连拱隧道施工中的应用

采用浅埋暗挖法在既有公路下修建高速公路连拱隧道,隧道施工对围岩造成多次扰动,从而引起地层发生位移和沉降,较大的地层位移和沉降将影响既有公路的正常运营,同时上部汽车荷载对隧道施工安全隐患较大,因此,下穿公路连拱隧道浅埋暗挖施工面临许多技术难点,必须采取特殊的超前支护和施工工艺。在土江冲隧道施工中综合应用双层管棚超前支护、三导洞法开挖、信息化施工等技术,使隧道成功下穿319国道。     

施工便道上跨既有隧道方案可行性研究

在实际工程中,施工便道上跨既有山岭隧道案例并不常见,其风险可控性也难以把握。本文依托某重载施工便道上跨既有公路、铁路隧道工程,拟定两种施工便道设计方案。为判定设计方案是否可行,通过MIDAS有限元软件进行三维建模,分析两种方案对下卧隧道的受力与变形影响差异,并对隧道衬砌结构进行安全验算,均满足结构截面强度安全系数要求。相比上跨便道采用刚性混凝土板设计形式,采用刚性混凝土板+扩大条形基础方案时隧道衬砌结构受力与变形更小。综合考虑多种因素,推荐采用第二种设计方案。为进一步降低风险,提出控制风险的措施建议。     

龙脖山隧道下穿铁路既有线及涵洞施工安全分析

龙脖山公路隧道下穿既有铁路5股道、铁路排水涵及行人盖板涵,施工风险较大。为评价隧道施工对铁路线和既有涵洞的影响,建立了三维有限元模型,对施工过程中的力学转换进行了仿真分析,重点研究了地表沉降和既有涵洞的附加变形。在此基础上,就工程施工控制措施提出了结论和建议。     

新建隧道近距离上穿既有隧道的力学分析及工程处理措施

依据深圳市丹平快速路猫公坝隧道近距离上穿布吉供水隧道和东部引水隧道,三条隧道叠置的工程设计实例,运用有限差分数值计算软件FLAC3D进行三维模型数值分析,研究了新建隧道施工时,既有隧道的变形及内力变化规律;提出了使既有隧道安全性得到保证的数量化指标;论述了猫公坝隧道修建过程中对既有隧道的影响和工程安全性.本文将数值分析结果与工程实例相结合,提出在地质条件允许的情况下,尽量避免爆破施工;如必须采用爆破施工,应严格控制既有隧道处的振动速度,采用分段微差爆破等一系列措施最大限度地降低爆破振动对既有隧道的影响.阐述了新建隧道与既有隧道之间中隔岩体的加固措施;拟定出施工过程中既有隧道的监控量测方案并提出了既有隧道安全一旦受到影响时的补救措施.     

特长隧洞施工高强度运输尾气排放通风仿真分析

以锦屏二级水电站特长引水隧洞工程施工为背景,对高强度运输尾气污染的洞身段施工通风技术进行研究。运用隧道工程与通风理论以及仿真技术,分析了高尾气污染特长隧洞洞身段施工通风方案及参数,建立了4#引水隧洞洞身段物理模型并提出了仿真分析边界条件。仿真分析结果表明,按照研究出的4#引水隧洞射流高强度排污风方案布设风机,射流风机最大风速为3.54 m/s,洞内最小风速为0.325 m/s,距离风机50 m左右风速达到平衡,风速在0.4～0.8 m/s之间,可以保证安全施工。