城市景区大跨隧道施工方案选择与确定

杭州万松岭隧道采用双侧壁法暗挖技术穿越既有公路浅埋Ⅰ类软弱土层,采用台阶法穿越大跨度Ⅱ,Ⅲ类围岩,采用下导洞超前扩挖减振爆破法减小对地面建筑影响.结合市政工程的特点,介绍大跨隧道通过浅埋既有公路和洞顶上部密集建筑群地段时施工技术方案的选择,对大跨浅埋隧道在特定条件下控制地表沉降和爆破振速控制技术进行实践和探索.实践证明...     

浅埋大跨度隧道施工过程地表沉降变形特征研究

 结合青州至临沭高速公路穆陵关隧道,对浅埋三车道大跨度隧道施工引起的地表沉降变形特征进行现场监测,探讨浅埋大跨度隧道的开挖方式,分析采用三台阶七步平行线流水开挖引起的隧道地表沉降变形特征。通过现场试验研究发现,在浅埋大跨度隧道管棚施过程中和开挖到达掌子面前方时,地表已经发生先行沉降位移。采用三台阶七步开挖法,影响隧道中心附近地表变形的关键步序分别为上、中台阶开挖以及下台阶和仰拱施做,处于左右洞之间的地表变形受到左右洞两次施工干扰,大于左右洞外侧变形。掌子面施工对地表沉降变形影响范围主要集中在掌子面之后的1倍洞径(D)范围内,距掌子面1D距离之后,其变形逐渐变缓,最终地表沉降变形分布呈现整体向优先开挖一侧的偏态性。采用三维连续介质快速拉格朗日元模拟隧道的施工过程,研究隧道地表沉降变形特征,其结果与现场监测所得结果具有较好的拟合性,所得结论对其他类似工程具有重要的借鉴意义。     

洞桩法隧道导洞施工拱顶与地表沉降分析

以某地铁站为基础建立了洞桩法隧道导洞施工的三维数值模型,探讨了导洞施工对导洞拱顶与地表沉降的影响,结果表明分期施工的导洞对拱顶与地表沉降存在相互影响,先开挖的比后开挖的最终沉降略大;现场实测沉降值通常比计算值大。     

浅埋大断面双连拱隧道地层变形控制技术

由于特殊的断面形态,浅埋大断面双连拱隧道的施工通常伴随较大的风险。厦门某双连拱隧道断面面积为498.8 m2,面对复杂的地质条件和敏感的周边环境,地层变形控制是关键。该工程采用全孔一次性帷幕注浆,双侧壁导洞法、3层支护结构、支护时机优化等变形控制关键技术,通过FLAC3D数值模拟和理论分析,研究施工过程中横向、纵向地表沉降,分析地层变形云图,结果表明变形均在安全范围内。     

城市地铁隧道区间浅埋暗挖施工地表沉降控制研究

结合武汉地铁虎名区间隧道浅埋晴挖施工地表沉降过大原因进行分析,研究控制地表变形的有效方法,通过数值仿真和试验分析,研究采取地表注浆施工处理控制技术和效果,并提出系列管理措施,为控制浅埋暗挖施工地表变形提供借鉴.通过仿真分析和注浆试验,在软弱地质浅埋暗挖施工过程中,对于洞外对地质条件特别差或埋深特别浅的地段,采取超前小导管注浆和环形开挖留核心土法仍无法控制地面沉降的地段,采用注浆加固隧道上部软弱杂填土层,提高土体的抗渗性及黏结性,增强了围岩土体成拱效应,对控制沉降具有很好的效果,注浆段比未注浆段的地表沉降减少50％ ～ 80％.     

承压砂土地层桩洞法施工动态效应及其控制研究

以北京地铁7号线六标地铁车站为工程背景,采用FLAC3D有限差分软件对工程八导洞开挖、车站主体结构施工进行模拟,研究了桩洞法施工中八导洞施工工序和几种不同导洞开挖方案引起的地层沉降变化规律。研究表明,承压砂土地层中桩洞法先开挖上层导洞比先开挖下层导洞引起的地表沉降小;在车站施工的所有工序中,导洞是引起地表沉降的主要因素,进入扣拱阶段后,地层开始隆起,地表沉降逐步减小;基于以上认识,对比分析了六导洞方案与八导洞方案引起的变形特性,提出了承压砂土地层桩洞法施工地表沉降控制的施工建议。     

大跨扁平隧道超长管棚法下穿交通干线技术研究

浅埋隧道下穿重要基础设施时地下结构的稳定性及周边环境变形控制是工程的重点和难点，管棚法是一项提高岩土稳定的重要技术措施。结合福建某大跨扁平超浅埋隧道采用超长管棚法下穿铁路干线的工程实践，分析棚架体系工作原理，总结出超浅埋暗挖隧道超长管棚的施工方法及技术要点。基于Winkler弹性地基梁理论，考虑三步掘进预留核心土施工过程，分析地表沉降规律及隧道支护结构内力分布特性，优化现场支护参数及支护措施设置，结合实测结果验证了计算结果及支护措施的合理性，并结合施工过程及环境特点对地表变形原理进行详细探讨。最后基于实测地表沉降，对超长管棚施做引起的沉降特点及影响因素进行系统分析，结合实际工程特点提出轨道变形控制措施，并从管棚施工技术要点提出地表沉降控制方法。     

浅埋彪水岩软岩隧道开挖数值模拟研究

浅埋彪水岩软岩隧道位于正在建设的香丽高速虎跳峡地下立交段,该围岩岩性主要为灰岩夹板岩、板岩夹灰岩,施工难度大、风险高,是浅埋彪水岩软岩隧道施工的主要控制工程。在建立合理工程地质模型的基础上,选取SC-1型典型软岩隧道断面作为研究对象,采用FLAC3D软件对二台阶预留核心土、单侧壁导坑、双侧壁导坑等,隧道工法进行数值模拟,通过围岩受力、变形比较和分析,证明浅埋暗挖时采用双侧壁导坑法对于该隧道施工更为安全;围岩压力、拱顶沉降现场监测结果表明:采用双侧导壁法施工对彪水岩软岩隧道地表沉降控制更加有利、安全。但是,采用双侧导壁工法造价较高,所以在满足施工安全和地表沉降量需求的同时还应考虑施工成本因素,这对工法的评选有了更高的数值要求。本文根据数值模拟、现场监测、工程造价预算及地表沉降量要求,认为双侧导壁施工方案适用于本工程,也可以通过加强单侧导壁工法的支护参数来控制浅埋段地表沉降。该研究对类似隧道工法的评选具有重要的工程借鉴意义。     

浅埋暗挖重叠隧道施工引起的地层变形分析

 重叠隧道施工必然发生相互影响,产生诸如地表沉降难于控制等一系列问题,特别是在浅埋富水软弱围岩条件下修建重叠隧道,此类问题更加明显。通过对深圳地铁一期工程国贸～老街区间重叠隧道施工引起的地层变形实测分析,得出了富水软弱围岩条件下浅埋暗挖重叠隧道施工引起的地层运动规律。在该类地层条件下施工重叠隧道,具有变形量大、地表沉陷突发、地层损失率高(地层损失率高达9.2%,远大于一般地层)、地表横向沉降槽局部曲率和斜率大的显著特征。结合隧道围岩性质试验成果和现场工程条件,对地层变形机制及其主要影响因素进行分析,在此基础上提出该类围岩条件下施工浅埋暗挖重叠隧道控制地层变形的技术措施,并在深圳地铁I期工程的后期施工中得到充分利用,取得了显著效果。研究成果对同类地层暗挖重叠隧道施工地层变形控制具有借鉴和参考价值。     

地铁隧道洞桩法施工对地表沉降的影响研究

通过应用PBA洞桩法控制北京地铁十号线大跨隧道区间的地表沉降,研究了该工法在施工阶段对地表沉降的影响规律。     

黏质黄土地层高铁隧道变形控制基准研究

黄土隧道具有埋深浅、开挖时变形量大、稳定性差的问题,下穿既有建构筑物时,给地表建构筑物的安全带来巨大的影响,需保证开挖过程中变形在规范规定的范围内。针对黏质黄土地层高铁隧道开挖过程中的拱顶及地表变形规律进行分析,结合现场实测数据的分析,得出黏质黄土地层中隧道的沉降量与埋深及开挖方法有直接关系,相同的埋深下地表沉降与拱顶沉降有着显著的线性关系,其比值与施工方法的相关性不大。进一步得出了基于地表沉降控制要求的黏质黄土地层高铁隧道施工变形控制基准:S_v=[δ]/i_H,可供类似工程进行变形控制提供依据。     

地表沉降监测指导浅埋大跨度隧道施工案例分析

针对大跨度浅埋隧道施工面临的难题,以阳灵隧道出洞口浅埋段信息化施工为例,对施工监控量测方案作了介绍,并阐述了地表沉降变形特征,通过必测项目监测分析发现,监控量测能较好的指导大跨度浅埋隧道施工,可为类似工程施工提供参考。     

降雨对浅埋黄土隧道围岩沉降变形影响研究

为了研究浅埋黄土隧道围岩在降雨工况下的沉降变形机理,依托在建银西铁路沿线董志塬区浅埋长段落大断面驿马隧道,基于现场监测数据,对浅埋长段落黄土隧道雨季施工过程中围岩变形量与降雨量的相关性进行了分析,对浅埋黄土隧道围岩和地表沉降变形特征等进行了分析。结果表明:降雨量对地表变形和围岩变形的发展具有一定的“前瞻性”和“预兆性”。降雨是外在原因,黄土的湿陷性、水敏性、结构性等自身特征是雨季地表变形和围岩变形量明显加剧的内在原因。对浅埋黄土隧道雨季施工时,应针对性地加强地表防排水措施,并采取适当加强隧道初期支护强度与刚度的措施。     

软弱围岩隧道掌子面挤出变形特征分析

软弱围岩在隧道工程中经常遇到,它的空间大变形特征受台阶长度、台阶高度、工法及地应力水平等条件的影响。结合兰渝铁路两水隧道现场监测和数值模拟相结合的方法对软弱围岩隧道的空间变形特征进行了详细分析。研究结果表明:围岩越弱掌子面纵向挤出变形大小及变形速率越大,掌子面挤出变形受上台阶断面开挖高度和围岩级别影响较受台阶长度影响显著;在洞周先行变形中,拱顶下沉较水平收敛更加明显;初始地应力场应力水平增高,隧道掌子面挤出变形会大幅增加。研究结果可为指导隧道的施工和设计提供有效依据。     

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。     

浅埋暗挖风道进主体施工技术优化分析

地铁开挖过程中引起的地表沉降对周边建筑及道路有很大的影响,浅埋暗挖风道与主体交叉段的施工是工程中的重难点工序,为控制施工过程中地表沉降量,并对施工进行指导,做出以下研究:以长春地铁解放大路换乘工程为依托,采用FLAC-3D程序数值模拟的方法对CRD风道转入PBA工法车站主体进洞施工进行优化分析;通过对比双拱挑高进洞方案、加强环梁进洞方案与直接进洞方案在风道和主体开挖阶段地表沉降量,发现在风道开挖阶段,双拱挑高进洞方案沉降量较小,而主体开挖阶段,加强环梁进洞方案沉降量较小,得到如下结论:(1)双拱挑高进洞方案在风道开挖阶段对地表沉降控制较好;(2)加强环梁进洞方案在主体开挖阶段对地表沉降控制较好。     

浅埋隧道施工对上覆地层变形影响的试验研究

以浅埋隧道近接施工引起上覆地层的变形为研究对象,引入透明土试验技术和粒子图像测速技术(简称PIV技术),设计开展了隧道开挖对地层变形影像的透明土模型实验,并且考虑了隧道分部开挖过程中地层变形的动态变化情况。采用量纲分析法推导出模型试验的相似准则,并基于该相似准则设计了隧道开挖模拟试验模型箱,对不同隧道埋深工况进行了隧道开挖模拟,得到了竖直平面内地层沉降分布结果。研究结果表明,基于透明土材料和PIV技术可以有效地开展浅埋隧道开挖模拟试验研究,上覆地层沉降的演变过程与隧道掌子面推进时的相对位置具有密切关系。     

城市浅埋隧道施工过程变形规律

城市浅埋隧道的施工会扰动周围的土体,形成地面不均匀沉降和塌陷,特别是城市浅埋隧道的施工路径对由于隧道开挖所产生的沉降与塌陷具有明显的影响,干扰隧道上方的地面交通、建筑等。使用数值方法模拟不同隧道开挖顺序,研究其施工路径对地层变形的影响规律,有着十分积极重要的意义。以武汉某隧道为研究对象,应用ANSYS有限元分析程序,对不同施工开挖顺序所产生的土体扰动变形规律进行了分析。得出了一些有益的结论并提出了有益的建议。     

暗挖地铁车站围岩稳定性分析与支护优化

针对青岛地铁中山公园暗挖岩石车站开挖出现地表变形过大问题,结合现场施工监测动态信息,采用有限元方法模拟了车站在各施工开挖步后产生的地表沉降、洞室收敛变化情况。结果表明,原设计方案车站地表沉降达50 mm左右,洞室直墙处收敛值较大,车站整体有塌陷的可能,实际监测地表最大沉降为45 mm,与模拟值较为吻合。施工中掌子面穿过断面一定距离后,该断面地表沉降速率变小,表明支护结构的施作对地表沉降起到了一定的控制作用。提出了加强支护控制过大变形方案优化方法,对修改后的支护设计方案数值模拟表明,采用新设计方案的车站地表沉降量减少44%,最大地表沉降为28 mm,且中导洞开挖引起的位移沉降量占总沉降的60%左右,能保证地表变形控制在允许安全范围内。