对隧道TBM导洞扩挖法施工的探讨与展望

介绍导洞法的概念及其作用,分析导洞法的特点及其适用条件。以2座已建成运营的单洞双线铁路隧道和1座施工图设计阶段的双洞6车道高速公路隧道共3座地质差异较大的特长隧道为依托,主要进行以工期关键工序--挖掘和初期支护为研究对象的工期方案模拟,并比对模拟方案工期与实际或施工图设计工期。认为： 1）软弱破碎围岩比例高的单洞隧道应慎重采取TBM导洞法。2）仅用1台TBM单向导洞法取代工期性辅助导坑对单洞特长隧道而言是不可行的;在单洞特长隧道建设中,2台TBM相向实施TBM导洞法是可行的,但须具备设置辅助导坑的条件,辅助导坑宜按无轨双车道断面设置。3）在双洞特长隧道建设中,双洞各用1台TBM相向平行导洞法则有望取代工期性辅助导坑;双洞特长隧道实施TBM导洞法,在工期、成本(投资)、不良地质应对方面有明显优势。4）川渝地区广泛分布的泥岩、砂岩、砂质泥岩、泥质砂岩及其互层地层具有实施TBM导洞法的天然地质优势。最后对TBM导洞法的应用前景进行了展望。     

采用小直径TBM进行长大隧道导洞施工的讨论

介绍采用小直径开敞式TBM进行超前平导施工的意义、目的和国外采用小直径TBM进行超前导洞施工的实例;分析国内采用小直径开敞式TBM进行超前导洞施工的可行性;总结进行超前导洞施工时选择开敞式TBM的考虑因素。得出以下结论：利用小直径开敞式TBM进行长大隧道超前导洞施工,符合国家对基本建设的环保和安全的要求;当前的综合国力和施工技术水平也具备了相应的条件;选择小直径TBM时应考虑其特点,并满足“快速掘进、探明地质、支持正洞”的要求。     

TBM导洞扩挖法在高地应力软岩隧道施工中的应用效果分析

运用MIDASGTS有限元软件,分析了TBM导洞扩挖法在高地应力软岩环境中隧道开挖的应用价值。通过对某公路隧道分别采用TBM导洞扩挖法、预留核心土环形开挖法和两台阶法三种施工方法进行数值模拟,主要以拱顶沉降、拱腰水平收敛和拱底隆起等围岩变形指标进行对比分析,得出TBM导洞扩挖法高地应力软岩隧道施工时的围岩变形控制效果最好的结论。同时分析了在富水等复杂地质情况下,TBM导洞扩挖法在排水、探明前方地质情况等方面更具有优势。     

洋碰隧道左线出口增设平行排水导洞治理涌水的探讨

洋碰隧道是京珠高速公路粤境北段最长的越岭隧道之一。介绍洋碰隧道F12 、F13 断层交汇处洞内大量涌水 ,原设计排水边沟不能满足排水要求的情况下 ,增设平行于正洞的排水导洞引排断层带涌水的措施 ,为排除隧道内大量涌水积累了宝贵的经验。     

父错隧道中后行洞开挖对先行洞周边围岩位移场的影响研究

洞室的开挖将使其周边的围岩受到扰动,发生应力重分布,围岩位移场将发生改变.由于交错隧道的复杂性,使其难以运用相对简单的力学模型解决此类问题,数值分析成为有效而且经济的手段.用以研究在这种特殊的情况下位移场的变化规律.     

连拱隧道Ⅴ级围岩导洞施工实践

就峡石连拱隧道实例,论述了岩体为Ⅴ级围岩时的三导洞施工方法.     

锦屏二级水电站施工排水洞TBM组装洞设计研究

Due to the rigorous time limit of drain tunnel in Jinping II Hydropower Project, compact plane layout that can satisfy the requirements of quick TBM assemble is designed for the TBM assemble cavern, minimal cross section that can satisfy the assemble is designed, reinforcement pattern consisting of rock bolts, shotcreting and wire meshing is designed. The design plan of the TBM assemble cavern is favorable for the on time boring the TBM.     

超浅埋大跨双连拱隧道三导洞+洞盖法施工变形特性分析

以厦门第二西通道(海沧隧道)超浅埋下穿兴湖路段双连拱隧道为依托,提出三导洞十洞盖法施工工法;采用数值模拟,研究施工工序对双连拱隧道中隔墙、边墙、初支及衬砌的变形影响规律.结果 表明:中隔墙及侧墙竖向位移在左右洞上台阶贯通后达最大值,当开挖预留核心土及中、下台阶时,中隔墙及侧墙均产生向上的隆起;开挖对中隔墙水平位移影响较...     

通渝隧道围岩变形的神经网络预测

隧道新奥法施工中，常以围岩变形量作为评判围岩稳定性和支护结构经济合理性的重要指标。公路隧道围岩变形量是随时间而变化的数据序列，因而可以建立一些实时跟踪预测模型和方法。根据通渝隧道围岩拱顶下沉位移变形的特性，采用神经网络技术来预测其变形量，结果表明该方法简易、有效。     

世界最长陆上隧道的导洞试验报告——东北新干线 八甲田隧道

本文介绍了东北新干线八甲田隧道的选线以及沿线的复杂地质情况。在该隧道的设计和施工之际，为事先掌握详细的地质状况进行了调查导洞的试验和各种测量试验，并在小坪，唐川泽，梨木平三处实施。本文就有关调查导洞的情况进行了报告。在世界最长陆上隧道调查导洞试验中所获得的许多数据，不仅为正洞的开挖铺平了道路，而且也为整个施工打下了坚实的基础。     

公路山岭隧道洞口“零开挖”单向出洞施工技术研究

为研究公路山岭隧道单向安全出洞方案,以广东梅平高速公路育豪隧道为依托,通过结合育豪隧道工程特点及原设计情况,将隧道出洞端明暗交界桩号由ZK12+654调整为ZK12+656,在距离洞口明暗交界处10m范围内(ZK12+646～ZK12+656),上台阶开挖采用CD法,采用双层小导管超前支护,并利用MIDAS/GTS对隧道ZK12+646～ZK12+656段开挖进行了数值模拟,分析结果得出:最大沉降为8.1mm,最大水平位移为3.0mm。对施工过程中的隧道变形情况进行监测,ZK12+643累计拱顶沉降量和周边位移量分别为15mm、13mm,ZK12+651累计拱顶沉降量和周边位移量分别为11mm、10mm。监测结果验证了该出洞方案的可行性,并在实际应用中取得了良好的效果,可为同类隧道工程提供参考。     

TBM在隧道不同围岩条件下的有限元数值模拟分析

利用ANSYS有限元分析软件,对用TBM法施工隧道的过程进行数值模拟分析。结合隧道的工程地质情况,通过分析其应力应变的状态,提出了ANASYS模拟TBM在不同围岩条件下开挖隧道时围岩应力变化的可行性,得出了TBM隧道在不同围岩条件下的一些基本特征。     

东兴场隧道水平围岩变形破坏特征研究

结合广巴高速公路东兴场隧道对公路隧道水平围岩的变形破坏特征进行了研究,结果表明:隧道水平围岩的变形破坏为结构面控制型,隧道拱顶与拱肩受结构面切割形成的不稳定块体在重力作用下易于掉块形成平拱,拱腰受岩体的夹持作用稳定性较好.     

TBM拆卸洞及拆机起重系统优化设计研究

TBM洞内拆机一般是在隧道内修建大断面拆卸洞,安装桥式起重机拆机。大断面拆卸洞施工难度较大,施工工期长,成本投入大。为了缩短TBM拆卸洞施工及拆机时间,减小施工难度,以南疆铁路吐库二线中天山隧道TBM拆机为例,研究设计适应性更好的小车式电动葫芦+倒链起重系统。该系统采取在隧道拱顶布设锚杆来固定导轨和独立吊点。通过对拆卸洞结构原设计方案与优化设计方案进行比选,确定优化断面的结构形式和断面尺寸,优化后拆卸洞断面缩小1/3,施工难度降低,达到安全快速拆卸TBM的目的。     

PBA工法导洞不同开挖顺序对地表沉降的影响

随着地下工程施工方法的日益丰富,越来越多的在建工程在确定施工方法时考虑的不仅是施工的安全性,而且还应具有对周围建筑物影响小,对管线、地表沉降控制较好等优点。近年来PBA工法被许多在建工程广泛应用,本文基于北京地铁七号线双井站与九龙山站的土层分布情况以及工程施工现状,针对PBA工法中导洞开挖采取的步序进行FLAC3D数值模拟,分别考虑先上后下、先下后上、先中间后两边等3种开挖方法,将所得的沉降值与实际工程中的数据相对比,最终得到导洞"先下后上,先两边后中间"的开挖方法能有效控制地表沉降。结论对于实际工程的建设具有一定的参考意义。     

基于Bayes-LSTM的公路隧道围岩变形预测方法研究

在公路隧道施工过程中,围岩的稳定性对隧道施工的影响较大。因此公路隧道围岩变形的监控量测与准确预测是保障隧道施工安全的关键。针对当前隧道围岩变形的预测精度较低以及泛化能力较差等问题,该文提出一种基于贝叶斯（Bayes）优化长短期记忆网络（LSTM）的方法,该方法首先对拱顶沉降和周边收敛的原始监测数据进行预处理,而后构建公路隧道拱顶沉降与周边收敛的初始LSTM模型,并利用Bayes优化模型中的超参数,最终得出预测结果。利用该模型对某公路隧道拱顶沉降和周边收敛进行预测,将预测结果以均方根误差为评价指标与神经网络（CNN）和支持向量回归（SVR）进行对比。预测拱顶沉降时,Bayes-LSTM模型的平均预测精度相较于CNN与SVR模型分别提高了1.0与1.26;预测周边收敛时,Bayes-LSTM模型平均精度相较于CNN与SVR分别提高了0.3与0.32。表明Bayes-LSTM模型的预测精度较高,同时其能在训练模型过程中对历史信息进行判断和取舍,极大地提高了时序数据处理的效率,为公路隧道围岩变形预测提供了新的思路和探索。     

浙西南山区高速公路隧道洞外亮度研究

在分析传统公路隧道洞外亮度L20(S)测算方法不足的基础上,介绍一种基于数码技术的公路隧道洞外亮度L20(S)测试方法,使得大规模、高效率地实测公路隧道洞外亮度L20(S)成为可能。采用上述方法和手段对金丽温、两龙高速公路隧道洞口光环境进行实测,提出浙西南山区高速公路隧道洞外亮度L20(S)建议值,可供高速公路隧道照明系统节能运营及改造设计时参考。基于环境景观理论,提出符合"环境友好型"山区高速公路隧道设计理念的接近段减光措施。研究成果具有较好的经济效益、社会效益和生态效益,可在实际工程中全面推广应用。     

洞壁厚度和水压对公路隧道施工突水的影响

为了避免突水事件的发生,并保证隧道施工安全,采用有限元法,对不同溶洞条件下公路隧道的施工过程进行了数值模拟分析,结果表明:在隧道施工中,溶洞洞壁的厚度和溶洞内水压力的大小是引起岩溶突水的关键因素。     

侧洞法修建大断面隧道施工变形分析

针对在繁华城区中采用侧洞法进行大断面地铁车站施工的情况,进行了地表沉降、拱顶下沉、收敛变形、应力变化等方面的量测。根据量测情况对施工变形情况进行了详细的分析,初步总结了侧洞法施工大断面隧道的变形规律,为后续工程提供了借鉴。     

基于层状围岩变形特征的高地应力陡倾板岩隧道合理洞型研究

即将开工建设的川藏铁路雅安至昌都段,隧道穿越地层多以陡倾（立）变质层状板岩为主,埋深大都在千米左右,地应力高或极高,其建设面临着很严重的大变形问题,给设计阶段初期带来极大挑战。针对以上工程背景,基于层状围岩的变形特征,对高地应力陡倾板岩隧道的合理洞型选择展开研究。首先通过解析计算分析圆形洞室层状围岩的变形特征,并进一步采用离散元数值模拟计算分析马蹄形洞室的变形特征,经相互对比验证数值计算的可行性和合理性,在此基础上,对比研究高地应力陡倾板岩地层单洞双线隧道、双洞单线隧道选择对控制变形的优越性,最后在选定的双洞单线隧道洞型基础上进行优化选择。研究结果表明：与岩层倾角垂直处围岩以结构变形为主,结构面张开变形与薄层结构的弯曲变形为变形的主要来源,且垂直结构面方向围岩变形程度与影响范围均大于其他方向;从控制隧道变形及开挖影响范围考虑,在高地应力陡倾（立）板岩地层采用双洞单线隧道更为合理;在高地应力陡倾（立）板岩地层中,单线隧道高跨比为1.02~1.06时,变形控制最好,而圆形隧道由于开挖面积的增大并非为最优断面。