铁路客运专线特长隧道的TBM导洞扩挖方案构想

根据国内外小直径TBM在15 km左右特长隧道中快速施工的业绩,提出长度15~20 km的铁路客运专线特长隧道,采用TBM快速掘进导洞后,再用钻爆法扩挖及模筑衬砌的方法建成,可充分利用小直径TBM技术成熟、价廉和我国隧道钻爆法施工优势,快速地修建特长隧道。重点介绍两并行且长度为20 km的客运专线隧道导洞扩挖法施组总体思路:“采用直径3.5 m和4.2 m的TBM各1台,从两并行隧道的低端洞口的底部中央始出,向隧道高端方向以月均1 000 m速度快速掘进导洞,在两隧道的地面不设斜井、竖井等辅助坑道,通过两并行导洞间设置横通道,形成互为平导依托,组成巷道式通风换气系统和互通式轨道运输系统,可通过多设横通道以增加工作面,实现长隧短打、快做,总工期48个月”。     

采用TBM导洞扩挖方法修建长大隧道探讨

随着隧道对快速掘进要求的日益提高,广泛使用TBM施工已经成为一种发展趋势。针对大断面隧道,全断面隧道掘进机难以充分体现优势;而采用掘进机施作导洞然后再扩挖的方法成为一种可行的选择。在调研国外使用该工法工程实例的基础上,总结该工法的优点和适用性。就TBM直径及导洞位置进行比选,并给出选择建议。     

西宁至成都铁路甘青隧道TBM施工方案研究

根据甘青隧道"海拔高、地质条件复杂、生态环境脆弱、辅助坑道设置条件差"等特点,分析钻爆法施工存在的技术问题,并开展TBM施工可行性研究。基于地勘资料,逐段分析TBM施工的风险及对策,得出隧道进口段较适宜TBM施工,但大直径TBM施工风险较高,推荐采用小直径TBM快速施工平行导坑方案;针对断层破碎带、节理密集带等特殊地层,提出设置辅助坑道来提前施工,然后TBM步进通过的方案。并从施工难度及风险、施工通风、施工排水、辅助坑道条件、运营维护及防灾救援、施工工期、工程投资等方面综合分析论证,推荐采用"钻爆法单洞双线隧道+贯通平行导坑(进口敞开式小直径TBM)"方案。     

大跨度小净距分岔隧道双向施工关键技术研究

分岔隧道的安全施工技术是隧道工程的重点内容。以杭州紫之隧道工程为依托,针对西线大跨段主隧道与匝道小净距交汇处隧道工程,对小净距隧道和大跨度隧道的安全施工技术进行了研究;针对主隧道跨度大及匝道与主隧道超小净距特点,提出大跨度小净距分岔隧道双向施工技术,包括小截面隧道导洞施工、主隧道导洞扩挖、主隧道反向开挖至小净距隧道施工技术,为类似地层分岔隧道施工提供经验指导。     

新建双洞TBM隧道与既有钻爆法隧道近接分区研究

依托重庆轨道交通5号线歇台子—石桥铺区间双洞TBM隧道,采用FLAC 3D软件模拟TBM隧道施工,运用摩尔-库伦准则,综合考虑围岩塑性区分布、隧道间夹土层应力变化,分析了双洞TBM隧道与既有钻爆法隧道的近接分区。结果表明:TBM隧道先行洞对钻爆法隧道的影响范围约为钻爆法隧道等效直径的1.5倍;TBM隧道后行洞对钻爆法隧道的影响范围约为钻爆法隧道等效直径的1.0倍。据此,对新建隧道近接影响区域设计与施工时可采取增强配筋20%、回填灌浆、超前注浆等措施来保证施工安全。     

大断面连拱隧道侧导洞扩挖影响分析

依托深圳嶂背大断面连拱隧道扩挖工程,基于勘探资料和施工情况,建立三维有限差分数值模型,分析侧导洞扩挖对围岩支护力学行为的影响,并开展现场实测验证。结果表明：侧导洞扩挖使得拱顶沉降增加40%～50%,水平收敛增大2%～15%,但仍低于规范容许值;扩挖显著影响夹岩的力学响应,但扩挖后的夹岩塑性率仍小于20%,且夹岩塑性区并未贯通;扩挖导致初期支护的变形及应力升高25%～30%,应重点关注衬砌压应力变化;经安全评估,中导洞受力状态最差,侧导洞扩挖将一定程度影响待开挖夹岩和初支的稳定性,但不会严重威胁隧道安全,扩挖工程是安全可行的。     

大直径盾构隧道新型扩挖结构关键构件力学特征分析

结合北京地铁14号线?10m盾构隧道扩挖车站试验段工程,研究分析采用盾构中洞—边桩法扩挖修建地铁车站施工过程中结构体系的受力转换、受力行为及变化特征。通过地层结构数值模拟方法,动态分析确定盾构管片、边桩导洞、中导洞扣拱初衬及中柱等构件的内力和变形特征。研究结论可为类似工程的设计和施工提供参考。     

大直径盾构扩挖地铁车站型式的选择

日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难,施工风险加大,同时对施工方法和车站型式的选择也提出了更为严格的要求。以北京地铁14号线试验段车站建设为背景,对大直径盾构扩挖修建车站的方案设计和型式进行了分析研究和比选。结果表明,采用大直径盾构扩挖地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路;从总体的工程量和施工难度上相比,单洞双线侧式车站型式比单洞双线岛式车站型式更有优势;与传统车站型式相比较,经济性还需要根据试验段实施情况进一步研究。     

顶部导洞法TBM卡机脱困技术研究与应用

研究目的:TBM已在我国地下工程建设领域中得到广泛应用，但对于复杂地质条件，TBM卡机问题仍十分突出，施工中曾多次遭遇连续卡机、长期卡机、突水涌泥、设备报废、工法改变等不同程度的困难，不但造成工期延误，还使工程建设成本大幅度增加，因此研究复杂地质条件下TBM卡机防控技术以及TBM卡机后的安全快速脱困技术十分必要。高黎贡山隧道全长34 538 m,进口采用钻爆法施工，出口采用TBM法施工。TBM施工中，一般地质条件下掘进比较顺利，但遇到断层破碎带、岩性接触带、节理密集带、风化蚀变带、软岩挤压带等复杂地质条件时，仍发生了19次卡机事故，其中正洞8次、平导11次，严重影响TBM的正常掘进，特别是严重卡机时，常规的脱困方法难以奏效，需要研究安全有效的脱困技术，从而保证TBM的正常掘进。研究结论:(1)顶部导洞法是处理TBM卡机的一种有效脱困方法；(2)采用顶部导洞法处理TBM卡机时，导洞净空宽度宜为120 cm、净空高度宜为130 cm,管棚工作间宜在拱部120°范围内设置，管棚直径宜为76 mm,环向间距40 cm,仰角1°～3°,长度宜一次穿越隧道前方破碎带；(3)本研究成果可在类似隧道T...     

超小净距大断面隧道原位扩挖CD工法应力变形特性研究

如何确保隧道原位扩挖安全是隧道施工中面临的新课题。结合大帽山隧道的工程实践,通过围岩内部周边收敛、拱顶沉降、初衬与二衬间应力、钢支撑应力、围岩压应力的现场监控量测工作,研究复杂地质条件下原位扩挖CD工法施工形成大断面小净距隧道时围岩及支护的应力变形特性;阐明CD工法开挖时围岩内部周边收敛的变化趋势、特点及位移场,相邻导洞施工时的相互影响,围岩与支护间的相互调整变形机制。研究成果可为类似隧道工程的设计、施工、监测和进一步的研究提供参考和借鉴。