基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降监测分析

为得出基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降规律及影响沉降因素,对青岛地铁1号线小村庄站施工过程中地表沉降进行实时监测并分析研究.结果表明:基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站左右导洞地表累计沉降量受中隔壁临时支撑拆除的影响相对最大;地表沉降速率受导洞下台阶开挖影响相对较大;沉降速率和累计沉降量受导洞上台阶开挖影响相对较小.此外,基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站横断面地表沉降槽曲线呈"W"形.下台阶开挖初期支护的合理施作对控制地表沉降有显著的作用.     

基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降监测分析

为得出基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站地表沉降规律及影响沉降因素,对青岛地铁1号线小村庄站施工过程中地表沉降进行实时监测并分析研究。结果表明:基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站左右导洞地表累计沉降量受中隔壁临时支撑拆除的影响相对最大;地表沉降速率受导洞下台阶开挖影响相对较大;沉降速率和累计沉降量受导洞上台阶开挖影响相对较小。此外,基于CD法施工的大跨拱盖地铁车站横断面地表沉降槽曲线呈“W”形。下台阶开挖初期支护的合理施作对控制地表沉降有显著的作用。     

地铁车站PBA法导洞施工诱发地表沉降规律研究

以长春地区土岩复合地层条件下地铁自由大路车站工程为依托,对地铁车站PBA法导洞施工引起地表沉降规律进行了分析。研究结果表明:(1)车站主体双层暗挖导洞施工引起的地表累计沉降量占车站施工最终沉降量的一半以上,约53.46%,地表沉降槽曲线为“单峰”形态,横向影响范围约50 m左右。(2)导洞施工诱发地表沉降分为初期沉降、快速沉降及沉降收敛3个阶段,初期阶段沉降4 mm左右,占14.81%,快速阶段沉降20 mm左右,占74.07%,收敛阶段沉降3 mm左右,占11.11%,隧道施工过程须重点监测掌子面靠近监测断面6 m与远离监测断面15 m的施工段。(3)开挖顺序与开挖进尺对地表沉降影响较大,选择先上后下,先边洞后中洞的开挖顺序最为合适,开挖进尺控制在0.1L~0.14L (L 为洞跨)为宜。     

地铁车站洞桩法施工方案对比研究

以北京地铁7号线桥湾站工程为背景,采用FLAC3D数值模拟的方法,通过监测数据分析不同洞桩法(PBA工法)施工对地表沉降和初支受力的影响,以确定PBA工法施工地铁车站的最优方案。研究分析表明:开挖1层导洞的施工方法能控制地表沉降且地表影响范围较小,但开挖车站底部时的隆起较大;开挖双层导洞的顶拱初期支护弯曲应力稍大;导洞开挖阶段和扣拱阶段占地表总沉降量的90%左右,其他阶段引起的沉降较小。     

软岩偏压隧道地表沉降规律研究

对云南省某软岩隧道监控实测数据进行了分析研究。根据研究结果,隧道进洞以后随着掌子面的推进,将地表沉降分为开始沉降阶段、加速沉降阶段、缓慢沉降阶段、稳定阶段。当隧道施工至监测断面前±10 m范围时,此时地表沉降速率最大,且该阶段的沉降变化量可达到最终沉降值的75%;随着掌子面继续掘进,地表进入缓慢沉降阶段,该阶段一般持续至掌子面穿过监测断面30 m处;之后地表稳定,沉降速率≤0.1 mm/d。该分析方法及结论可为类似工程提供借鉴和参考。     

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。     

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。     

双侧壁导坑法导洞施工顺序对地表沉降的影响

以北京地铁昌平线08标段暗挖大断面隧道工程为例,简化地质条件和工程参数,采用双侧壁导坑法对不同开挖顺序进行数值计算,分析了先边后中和先上后下2种不同导洞施工顺序对地表沉降的影响。结果表明:2种工况的主要区别在于第2步导洞开挖和中部及上层导洞开挖时结构的状态不同,导洞1开挖完成后先进行其下方导洞的开挖相比于先进行同层导洞的开挖能够更好地控制地表沉降;采用先边后中的施工顺序,上层导洞开挖对地表沉降的影响更小,同时在开挖过程中沉降速率更低,土体的稳定性也更好。     

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。     

桩锚支护土岩深基坑地表沉降特征分析

为探讨微型钢管桩和锚索联合支护的土岩复合地层深基坑开挖诱发周边地表的沉降特征，文中以山东大学齐鲁医院深基坑工程为依托，通过数值模拟和现场监测结合的方法展开研究。对比分析基坑开挖过程中的实测数据和模拟数据，验证模型合理性，研究在不同开挖深度时周边的地表沉降规律，得出地表沉降对开挖深度敏感并且在开挖初期变化速率大，变形主要发生在开挖前中期的土层及强风化花岗岩地层当中；在基坑开挖过程中周边地表沉降呈现出不规则的双峰偏态分布，在距离基坑边线6m的位置沉降值最大,最大沉降为6.65mm。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。     

跨海峡隧道风化槽围岩衬砌防排水技术研究

 采用钻爆法修建海底隧道必须采取有效措施预防塌方、涌水、突泥等地质灾害,海底隧道钻爆法施工时如何安全穿越断层破碎带是工程设计与施工的技术难点。结合厦门跨海峡隧道围岩的特点,研究钻爆法穿越断层破碎带的注浆加固、防排水技术,提出不同围岩条件下的隧道防排水和注浆设计方案。并根据实验室三轴试验结果得到强风化花岗岩渗透系数以及反演的围岩力学参数,分析风化槽隧道衬砌的外水压力分布特点和量值。研究成果为衬砌结构设计以及国内同类型隧道的衬砌防排水和衬砌支护技术设计提供可靠指导。     

海底隧道浅埋暗挖段CRD法不同施工工序比较

 在建工程厦门东通道(翔安)海底隧道是我国大陆地区第一座海底隧道,陆域浅埋暗挖段地质条件较差,多为全、强风化花岗岩,且含水量高、强度低,因而采用CRD法施工,该施工段围岩条件差、结构跨度大,且国外相同工程条件下可借鉴的经验也较少。据此,对该施工段采用现场监控和数值模拟2种手段,分析了不同施工工序各部开挖对拱顶下沉、水平收敛及结构内力的影响,2种方法所得结果吻合良好。研究结果表明,在此特定隧道围岩条件下,CRD1,2超前与CRD1,3超前相比,各施工部的开挖引起拱顶下沉量的比例基本相同,但前者所引起的CRD1,3拱顶下沉量分别高出后者约70%,45%,而CRD1的绝对收敛值约大于后者15%,结构内力也略大于后者。以上研究成果为隧道的信息化施工提供了依据,也为今后的相关工程积累了经验。     

厦门海底隧道地层变形监测与机制分析

厦门海底隧道施工过程中,工程技术人员将临着陆域段地层大变形、砂层施工控制、全风化花岗岩地层变形机制以及如何穿越结构交界面和全(强)风化深槽(囊)等诸多难题,这些都迫切需要深入研究海底隧道上覆地层的变形规律以及地层变形发展的机制和控制技术。通过陆域段地层变形实测以及对隧道施工过程进行三维流固耦合数值模拟分析,较好地反应了地层变形的分布、发展规律,地下水的运行、作用机制,以及地层大变形发生的力学原因。同时,也较好地描述了海底隧道中围岩-衬砌结构-超前支护-注浆加固-地下水,这一结构体系在地层变形中的相互影响和相互作用。研究结果可为海底隧道陆域段顺利施工提供了技术参考和安全保障,也为即将通过海域软弱风化深槽作研究准备。研究结果表明,考虑流固耦合作用的数值模拟结果与现场监测、观测结果具有良好的一致性,进一步说明围岩、地下水以及相应的施工控制是海底隧道的三大核心技术要素。     

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。     

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。     

超大断面隧道软弱围岩卸荷渐进破坏特性研究

以深圳市东部过境高速公路连接线工程为背景,针对谷对岭“Y”形喇叭口大断面分岔隧道,通过室内地质力学模型试验和数值模拟等手段,对大断面隧道围岩的渐进性破坏过程、岩体内部变形和应力变化规律进行了研究。研究结果表明:软弱隧道围岩的破坏是始自拱腰以下的岩体,而后自拱腰向上继续扩展成拱,为此必须要对拱腰以下岩体施作锁脚锚杆,从而制止岩体的初始剪切破坏;当采取左右导洞分块开挖时,后开挖导洞会引起既有洞室围岩的破坏,因此需要对导洞之间的隔墙进行加固;拱顶上方0.95B（B为隧道跨度）范围内的岩体变形受到隧洞开挖影响,但最终塌落成拱的高度为0.55B;隧道开挖后,拱顶上方岩体应力升高区主要集中在0.4B~0.95B的范围内。     

隧道拱脚塌方施工加固及监测分析

 山岭隧道施工过程中经常会遇到隧洞塌方等事故,而拱脚塌方又具有破坏性大、隐蔽性强等特点,常在实际工程中被忽视。结合永宁高速高宝隧道施工过程中发生的拱脚塌方事故,分析隧道拱脚塌方的原因及所采用的加固措施;对拱脚塌方段周边断面及加固后塌方段断面的围岩位移和支护结构应力进行监测,确保围岩稳定及施工安全。结果表明：拱脚塌方加固处理方案实施可行,加固段围岩变形及应力均得到较好的控制,塌方段的小导管注浆加固效果较好;砂土状围岩的隧洞施工过程中应注意地下水位及降雨引起围岩吸水膨胀导致的拱脚塌方;发生拱脚塌方时应尽快封闭塌方围岩,对塌方段附近一定范围内的隧洞进行加固,并做好排水措施;对塌方段周边进行监测,待监测结果稳定后对塌方段采用单侧壁导坑开挖法进行短挖短衬施工。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴意义。     

厦门海底隧道强风化花岗岩力学特性研究

 厦门海底隧道海域隧道地段存在多处风化深槽,岩体主要为全、强风化花岗岩。由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题。主要通过对天然和重塑强风化花岗岩岩样进行一系列的室内试验,在掌握其基本物理力学特性的基础上,重点对其流固耦合作用下的力学特性进行研究,并建立该类强风化花岗岩的力学模型,通过反演分析对力学模型进行验证。研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用。     

基于现场监测统计的隧道围岩压力特征分析

利用现场监测结果反分析隧道结构受力特性已逐渐成为隧道动态施工和稳定性评价最常用的方法之一;在总结隧道受力分析发展历程的基础上,通过对近20年来39座隧道71个监测断面围岩压力的统计分析,研究隧道围岩压力的总体分布特征及其与隧道岩性、施工方法、隧道埋深、隧道跨度等因素的关系,讨论隧道支护结构的受力规律及围岩压力的时空分布特征;总体而言,围岩压力值分布范围大致为15~600 kPa;围岩压力随隧道埋深增大而增大,埋深越大,围岩压力分布越离散;且围岩压力沿洞周呈拱肩→拱腰→拱顶→拱脚→仰拱逐渐减小的分布规律;围岩压力有明显的时间效应,一般在隧道开挖后40天左右趋于稳定。研究结论可作为完善隧道结构支护方法及分析围岩压力作用机制的参考。     

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。