浅埋大断面大跨度连拱隧道支护体系现场监测试验研究

浅埋大断面大跨度连拱隧道跨度大、埋深浅、围岩稳定性差,地质条件复杂,为保证施工顺利进行,需加强隧道施工监测,根据监测调整后续施工方法。对浅埋大断面大跨度连拱隧道支护体系的现场监测试验方案及不同开挖工序下隧道支护体系受力特点进行了分析与研究。研究结果表明:①左右洞上台阶开挖引起支护体系应力分布较大变化,是隧道支护主要监测控制点;②右洞上、下台阶开挖引起中墙内力较大变化,是中墙稳定主要监测控制点;③右洞上、下台阶开挖对支护应力的纵向影响范围约为隧道跨度的1/3和1/2;④对于浅埋大断面大跨度连拱隧道,应及早施作二衬,封闭成环,以改善结构受力。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

连拱隧道支护体系变形的现场监测及分析

与普通公路隧道相比,连拱隧道因隧道施工复杂,工序转换繁多,其变形特征更加复杂。结合某连拱隧道工程实践,在连拱隧道施工中对支护体系变形进行现场监测的基础上,分析连拱隧道支护体系变形随时间变化的规律及不同开挖工序下支护体系变形特征。监测结果表明:采用台阶法施工,能较好地控制连拱隧道的变形;在隧道施工过程中,右导洞上、下台阶开挖对支护变形影响较大,是隧道结构稳定性主要控制点;左洞上台阶和右洞下台阶开挖的纵向影响距离约为隧道跨度的2倍,右洞上台阶和左洞下台阶开挖的纵向影响距离大致为一倍隧道跨度。     

特大断面隧道支护结构现场试验与三维效应分析

与普通公路隧道相比,双洞八车道特大断面隧道的结构受力更加复杂、施工方法更为多样化。结合目前国内规模最大的四车道特大断面隧道,对特大断面隧道进行现场试验,并基于现场试验结果,详细地分析特大断面隧道双侧壁导洞法开挖引起支护结构变形及受力的三维效应。研究结果表明:在特大断面隧道施工过程中,左导洞下台阶和核心土上台阶开挖对支护结构受力及变形影响较大,是支护稳定性控制的主要工序;特大断面隧道开挖的纵向影响距离大致为1~1.5倍导洞跨度,约为8~12m。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

不同围岩情况下特大断面公路隧道施工变形监测与控制

 以目前国内规模最大的广州龙头山隧道为背景,详细介绍特大断面公路隧道施工过程中变形现场监测的项目、方法及手段,对洞口边坡及不同围岩情况下的隧道变形规律进行分析,并提出控制大变形的工程措施。研究结果表明：(1) 右导洞上台阶、左导洞下台阶和核心土上台阶开挖引起围岩较大变形,是隧道施工主要控制点;(2) 特大断面隧道围岩变形与洞周半径近似成指数函数关系;(3) 封闭支护结构及对拉锚杆的使用是改善结构受力和抑制隧道变形的有效途径,应尽早施作仰拱以形成封闭环。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

双洞垂直重叠地铁隧道施工力学行为分析

通过建立有限元模型,对复杂地质条件下双洞重叠地铁隧道的施工过程进行数值模拟,研究了隧道各施工阶段的稳定性和支护结构安全性.结果表明,上洞下台阶施工对下洞结构内力影响较大,且上洞上台阶施工,对地表位移影响较大.     

黄土连拱隧道施工方法探讨

以离石黄土连拱隧道为工程依托,详细介绍了影响黄土隧道施工安全的因素,分析研究了该工程中的施工方法:主洞施工采取先左洞,后右洞的施工顺序,主洞开挖分上下台阶,上台阶施工完成以后,立即进行支护,封闭拱顶,下台阶采用机械开挖.同时对监测量控要点进行了重点阐述,可供类似工程特别是类似黄土地质条件下连拱隧道施工借鉴和参考.     

十字交叉隧道施工监控量测技术

以沪蓉国道主干线夹活岩隧道施工横洞与主洞施工中的现场监控量测的工程实践为依据,通过对各施工阶段隧道内围岩表面位移、支护结构受力及应力监测与分析,并及时反馈监测信息,较好地指导了施工作业,是岩土工程信息化设计、施工的重要手段.     

十字交叉隧道施工监控量测技术

以沪蓉国道主干线夹活岩隧道施工横洞与主洞施工中的现场监控量测的工程实践为依据，通过对各施工阶段隧道内围岩表面位移、支护结构受力及应力监测与分析，并及时反馈监测信息，较好地指导了施工作业，是岩土工程信息化设计、施工的重要手段。     

双连拱隧道支护体系现场监测试验研究

隧道支护结构的应力、变形状况是其安全性的直接表现,针对金竹林双连拱隧道设计了完整的现场监测方案,进行了详细的隧道支护体系应力和拱顶沉降监测分析,并在此基础上对双连拱隧道的设计、施工提出了一些建议。     

连拱隧道边坡三维变形的现场监测与分析

结合工程实践,对连拱隧道施工中边坡变形进行相关监测,分析连拱隧道边坡三维变形随时间变化规律、空间分布规律及不同开挖工序引起的边坡变形特征.分析结果表明:(1) 边坡位移三维特征明显;(2) 边坡位移受隧道开挖扰动影响大;(3) 左、右洞上台阶开挖对边坡变形影响较大,为边坡变形控制的关键点;(4) 左洞上台阶和右洞下台阶开挖对边坡纵向的影响范围约为隧道跨度的2倍,右洞上台阶及左洞下台阶的影响范围约为隧道跨度的1/2.这些研究结论可为类似条件下连拱隧道边坡设计、施工和现场监测提供参考.     

地铁车站一次扣拱暗挖逆作体系模型试验研究

基于地铁暗挖车站一次扣拱逆作结构的1∶20三跨的较大比例模型实验,通过严格按照实际开挖过程模拟,对围岩与结构的关键部位进行力学和变形连续测试,包括初期支护、二次衬砌、中柱、地层应力及地中和地表位移。实验表明:拱顶位移均受到各自导洞的开挖影响最大,约占其全部位移的一半;地表位移受导洞开挖影响最大,且随导洞增多而变大,当两侧的4个导洞都开挖完后,其位移大约为总位移的一半多;初衬应力有拉有压,表现为随测试部位的不同而有差异,初衬的临时竖向支撑和仰拱为压应力,拱腰部位为拉应力,在导洞开挖过程中,初衬基本表现为压应力,随着拆除中间支撑,初衬的力学性状转换为拉应力,直到二衬施工完毕后,拉应力变小;钢管柱是传递和承受荷载的主要部件。实验结果完善了设计理论,有利于促进该工法的进一步推广应用。     

复杂地质条件下大埋深隧洞衬砌与围岩协同作用#br# 物理模型试验研究

围岩-支护协同作用是地下工程支护结构设计的核心问题,关乎着地下工程建设的成败。为揭示深埋隧洞围岩与支护结构协同作用机理,以滇中引水最大埋深约1512m的香炉山隧洞为研究背景工程,首次开展复杂地质条件下深埋隧洞衬砌与围岩协同作用真三维地质力学模型试验,真实再现隧洞开挖与支护的施工全过程。模型试验研究表明：1）不同地质条件下隧洞围岩的应力释放过程不同,硬岩隧洞围岩应力释放速率先慢后快,软岩隧洞应力释放速率先快后慢;2）不同地质条件下隧洞衬砌与围岩接触压力的分布形式不同,硬岩隧洞最大接触压力位于拱肩,软岩隧洞最大接触压力位于拱顶;3）衬砌与围岩协同作用包括两种应力释放机制、3个施工阶段和4种承载状态;4）不同地质条件下隧洞衬砌施作后围岩和衬砌承担的荷载比例不同,硬岩隧洞围岩平均承担约85%的荷载,衬砌约承担15%的荷载,软岩隧洞围岩平均承担约25%的荷载,衬砌承担约75%的荷载。     

Full 3D modelling for effects of tunnelling on existing support systems in the Sydney region

The assessment of the interaction between a new tunnel and existing structures is an important issue in urban areas. In this study, the effect of tunnelling on the existing support system (i.e. shotcrete lining and rock bolts) of an adjacent tunnel is firstly investigated using ABAQUS and TUNNEL3D through full three-dimensional (3D) finite element calculations coupled with elasto-plastic material models, which takes into account the tunnelling procedure, the interaction between the shotcrete lining and rock mass, the interaction between the rock bolts and rock mass, and the elasto-plastic behaviour of the rock mass, the shotcrete lining and the rock bolts. Then, on the basis of the calculated results, it is concluded that the driving of the new tunnel significantly affects the existing support system when the advancing tunnel face passes the existing support system and is minor when the face is far from it. Moreover, the support system in the side of the existing tunnel closest to the new tunnel is more significantly affected than that on the side opposite to the new tunnel. It is also found that in a region such as Sydney with relatively high horizontal regional stresses, the driving of the new tunnel will not cause considerable adverse effects on the existing support system, if the new tunnel is driven horizontally parallel to the existing tunnel with a sufficient separation, since both the tensile stress in the existing shotcrete lining in the lateral sides of the preceding tunnel and the compressive stress at the crown decrease although noticeable tensile stress increments are observed on some parts of the existing rock bolts. Finally, it is pointed out that the effects of tunnelling on the existing support system strongly depend on the position between the original and new tunnels. In terms of the stress increments on the existing support system, especially the maximum tensile stress increments on the existing shotcrete lining, the driving of the new tunnel causes increasingly adverse effects on the existing support system in a sequence of: (i) horizontally parallel tunnels with a separation of 30 m; (ii) horizontally parallel tunnels with a separation of 20 m; (iii) staggered tunnels with a separation of 30 m; (iv) vertically alignment tunnels; and (v) staggered tunnels with a separation of 20 m in the cases investigated in this study. For the relatively high regional stresses in the Sydney region, the obtained results qualitatively agree with other’s published observations from the construction of closely parallel subway tunnels.     

浅谈高速公路隧道施工

以某隧道施工为例,从隧道洞口施工、初期支护、二次衬砌及洞体养护等方面阐述了高速公路隧道施工要点,并总结出相应的施工注意事项,以指导类似工程施工。     

隐式中墙连拱隧道对称中隔壁工法设计与分析

针对连拱隧道工法研究现状和趋势,结合新型连拱隧道结构型式-隐式中墙复合式连拱隧道[1],提出了一种新的连拱隧道施工方法-对称中隔壁法,无需中墙临时支护,大幅提高连拱隧道的施工效率,实现了连拱隧道的快捷施工,减少了对环境的影响时间,降低了工程造价。对对称中隔壁法进行了详细设计,并进行了数值分析,结果表明:对称中隔壁法可保证隐式中墙复合式连拱隧道施工安全,各上台阶步序开挖和拆撑为控制竖向变形的关键工序,左洞拱腰与中墙连接处和左洞仰拱与中墙连接处是初期支护的安全控制点。     

黄土地区浅埋暗挖三连拱地铁隧道围岩压力特征研究

 为准确认识黄土地区浅埋暗挖三连拱地铁隧道围岩和支护体系在施工过程中的应力变化规律,以西安地铁二号线工程为依托,开展较大规模的现场测试工作,对围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌接触压力及各测试部位围岩压力随施工进展的变化规律进行研究。研究结果表明：先开挖洞室初期支护各部位(仰拱位置除外)所受的围岩压力均大于后开挖洞室初期支护所承受的压力;隧道拱顶与仰拱底部围岩压力随开挖跨度的增大而增大;左、右线中隔墙底部因承担了较大的上部土体荷载而受力最大;二次衬砌施作后初期支护结构受力整体增大;初期支护与二次衬砌承受的荷载比例分别为52.81%和47.19%,设计时可按50%进行取值;先行施工的各部位围岩压力随后续洞室的施工均出现增长趋势。     

浅埋偏压大断面隧道施工优化及受力特征分析

大断面浅埋偏压隧道洞口段施工困难,风险高;且受洞口复杂地质条件和施工空间效应影响,隧道支护结构变形和受力特性复杂,施工控制难度高。针对在建的宝兰客专小墁坪隧道出口浅埋偏压段的施工稳定性问题,采用数值模拟试验分析方法,研究了三台阶+临时横撑施工中不同上、中、下台阶错开距离时隧道的施工动态特性,分析了不同错开距离时隧道支护结构的变形和受力特点;基于数值模拟试验确定了大断面偏压隧道洞口段的施工方案,跟踪隧道施工进行的变形监测验证了推荐的三台阶+临时横撑施工中上台阶与中台阶错开5 m,中台阶与下台阶错开10~15 m(即1倍洞径)距离的施工参数经济、合理、可行,保证了隧道施工的安全,也为同类隧道工程的建设提供有益的借鉴和指导。