锁脚锚管和仰拱注浆对控制大断面海底隧道位移的有效性分析

 厦门海底隧道两端陆域软弱地段大断面浅埋暗挖施工中，部分断面拱顶下沉偏大。对量测数据进行分析后发现，隧道发生的整体下沉(包括开挖中的各部整体下沉和初期支护全环封闭后的整体下沉)是构成隧道拱顶下沉量偏大的一个重要因素。为控制隧道结构变形过大这一问题，施工中根据经验采用锁脚锚管和仰拱注浆。为探知两种处理措施的实际效果，首先利用设计文件提供及现场试验获取的支护结构及围岩的物理力学参数，对其进行数值模拟。然后通过对数值模拟结果与现场实测数据进行综合分析，得出以下结论：锁脚锚管在控制开挖中隧道发生的整体下沉方面比较有效，可减小拱顶下沉约17%，减小水平收敛约12%；仰拱注浆比较适于控制初期支护封闭后隧道发生的整体下沉，可减小拱顶下沉约18%；另外这两种措施都能在一定程度上减小洞周围岩塑性区范围，并提高支护结构安全性。     

软岩浅埋大断面地铁隧道施工方法优选研究

在国内地铁建设过程中,一些浅埋大断面地铁隧道相继出现。鉴于目前对软岩浅埋大断面地铁隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究较少,以长春地铁出入线段隧道工程为依托,研究了不同施工工法、不同开挖进尺对软岩浅埋大断面地铁隧道围岩稳定性的影响,揭示了不同工况下隧道围岩的变形规律、应力分布特征。研究结果表明:在软岩浅埋大断面地铁隧道施工中,双侧壁导坑法更利于隧道围岩稳定。在施工中应以1m开挖进尺进行掘进,避免超挖,加强拱顶围岩预加固,勤于对重点区域(拱顶、拱底、拱脚以及隧道上方2D区域)进行监测,确保隧道围岩的稳定性。     

黄土隧道浅埋段支护效果监测分析

高速公路大跨度湿陷性黄土隧道浅埋段,施工难度大,处治不当极易导致塌方,发生严重的安全事故。依托大跨度黄土隧道洞口浅埋段施工实践,通过监控量测分析支护效果,修正隧道初期支护结构设计。结合施工现场实际情况,在洞口浅埋段施工前制定科学合理的施工方案,并布置测点进行监控量测。通过收集监测数据,分析拱顶下沉、周边位移和围岩压力监测数据,得出隧道支护效果满足设计要求。     

大拱脚台阶法在高速铁路浅埋隧道中的应用研究

由于隧道空气动力学效应,高速铁路隧道大多采用单洞双线断面,由此导致隧道的开挖断面增大,特别是对于浅埋隧道而言,其施工的技术难度和安全风险更为突出,选用合理的施工方案就显得非常重要。目前,关于大拱脚台阶法施工报道不多。结合某高速铁路浅埋隧道实体工程,采用数值模拟和现场测试方法,对大拱脚台阶法在浅埋高速铁路隧道中的应用进行深入系统研究。采用大拱脚台阶法安全顺利地完成该浅埋隧道施工,并且实测数据与数值模拟计算结果基本吻合,表明基于理论分析和数值模拟提出的施工方法是科学合理的。     

大断面公路隧道下穿水塘超前预支护技术研究

近年来我国市政公路隧道迅速发展,与此同时遇到的施工条件也越来越复杂,当隧道下穿河道、水塘时,采用超前预支护措施尤为重要。该文结合依托工程,对上半断面帷幕注浆段和不注浆段地表沉降、拱脚收敛、拱顶下沉进行了分析研究,验证了大跨浅埋隧道下穿水塘时采用上半断面帷幕注浆进行加固止水的可行性。得出如下结论:(1)采用袖阀管进行上半断面帷幕注浆可以有效控制注浆量、注浆压力、注浆范围,保证帷幕注浆的质量;(2)失水固结沉降是构成水塘附近地表沉降的主要原因,掌子面钻取注浆孔时,地表沉降速率产生突变,注浆后地表会产生一定的隆起,采用洞内上半断面帷幕注浆可以有效控制隧道开挖引起的地表沉降;(3)采用上半断面帷幕注浆可以有效控制拱脚收敛,对墙脚收敛控制作用不明显;(4)采用上半断面帷幕注浆可以有效减小隧道拱顶下沉值,但对前期拱顶下沉速率的控制作用不明显,施工中应当及时施作拱部初支来控制拱顶下沉速率。     

厦门翔安海底隧道陆域段CRD法位移监测分析

 厦门翔安海底隧道陆域段为软弱地层三车道大断面浅埋暗挖隧道，主要采用交叉中隔壁(CRD)法施工，结合现场施工情况对该隧道CRD法位移监控量测结果进行研究。研究结果表明，该隧道CRD法施工监控量测判断指标应以拱顶下沉为主，水平收敛为辅；拱顶下沉通常为最后收于一稳定值的台阶状上升曲线，各分部开挖引起的拱顶下沉增量呈一定比例关系，可用于对最终拱顶下沉量的预测和控制时机参考，施工中应重点控制引起约占总下沉量一半的CRD1初期支护尽早封闭；该隧道陆域段CRD法施工中CRD1最终拱顶下沉控制标为200 mm比较合适。综合位移监测分析和现场施工经验认为，翔安隧道陆域段CRD法相邻导坑掌子面间距控制为10～15 m，每循环开挖1.0～1.5 m(极软弱地段只允许开挖0.5 m)后立即支护，导坑内台阶长度控制在6 m以内，及时封闭仰拱，对控制最终拱顶下沉和保证支护结构稳定性成效良好，对隧道后续施工控制具有很好的指导意义。     

大断面小净距隧道施工监控量测研究

对大断面小净距浅埋隧道围岩净空收敛、拱顶下沉、地表沉降、衬砌内力、接触压力(围岩与初衬,初衬与二衬间)、围岩内部位移监控量测数据进行分析,为工程设计和施工提供参考和指导。     

浅埋大断面黄土隧道大变形特性及其控制措施研究

依托银西客运专线某浅埋大断面隧道,基于数值计算和现场监测等手段对隧道变形特性进行分析,结果表明浅埋大断面黄土隧道拱顶沉降量大、变形时间长,初支封闭成环后变形速率变缓,但在二衬施作前隧道变形速率依旧较大,围岩未达到稳定状态。隧道施工过程中会在拱脚和墙脚形成塑性区,围岩塑性变形导致地层的不均匀沉降使围岩受到的拉应力或剪应力大于土体的强度,极易形成可见的地表裂缝。采用袖阀管注浆+洞内超前中管棚的控制措施能有效控制浅埋大断面隧道变形,保证施工安全。     

黄土公路隧道浅埋段管棚注浆支护机理及监测分析

为了探讨管棚注浆法在黄土公路隧道浅埋段中的支护机理和实际应用效果,对某黄土公路隧道右线出口段进行了地表沉降、拱顶下沉和水平收敛等的施工监测;在对现场监测数据进行分析的基础上,得出黄土公路隧道洞口浅埋段在管棚支护作用下拱顶下沉、水平收敛、地表沉降等的变化规律。研究结果表明:管棚注浆法能够显著抑制浅埋黄土地层的变形和拱顶下沉,减少隧道初始支护结构的变形和受力,避免浅埋黄土地层开挖中塌方现象的产生,保证了施工安全,为进一步分析黄土地区管棚注浆法的支护机理提供了参考依据,同时也为今后西北地区黄土公路隧道管棚注浆法的设计和施工提供了优化数据。     

超大断面浅埋隧道围岩变形的监测研究

针对超大断面浅埋隧道的特点,对福建省三明市莆炎高速岩头山隧道进行了地表下沉、隧道拱顶沉降、衬砌收敛等监测项目的监测分析,基于监测分析的结果,比较分析了该隧道在浅埋地段采用不同开挖方式围岩及衬砌的变形及受力特点,指出超大断面浅埋隧道采用不同开挖方式的自稳时空效应及各自优缺点,并为支护体系的优化提供了理论依据。研究结果可为类似条件下的工程设计、施工及检测提供借鉴。     

卵砾石土层大跨公路隧道初期支护优化研究

 江苏省宁常高速公路茅山隧道位于卵砾石土层斜坡中,具有浅埋、大跨扁平的特点,结合现场大型剪切试验分析、获取卵砾石层剪切强度参数,采用弹塑性非线性有限元法模拟并分析开挖和支护的全过程。根据新奥法,喷混凝土是公路隧道施工中体现初期支护柔性支护特点的主要因素之一,针对卵砾石土层II类软弱围岩浅埋地段交叉中隔壁法实际施工工艺特点,选择拱顶区右上部、中轴线、左上部3个测点下沉值(S1,S2,S3)建立协方差函数,并结合围岩和二衬塑性区的分析,对初支喷混凝土厚度进行合理性研究,提出该隧道卵砾石土层拱顶埋深在26 m左右断面最合理的初支喷混凝土厚度为22～28 cm,该典型断面最优初支喷混凝土厚度为26 cm,该研究成果对斜坡浅埋软弱II类围岩地段交叉中隔壁法施工设计有一定参考价值     

煤系地层隧道大变形分析及处治措施

某大断面浅埋隧道穿越煤系地层,采用双侧壁导坑法施工,但初支变形大,对初支变形大的原因进行了分析,并对此提出了处治措施。对已施工段的监测数据分析表明,该处治措施可有效的控制围岩的变形。     

超大断面隧道双侧壁导坑法开挖步序优化

重庆市轨道交通5号线1期3标段为富水浅埋扁平超大断面隧道工程,采用9步双侧壁导坑法中的对称开挖步序施工。应用MIDAS-GTS软件建立隧道三维有限元模型,计算了3种不同开挖步序条件下地表沉降、围岩变形和支护结构受力情况,并将计算结果与现场监测数据进行了对比验证。验证结果表明:扁平超大断面隧道拱顶区域受力作用面较大,拱顶区域围岩及喷混支护应力较大,拱顶稳定性较低,拱脚应力集中。施工阶段隧道结构对横向变形较为敏感,3种开挖步序拱脚水平收敛值曲线随施工步序呈现多台阶变化;中隔墙核心土拆除时,水平收敛值及拱顶沉降值曲线出现突变,该阶段应增大监测频率。对3种施工步序进行了数值模拟,提出了本工程地质条件下大跨扁平隧道施工的合理步序。     

塔岭头隧道进洞施工监控量测

结合塔岭头隧道施工实例，对隧道洞口边坡、浅埋段地表下沉以及洞内的拱顶下沉以及洞周收敛变形进行了量测，有效地指导了隧道进洞施工，避免了进洞施工过程中客易出现的塌方问题，从而保证了隧道施工安全。     

浅埋暗挖双侧壁导坑法隧道二衬施工方案优化

地铁区间隧道施工方法一般为明挖、盾构、暗挖法施工,由于区间线路规划、地质等原因会出现不同于标准断面的隧道形式,一般采用浅埋暗挖法,根据地质及断面的大小一般可采用全断面法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法、双联拱法。双侧壁导坑法作为大断面浅埋暗挖隧道采用较多施工方法,在二衬施工过程中施工工艺可操作性难度大、临时支撑体系受力复杂、施工质量控制难度大、施工风险较高,在施工前需对方案进行进一步优化,使达到最佳效果。文章以西安地铁六号线丈-科区间浅埋暗挖大断面双侧壁导坑法隧道二衬施工方案进行研究。     

松散破碎围岩浅埋隧道施工及监测分析

以李家冲隧道为例介绍了浅埋隧道施工技术,并对隧道周边位移收敛、拱顶下沉和地表下沉等进行了量测,分析和总结了三者的变化规律,阐述了隧道施工对监测数值造成的影响,对今后同类隧道工程具有一定指导意义。     

浅埋破碎岩体中大跨隧道断面扁平率优化研究

 对于大跨度扁平隧道而言,合理的扁平率设计对于节约成本和减少通风照明费用具有至关重要的作用,因此优化浅埋大跨度隧道的扁平率是隧道设计施工面临的关键问题。首先利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对拟建清远蟠龙浅埋破碎岩体大断面隧道不同扁平率进行参数化设计;研究5种扁平率下隧道结构的稳定性和变形破坏情况,运用层次分析法对影响扁平隧道稳定性的开挖面积、水平收敛、地表沉降和拱顶下沉等目标值进行优化并确定其权向量,提出依托工程条件下的最优化扁平率。该研究成果和方法可为同等条件下隧道工程断面优化设计提供借鉴。     

富溪偏压连拱隧道围岩与支护结构变形和受力特征分析

铜黄高速公路汤屯段富溪偏压连拱隧道,长623m,洞口段围岩为全风化变质砂岩,呈散体结构,不能自稳。洞口段左侧埋深较右侧大,存在明显的偏压。隧道施工采用三导洞法进行,施工期间对洞口段三导洞、正洞的多个断面进行现场监控量测。通过分析监测数据,可得围岩变形与支护结构受力特点。监测结果表明:中导洞形成后,浅埋侧导洞先行施工,其围岩变形较深埋侧导洞要大;正洞施工期间,深埋侧拱顶下沉较浅埋侧大,深埋侧水平收敛呈扩张趋势,浅埋侧水平收敛呈收缩趋势,中隔墙呈向浅埋侧偏移趋势;无论初期支护还是二次衬砌,其围岩压力、混凝土内应力均是深埋侧大,由于整体衬砌有向浅埋侧运动趋势,钢支撑所受应力在浅埋侧较大。分析结果对富溪偏压隧道施工具有指导意义,对类似隧道的设计、施工和研究具有借鉴和参考价值。     

浅埋偏压双线公路隧道变形特性和施工优化研究

以大风垭口隧道洞口段浅埋偏压双线隧道为研究对象,对采用双侧壁导坑法+中隔壁法施工后的围岩变形规律进行研究,并将不同施工顺序下的双线隧道围岩变形和支护内力大小进行对比分析。研究发现,两侧隧道的拱顶下沉量和浅埋侧隧道的水平收敛量较大,在施工过程中应当重点监测。同时,采用先浅埋侧后深埋侧的双洞隧道施工顺序更有利于控制浅埋侧隧道的水平收敛,保证双洞隧道的整体稳定。     

薄壁面板隔墙法在特大断面隧道施工中的力学特征分析

以某浅埋暗挖城市地铁车站为工程背景,利用有限元数值模拟方法分析了薄壁面板隔墙法的原理和在施工过程中隧道围岩的变形和力学演化特征。分析结果表明,薄壁面板隔墙法的台阶式导坑开挖主导了隧道结构的应力集中特征和变形特征,施工时特大断面隧道的初衬、锚杆和围岩的应力、应变均沿隧道轴向方向阶段性地出现多个应力集中区和位移剧变区,各区域的分界处基本和隧道先开挖侧各导坑开挖端面平齐。而且,中隔墙和预留核心土的设置有效地改善了开挖对特大断面隧道围岩的扰动,使得隧道围岩塑性区小,隧道的拱脚水平相对净空变化指标和拱顶相对下沉指标均能满足特大断面隧道的稳定性要求。