软弱地层基坑开挖支护方案比选研究

针对软弱地层基坑开挖稳定性问题，结合实际软弱地基基坑开挖实例，以不同开挖步骤为基础，分析了软弱地层基坑在开挖过程支护结构内力变化，并依据软弱地层土体性质对其稳定性进行校核。通过对不同支护方案下结构内力和安全系数对比分析，明确了软弱地层基坑支护最佳支护方案。结果表明：软弱地层基坑开挖可分为“浅部开挖和支护”“深部开挖和支护”“拆除支护”三个步骤进行，“PC工法桩+钢筋混凝土支撑”的方式可以有效抑制软弱地层边坡变形，增加基坑稳定性。本工程中基坑开挖的深度影响范围约为5～10 m,且基坑边坡土体最大位移出现在基坑顶部；竖向支护结构的弯矩和剪力在基坑开挖底部附近会出现极值，并呈现正负交替现象。     

北京某深基坑开挖过程的阳角效应分析

以北京市某深基坑支护工程为例，运用ABAQUS有限元软件，建立了桩锚支护体系分析模型，分析了不同施工工况下基坑开挖过程中的阳角效应，并与实际工程实测结果进行了对比分析。结果表明:①阳角凸出部位的桩体顶部最大变形量大于其他部位，该部位的锚杆力在整个开挖过程中也比较大；②阳角角度制约着基坑的开挖过程，同一深度处阳角角度越小，基坑开挖难度越大；③基坑阳角凸出长度对桩顶变形及桩体弯矩影响显著，但随着凸出长度的增大，影响效果渐弱；④桩体横向位移和弯矩均随基坑开挖深度的加大而逐渐增大；⑤地基最大隆起量受阳角凸出长度及基坑开挖深度影响较大，且凸出长度和开挖深度越长，影响效果越明显。     

先隧后站(井)法关键技术研究现状及展望

先隧后站(井)法具有施工工期短、占用场地面积小、对周围环境影响小等优点。通过对18个先隧后站(井)法施工的实际工程案例进行总结和综述，将先隧后站(井)法分为两大类：先隧后站法和先隧后井法。先隧后井法可分为无横通道的先隧后井法和有横通道的先隧后井法，其中无横通道的先隧后井法又可根据隧道和竖井的尺寸大小，分为大井小隧法和小井大隧法。对先隧后站(井)法施工过程中的关键技术，如先隧后站法扩挖地铁车站的几种形式、基坑的支护形式、管片破除方式等进行了总结，得到了基坑支护形式的选用条件等可应用于先隧后站（井）法工程实践的有益结论，并对先隧后站(井)法未来在工程应用、数值模拟等方面的研究方向进行了展望，可为先隧后站（井）法在我国的推广和应用提供参考和借鉴。     

小净距硬岩区间接收洞施工技术研究

为缓解城市地上交通压力地铁被广泛采用，地铁区间隧道进入车站段需提前施工接收洞，用来降低TBM出洞风险。青岛地铁1号线北岭站～水清沟站(位于硬岩区且左右线距离仅为2.2 m)接收洞采用非对称注浆加固+控制爆破法施工。为减少后开挖隧道对已开挖隧道的影响，如已开挖隧道沉降、结构变形开裂、先开洞扭转等问题，项目通过爆破设计、超前支护、非对称注浆、施工监测等方面控制，安全快速地完成了小净距硬岩隧道接收洞施工，可为类似工况项目提供经验参考。     

考虑工程桩有利作用情况下的某基坑支护有限元分析

当基坑周边有工程桩时，基坑支护可考虑利用工程桩-承台-地基梁体系，此时工程桩兼作支护桩，即“一桩两用”。当工程桩数量较多，间距较密，基坑开挖面以下有一定厚度的较好土层时，可在最外排工程桩的外侧设置水泥土挡墙，利用工程桩限制水泥土挡墙的位移。通过某工程的应用，验证了此类支护体系具有安全性和经济性等特点。     

大断面矩形土压平衡式顶管上跨施工对运营地铁隧道变形的影响分析

以川大停车场下穿人民南路地下人行通道矩形顶管隧道工程为依托,采用数值模拟方法对大断面矩形土压平衡式顶管隧道上跨地铁运营区间隧道所引起的地铁隧道变形进行全过程分析研究,并将模拟结果与现场监测数据进行对比,验证模型的合理性。主要结论如下： 1）顶管法隧道上跨施工引发的既有地铁隧道竖向变形受前期掌子面支护压力影响较大,随着开挖面的推进,开挖卸载效应逐渐占据主导地位; 2）地铁隧道横向位移受顶管隧道掌子面支护压力和开挖卸载效应的共同影响,且地铁隧道管片衬砌上半断面的横向位移对掌子面支护压力极为敏感。     

软岩隧道初期支护沉降机理及其工程措施研究

为解决软岩隧道开挖过程中初期支护整体下沉普遍较大的工程难题,依托郑州至西安高速铁路大断面黄土隧道及成昆铁路第三系昔格达地层软弱围岩隧道工程,通过理论计算及现场实测,对软弱围岩隧道初期支护普遍沉降较大的原因以及采取的工程措施的可靠性进行分析,得到以下成果： 1）软弱围岩隧道下沉量往往超过20 cm,现场实测的拱脚承受最大荷载为897.4 kN,初期支护整体下沉大的主要原因是拱脚压力较承载力大一个数量级; 2）锁脚锚杆靠近钢架位置的轴力最大,为55 kN。大拱脚的承压特性显著,其压力极值达到0.9～1.7 MPa; 3）增设锁脚锚杆（管）、扩大拱脚和及时闭合仰拱是控制软岩隧道初期支护沉降的关键措施。     

蒙华铁路中条山隧道高地应力F7断层软岩破碎段施工技术

为解决中条山隧道在施工至高地应力F7主干断层段时,左右线已施工完成的247 m初期支护发生严重变形开裂的问题,选取不同段落对“刚性支护一次到位”和“柔性支护释放应力后进行二次支护”2种方案进行试验,通过对监控量测数据分析和初期支护表面观察,得出以下结果： 1）软岩大变形段落采取“刚性支护一次到位”相比“柔性支护释放应力后进行二次支护”变形速率明显下降,最大收敛速率由28 mm/d下降至18 mm/d,最大沉降速率由24 mm/d下降至12.8 mm/d,释放应力时发生变形的“度”更易掌控; 2）在采取“刚性支护一次到位”的基础上,辅以优化“隧道边墙曲率”和“施工工法”等措施,能够有效控制隧道初期支护变形开裂,确保隧道结构的质量,顺利通过F7主干断层。     

隧道“关门”塌方原因的力学分析及预防对策

为向施工技术管理人员解释隧道初期支护随施工的应力变化规律,进而找出发生“关门”塌方的原因,首先说明“关门”塌方发生时的施工状况,一般采取钢架+锁脚锚杆+喷射混凝土的支护结构,塌方时松散荷载已形成; 然后按荷载-结构模型,在初期支护承担全部设计荷载的条件下,通过施工三台阶法对上、中、下3个断面采取结构力学力法分别进行内力计算及承载能力分析。结果表明: 在围岩完全松散的极限情况下,上台阶绝对安全,中台阶基本安全,下台阶开挖尤其是仰拱开挖时塌方的风险极高。针对上述问题提出预防“关门”塌方的相应对策。结论认为采取钢架+锁脚锚杆+喷射混凝土的支护形式,支护结构处于极限应力平衡状态,很容易破坏而造成隧道坍塌。     

承担全部设计荷载的隧道初期支护的设计计算方法

针对当前隧道初期支护设计存在不能承担全部设计荷载、以初期支护仰拱闭合的有利结构而不是以仰拱未闭合的最不利结构为最终设计目标而造成结构存在安全隐患以及给不出锚杆锚固力设计值和现场围岩变形很大使得采用岩体力学进行设计初期支护不具备条件的问题,提出按照“荷载-结构”的计算模型,采取结构力学力法对隧道初期支护承担全部设计荷载、对应施工“三台阶”法、对型钢钢架和喷射混凝土按变形协调条件确定各自承担荷载的比例系数、就钢架和喷射混凝土承载能力分别进行计算分析,明确在各部施工时对喷射混凝土强度以及锚杆的锚固力的要求。计算结果表明： 1）采取除中心夹角60°范围外其余均匀布置分布锚杆、采用“型钢钢架+分布锚杆+喷射混凝土”支护型式的隧道初期支护完全具有承担全部设计荷载的能力,且仰拱开挖不会威胁支护的稳定; 2）应将锚杆作为支护结构的链杆支座来确定锚杆锚固力; 3）锚杆和喷射混凝土3 h的强度对支护结构的承载能力影响很大。