四车道特大断面大跨度隧道施工中支护体系力学性态研究

 以目前国内规模最大的双洞八车道高速公路隧道为背景,详细介绍四车道特大断面大跨度隧道施工过程中支护体系应力现场监测的项目、方法及手段,对不同施工工序下隧道支护体系力学性态进行监测与分析。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支护体系应力分布较大变化,是隧道主要监测控制点;(2) 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有效途径,应尽早施作仰拱和形成封闭环。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。     

特大断面大跨度隧道围岩变形的现场试验研究

 结合广州龙头山双洞八车道高速公路隧道工程实践,对特大断面大跨度隧道施工中围岩变形进行相关监测,分析变形随时间变化规律、不同开挖工序引起的纵向和径向空间围岩变形规律。研究结果表明：特大断面大跨度隧道采用双侧壁导洞法施工,能较好地控制围岩变形;在特大断面大跨度隧道施工过程中,右导洞上台阶、左导洞下台阶以及核心土开挖对围岩变形影响较大,是施工主要控制点;特大断面大跨度隧道开挖的纵向影响距离大致为一倍洞径左右,与导洞跨度基本相同,为6～8 m;洞顶垂直向径向影响距离约为25 m,左导洞顶30°方向的径向影响距离约为15 m。该研究结论可为类似条件下特大断面大跨度隧道设计施工和现场监测提供借鉴与参考。     

四车道特大断面小净距公路隧道力学响应分析

结合大连大东山单洞四车道高速公路隧道工程实践,通过隧道CRD及双侧壁导坑工法施工段的隧道变形受力监测数据分析,对特大断面小净距隧道的力学响应特性进行研究。研究结果表明:CRDⅠ部、双侧壁左导洞对于左上导洞拱顶处变形影响较大,其引起的变形占总变形的比例分别达到50%~60%和50%~65%;特大断面隧道施工,合理选取工法及辅助措施、及时封闭支护结构可以有效控制隧道变形受力;小净距隧道内侧受力状态较外侧复杂,后行洞的受力状况相对于先行洞要好一些,设计和施工时应充分考虑后行洞施工对先行洞的影响。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。     

大断面隧道三台阶七步开挖法仿真分析

结合实际工程,建立三维数值计算模型,对浅埋花岗岩地段隧道三台阶七步开挖法的施工过程进行了模拟计算。在此基础上,分析了地层的位移、支护结构变形和受力的变化规律以及分步开挖对支护结构受力和变形的影响。研究结果表明,洞周变形、支护结构的受力及变形具有不对称性;在支护结构距掌子面距离大于5~6m时,变形和受力可以达到稳定状态;边墙处锚杆的作用效果比拱顶锚杆显著;不同开挖步造成的洞周变形也有较大区别。分析结果可以为大断面隧道三台阶七步开挖法的设计和施工提供参考。     

应力路径对特大断面隧道围岩压力的影响

 介绍4车道公路隧道的建设状况,分析目前4车道公路隧道的设计、施工等研究进展。结合广州龙头山双向8车道高速公路隧道,利用现场监测数据和不同开挖方式对应的围岩荷载的数值计算结果,分析和讨论应力路径对特大断面隧道围岩荷载的影响,并验证4车道特大断面隧道施工的围岩松弛范围。引入过程荷载影响系数 ,对导洞的荷载影响系数进行修正,在与普氏理论、公路隧道设计规范、曲海峰提出的荷载公式进行计算对比后,提出特大断面隧道更为合理的过程荷载计算公式。     

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。     

复杂结构形式隧道的围岩位移监测分析

 厦门市梧村隧道为双向六车道隧道,隧道结构形式设计复杂,分别由双连拱、小净距、初期支护连拱和分离式隧道组成。现场监测工作以隧道拱顶沉降和围岩收敛为主,结合施工措施和开挖工序进行全面分析。研究成果表明：三导洞法施工主洞沉降所占比例不到侧导洞沉降的一半,双连拱隧道结构型式适用于对沉降控制要求较高的隧道工程;CRD1部开挖产生的拱顶沉降可以超过累计沉降值的50%;核心土开挖后布设测点造成的总损失量约占累计沉降值的37.5%;采用全断面帷幕注浆措施加固围岩对控制隧道拱顶沉降取得较好的效果;管棚区域出现较大下沉与管棚工作室的断面稍大以及管棚两端受其自重影响较大有关;临时支护的拆除对拱顶沉降和围岩收敛的影响较小;开挖和注浆是引起围岩出现较大收敛变形的主要施工因素,其中注浆对围岩的收敛位移影响更大;初期支护连拱隧道右洞开挖对左洞二次衬砌的收敛稳定有一定的影响。     

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。     

高地应力软岩隧道超前导洞扩挖施工过程受力变形分析

超前导洞法是开挖隧道前在所在断面提前施作小导洞从而释放应力的一种方法。本文研究导洞完成后圆孔扩挖过程中隧道内各层支护的受力变形。以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段为研究对象,从实际工程布设测点获取数据,进行超前导洞应力释放效果分析、圆形扩挖施工各层变形分析、圆形扩挖先后行隧道施工相互影响分析,以及长锚杆和锚索受力变形分析。结果表明,超前导洞法对围岩应力和变形速率有一定控制作用;三层支护仍不足以长期控制变形发展,“三层初支+径向注浆+长锚杆+长锚索”支护系统施作完成后,满足设计施作第四层钢筋混凝土衬砌条件;木寨岭岭脊段在相同施工及支护参数条件下,施工的先后对变形的影响很小,地质条件是影响变形的主因;长锚杆形成系统承载后,整体受力明显减小,而锚索张拉后,短期锚固效果不明显。     

海底隧道衬砌结构设计

 海底隧道围岩水通常具有稳定水位和充足补给,隧道结构受长期的水压力作用,衬砌计算中应首先确定水压力荷载大小,并综合考虑隧道涌水量的大小,由此对衬砌断面的拟定、衬砌类型的选择、衬砌结构安全性进行评价计算。正在建设的厦门翔安海底隧道衬砌结构设计时,通过不同防排水方式下衬砌背后水压力特征的模型试验表明,作用于全封闭衬砌上的水压力是不能折减的;根据陆域和海域不同地段预测全隧道涌水量,由于无法满足运营期间的排水,衬砌结构必须采用全封闭形式或限制排放形式;利用ANSYS有限元软件,根据外水压力大小与围岩压力组合下对不同的隧道衬砌断面进行对比分析计算,以得出结构受力最为经济合理的断面形式;并以此断面按荷载结构模式法进行全封闭衬砌结构计算。计算结果及建设的实际情况表明衬砌受力合理。     

暗挖平顶直墙后拆撑二衬施工技术

针对浅埋暗挖平顶直墙断面通道二衬施工风险,以北京地铁14号线东湖渠站工程为依托,通过调整地铁车站暗挖附属结构平顶直墙断面二衬施工中间临时支撑拆除时间、方式、长度,在二衬施工时,中间临时支撑不拆除,待二衬混凝土达到设计强度后再拆除中间临时支撑,以保证暗挖施工安全性。同时,利用在应用状态下长期黏性膏状体新型防水材料非固化橡化沥青的抗窜水性,对后拆撑处进行细部节点防水处理。最终形成完整的安全性高、操作简便、质量可靠、节约工期及成本的地铁车站暗挖附属结构平顶直墙断面二衬施工技术。该施工工艺可为大断面平顶直墙二衬施工提供借鉴。     

马蹄形断面整体式混凝土衬砌施工

结合工程实例，介绍了马蹄形断面整体式混凝土衬砌施工的工艺流程、施工步骤及其各个环节的施工要点，提出了拖工注意事项，阐述了特殊洞段的施工方法，提出了一些施工经验。     

秦东大断面黄土隧道施工控制

结合具体工程实例,从大断面黄土隧道开挖、初期支护、仰拱施工、二次衬砌等多方面探讨了大断面黄土隧道的开挖过程,并强调了施工中的技术管理,可供同类型大断面黄土隧道施工参考。     

大断面隧道施工常见地质灾害问题防治分析

主要介绍了大断面隧道在施工中常见的地质灾害问题及成因,分别从隧道水害、衬砌裂损、衬砌腐蚀等方面展开论述,并提出关于大断面隧道施工常见地质灾害问题的防治措施,以期为类似工程提供借鉴。     

地铁交叉口大断面二次衬砌施工方法

结合具体工程实例,介绍了地铁交叉口大断面二次衬砌的施工方法,着重阐述了总体的施工部署和大断面拆除临时支撑的方法,得出了该工程质量优良的结论,具有一定的参考价值。     

大断面越江地铁盾构隧道衬砌结构方案研究

文章以武汉轨道交通8号线一期工程越江隧道为背景,针对越江隧道断面大、水压高、穿越地层软硬不均,运营期水位涨跌以及河床冲淤变化幅度大的特征,通过建立能较为真实反应接头刚度和不均匀地层影响的地层-管片-内衬模型,研究“单层管片”、“管片+双侧非封闭内衬”、“管片+底部非封闭内衬”以及“管片+全环内衬”结构型式下,管片及内衬的受力变形特性。研究结果表明:水位升高使管片偏心距减小,河床淤积使管片偏心距增大,在地层较弱区域管片弯矩明显增大。施作内衬后,管片受力最大减小16%,拱顶下沉最大减小28%,结构的长期安全和稳定性增强,但会增加施工难度、工期和造价。考虑到内衬能在隧道火灾、撞击时对结构起到较好的保护,并且“底部非封闭内衬”能最大程度的减小结构受力,对工期影响较小,推荐采用“管片+底部非封闭内衬”结构方案。     

大断面水下盾构隧道原型结构加载试验系统的研发与应用

 针对大断面水下盾构隧道衬砌结构特点,提出管片结构(包括接缝结构及整环衬砌结构)的原型试验加载方法,并自主研发多功能盾构隧道结构加载试验系统,该系统可根据不同需求进行组装和拆卸,既可进行管片接头力学试验,又可成功将水压与土压分离,进行管片衬砌结构的加载试验。随后,采用该试验系统对南京长江隧道及珠江狮子洋隧道管片衬砌结构进行原型加载试验,包括错缝拼装、通缝拼装结构的加载试验,接头抗弯、抗剪试验等,并选取部分试验结果与数值计算对比,验证该试验加载方法对大断面盾构隧道结构体系进行系统研究的正确性及可靠性,为科研、设计和生产提供可靠的试验手段。     

变截面隧道衬砌台车设计与使用

简述了隧道衬砌台车的组成,就隧道衬砌台车的模板系统、支撑系统和液压系统的设计进行了详细介绍,阐述了多断面隧道台车的断面变换操作,以提高隧道施工人员的技术水平,推广变截面隧道衬砌台车的应用。     

矩形隧道中变截面杆件的内力分析

本文推导了变截面杆的单元刚度矩阵和荷载结点化的计算公式，可用于编制变截面框架结构的电算程序。并通过隧道衬砌结构算例，比较了按实际变截面计算和简化等截面直杆计算两种方法的差异，说明隧道结构按变截面实际情况计算的必要性。