特大断面隧道施工工序优化研究

本文依托重庆火凤山隧道工程的修建开展研究,通过数值模拟,分析了不同施工工序对各断面形状的影响效果,并结合各断面形状所采用的施工工法,提出合理的施工工序.结果表明:(1)对于采用CD法施工的17 m特大断面段与21 m特大断面段而言,优化后的施工工序对围岩位移与塑性区的控制效果较为有限,但能有效改善开挖过程中初期支护应力的应力集中现象、降低应力值,且应力集中分布的位置有所差异.同时,通过优化施工工序能够减小支护结构左右侧应力分布不均匀程度,改善隧道开挖后支护结构的受力状态;(2)通过采用左右交互开挖的施工工序,24 m特大断面段与30 m特大断面段的围岩位移与支护结构应力均有所减小,同时对围岩的扰动也有所下降,但改善效果不及CD法明显.整体而言,优化后的施工工序对24 m特大断面段与30 m特大断面段隧道开挖较为有利,建议采用优化后的施工工序进行施工.     

特大断面隧道爆破开挖方法对比分析研究

文章以兰渝线关子岭隧道为依托,针对特大断面隧道V级围岩段采取光面爆破与预裂爆破两种爆破方案进行对比分析。结果表明：大断面隧道爆破开挖施工中最大位移出现在拱项部位,施工中应加强对拱顶部位及其他关键点的监测;最大主应力出现在仰拱中点和拱腰部位,施工中须加强对仰拱中点和拱腰部位的支护。     

特大断面隧道非对称双侧壁施工方法研究

文章以重庆火凤山隧道为依托,根据变更方案建立了对称双侧壁和非对称双侧壁两种工法的三维数值计算模型,针对ZK3+279～ZK3+303里程的20 m加宽大跨段隧道分析围岩变形和地表建筑沉降受开挖影响的规律.计算结果表明:变更前后的围岩位移变化规律相同,最终位移值相近,变更后的围岩位移较原设计略有减小;建筑基底沉降与围岩位移的变化规律相似,在施工方案变更后,建筑基底沉降的变化值较小,基底沉降规律与原设计基本相同;非对称双侧壁工法方案没有出现隧道变形过大等情况,能够有效解决大断面多导坑开挖带来的作业空间有限问题.     

分岔隧道施工参数优化研究

重庆火凤山隧道的分岔小净距段由于其工程线路复杂,同时又位于城市建筑群下方,施工存在较大风险,为了保证分岔隧道的安全施工,同时考虑经济效益,选取最优的隧道施工参数极其重要。本文针对隧道分岔段的最优施工参数进行数值计算分析,包含隧道开挖进尺和初支混凝土厚度,并基于有限差分法对不同工况下的支护结构应力进行对比。结果表明：不同开挖进尺组合下支护结构的应力最大值差异较大,适当增加隧道的开挖进尺,不仅能缩短隧道整体开挖时间,同时能够有效缓解结构受力,并减少应力集中区域的应力。随着主线隧道和连接线隧道的喷射混凝土厚度的增加,隧道支护结构的整体刚度提升,支护结构的应力最大值相应减小,但对应力最小值影响较小。综合考虑施工安全及经济效益,主线隧道宜采用1.6m的开挖进尺与26cm的喷射混凝土厚度,连接线隧道宜采用1.6m的开挖进尺和24cm的喷射混凝土厚度。     

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。     

特大断面隧道远程自动监测方案的研究

文章介绍了特大断面隧道——广州龙头山隧道的远程自动监测系统。该系统由本地子系统和远程监测子系统构成,其中本地测量子系统实现了对拱顶沉降、锚杆应力、二次衬砌钢筋应力和二次衬砌混凝土应变四个方面的远程自动监测;无线传输子系统采用基于Web(Internet)及GSM中GPRS的无线远程数据传输方式,实现了对隧道监测数据的远程无线传输。根据7个月监测可知,龙头山隧道使用正常,各部分结构处于安全状态。为评价特大断面隧道结构的长期安全性,还需要在今后的运营阶段做更长时间的监测及提供更多的数据支持。     

特大断面小净距隧道爆破开挖震动标准的研究

目前三车道公路隧道已建成不少,并积累了丰富的经验,然而对于单洞四车道特大断面隧道的修建在国内外并不多见.文章结合大帽山公路隧道的工程设计,应用有限元软件对大断面单洞四车道公路隧道支护结构强度及围岩稳定性进行数值模拟,并结合监控量测结果,确定合理的爆破震动速度标准,对日后类似工程具有积极的借鉴意义.     

特大断面小净距隧道仰拱支护作用分析

本文结合福州机场二期高速公路魁岐2号隧道工程,针对特大断面小净距隧道中有仰拱和无仰拱两种情况,对衬砌的受力特性进行了研究.研究得出了衬砌上几个重要监测断面上受力与位移的变化规律.文章强调,在V级围岩的情况下,有必要施作临时仰拱来改善衬砌的整体受力状况.     

浅埋隧道全断面开挖适应性研究

由于IV级围岩开挖易发生松散变形、V级围岩自稳定性差等特点,选择正确的围岩开挖方法是影响浅埋隧道开挖稳定性、施工安全和工程进度的关键。本文以胜利隧道为依托,利用FLAC3D建立三维有限元模型进行围岩开挖适应性分析。研究结果表明：全断面法开挖完成后拱脚周边最大主应力达到10.79 MPa,相比台阶法提升了26%;隧道初支受力最大处位于拱腰,全断面法相比台阶法从8.56 MPa增长到了10.79 MPa,衬砌受力有所增长,但未达到混凝土C25和钢拱架的极限强度。胜利隧道赋存条件简单、埋深较浅,IV级围岩具备全断面开挖的基本条件,采用全断面开挖机械化程度大大提高,可加快施工进度,节约工期和成本,同时全断面法会减少开挖对围岩扰动次数,这更符合相对完整IV级围岩的开挖方式,有利于施工安全。     

龙潭湾大跨径隧道断面形状优化设计研究

目前三车道隧道断面形状设计没有统一的标准,合理的断面形状设计既可节约成本,又可保证隧道的安全性.文章以龙潭湾隧道为工程背景,利用ANSYS有限元软件对不同扁平率的断面隧道开挖后的应力分布、位移分布、衬砌受力等进行了数值模拟分析;运用层次分析法对影响隧道安全性与经济性的最大正应力、拱顶下沉、开挖面积、衬砌周长等日标值进行了多目标优化,提出了依托工程条件下的最优化断面形状.     

客运专线超大断面隧道施工过程三维力学分析

客运专线上的隧道开挖断面积在150m2以上,必须选择合适的施工方法才能满足建设需要.对此,文章以Ⅳ级围岩为研究对象,根据隧道埋深的不同,对深埋情况下的台阶法和环形开挖留核心土法、浅埋情况下的CD法和CRD法等开挖方法进行了三维数值模拟;通过对超大断面隧道基本受力规律的分析比较,给出了适合于超大断面隧道的安全、经济、有效的施工方法.     

大断面衬砌台车在遂渝线龙凤隧道中的应用

文章介绍了遂渝铁路龙凤隧道大、变断面衬砌台车的结构设计组成、变断面方法和台车结构计算,其研究成果对同类隧道的施工具有参考价值。     

特大断面隧道液压模板台车的研制与施工技术

文章以重庆轻轨较新线临江门车站隧道为例,介绍了特大断面隧道整体式液压模板台车的研制与全断面衬砌施工技术,可供同类工程参考。     

基于遍布节理模型的超大断面隧道开挖优化研究

为优化节理发育岩体条件下超大断面隧道开挖方法,文章以天峨至北海公路(巴马至平果段)山贡隧道为工程依托,通过引入遍布节理模型开展隧道开挖过程数值分析,并建立0.5 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m、2.5 m、3.0 m共6种中隔壁法循环开挖进尺数值模拟工况,从围岩变形及塑性区分布的角度分析循环开挖进尺对围岩稳定性...     

高速公路中硬岩分岔式隧道施工技术

分岔式隧道目前在国内外建成并投入使用的例子并不多,由于涉及到分离段、小净距段、连拱段和大拱段施工,复杂的受力结构、频繁的工序转换给施工带来了一定的难度.正在施工建设的沪蓉西高速公路八字岭隧道出口采用分岔式形式,最大开挖跨度26 m,施工中采用分步分部开挖方法,取得了安全、优质、快速成洞的良好效果.     

极软岩3车道大断面公路隧道设计与研究

以按欧洲标准设计的阿尔及利亚东西高速公路极软岩隧道为例,分析了极软岩的工程地质特性;从二次衬砌断面、锚杆设计、拱架选型、进洞方案等方面,介绍了该隧道的设计经验,并分别按照中国规范和欧洲标准进行了设计方案对比,分析了两种规范体系的隧道设计理念差异.通过分析比较,提出了"在以极软岩为主的隧道中,拱顶和边墙采用单心圆断面,减少系统锚杆数量,增强拱架刚度,适当增大洞口开挖高度"的建议.这对于国内同类隧道的设计、施工具有一定的借鉴作用.     

分离式特长隧道结构设计探讨

结合工程实践经验,对隧道结构设计相关要求进行了阐述,并以某分离式特长隧道为实例,总结该隧道的明洞和暗洞的设计过程及方法,为同类工程提供参考借鉴。     

超大断面隧道施工实践

济南至莱芜高速公路工程项目中的隧道均设计成超大型断面,施工难度和危险性都比较大,安全施工和规范施工成为承建单位的重点和难点.介绍了单幅长度达近5km的蟠龙隧道的施工工序、施工方法,使用该方法实现了隧道围岩开挖工序无塌方、无人身伤亡和无重大事故贯通.     

双层隧道土建结构设计关键技术探讨

双层隧道为大断面隧道工程,结构新颖,施工工艺较为复杂,目前国内采用新奥法设计施工的双层隧道工程成功案例较少,可借鉴经验不多.本文结合温州某在建城市主干道双层隧道工程,分别从设计技术标准的采用、横断面设计、隧道结构设计、洞口过渡段设计、施工方案各角度对双层隧道进行论述,相对于普通公路隧道工程来讲,具有一定的创新.希望通过本文的分析与总结,为今后类似的双层隧道设计提供一些借鉴.