大跨度粘土公路隧道台阶法施工技术探讨

在寒区大跨度浅埋粘土隧道施工中,因粘土含水量大、粘结力差、受施工扰动强度易衰减快,地基承载力低,施工方式选择不当易造成隧道坍塌.结合在建天恒山隧道大里程段台阶法施工的实践,对大跨度浅埋土质隧道采用台阶法施工中的开挖支护施工工艺、施工质量控制要点等进行分析和探讨,指导了天恒山隧道的施工.天恒山浅埋粘土隧道三台阶法施工的成功应用为大跨度浅埋土质隧道的施工提供了技术资料,可供同类隧道施工借鉴.     

浅埋大跨洞桩隧道变形监测与控制分析

针对采用洞桩法施工的北京地铁10号线工体北路站,介绍了浅埋大跨洞桩隧道的变形监测与控制措施。根据监测数据,对洞桩法隧道导洞开挖,主体扣拱的拱顶沉降与洞周收敛以及地表和上部立交桥基础的沉降变形规律进行了分析研究。结果表明：1）采用洞桩施工方法能有效控制浅埋大跨隧道地表沉降和地层变形;2）隧道埋深和跨度、导洞开挖对浅埋大跨洞桩隧道变形影响显著;3）设置超前小导管注浆,及时施作初期支护和二衬,可以有效的控制变形的发展。     

软弱围岩浅埋大跨隧道施工技术

杭州绕城北线高速公路黄鹤山隧道进出口端浅埋分别采用双侧壁导坑法及微台阶法进行施工 ,作者对二者的优越性作了对比分析 ,同时对施工过程中易出现的问题提出了相应的解决办法 ,可为以后大跨度位于软弱浅埋围岩中的隧道施工与设计提供参考 .     

软弱围岩浅埋大跨隧道施工技术

杭州绕城北线高速公路黄鹤山隧道进出口端浅埋分别采用双侧壁导坑法及微台阶法进行施工,作者对二者的优越性作了对比分析,同时对施工过程中易出现的问题提出了相应的解决办法,可为以后大跨度位于软弱浅埋围岩中的隧道施工与设计提供参考.     

浅埋卵石土层隧道地表注浆加固技术数值模拟分析

针对石羊岭隧道浅埋卵石土层段围岩破碎、自稳能力差,在施工中易引起大变形、坍塌、地表沉陷等工程问题,对该浅埋段采用地表注浆加固处理后进行三台阶法施工.通过Mi-das/GTS 软件对隧道浅埋卵石段地表注浆效果进行数值模拟.结果表明:地表注浆对卵石土层加固效果较好,可有效增强上部岩土体的力学参数,并大幅减小围岩变形.     

偏压大跨小净距公路隧道施工力学行为

为分析偏压大跨小净距隧道施工力学行为,采用FLAC3D有限差分数值模拟软件,针对偏压大跨小净距隧道在施工过程中的应力应变变化规律和施工方法比对、选择,开展现场监测数据对比论证与数值模拟计算分析。研究结果表明:由于偏压的影响,左线隧道的沉降、应力和受力均要大于右线隧道;开挖完成后左右线隧道拱顶和拱腰处的主应力会大幅度增加,造成隧道衬砌结构的剪应力也随之增大,同时也增大了两隧道间夹岩的主应力和剪应力,最终两隧道拱腰处应力集中明显;相比于左线隧道,右线隧道的开挖对左线隧道的弯矩影响更大,尤其是左线靠近右线隧道一侧拱腰的弯矩。其结果能够为偏压大跨小净距公路隧道的设计和施工提供了科学依据。     

小净距隧道围岩稳定性的影响因素

近年来市政隧道工程蓬勃发展,许多城市公路隧道受建筑、管线等因素的限制,并为节约用地、缩短工期等目的,大多被设计成小净距隧道.小净距隧道在施工过程中与分离式隧道最显著的区别是中隔岩柱受力状态复杂、稳定性难以控制.通过理论推导,对浅埋超小净距隧道土质中隔岩柱的失稳机理进行系统研究,基于小净距隧道中隔岩柱承载模型确定中隔岩柱...     

膨胀土地层浅埋暗挖法施工方案比选分析

本文以合肥市轨道交通二号线过渡段浅埋暗挖工程为背景,对CRD法、CD法及台阶法三种施工方案进行了数值模拟。对比分析了横向地表沉降和拱顶沉降以及开挖对掌子面附近隧道变形的时空效应。并结合三种施工的现场施工方案,对三种施工方法的技术难度以及经济成本进行简要分析。研究结果表明,合肥轨道交通二号线过渡段暗挖工程采用台阶法施工技术可行,经济合理。     

西施坡隧道浅埋段CRD法与正台阶法比选分析

为了解决隧道浅埋段开挖方法优选问题,采用有限元方法建立了隧道有限元网格计算模型,分别对CRD法和正台阶法施工过程中塑性区分布、隧道位移、初期支护受力进行了计算与分析.计算分析结果表明:典型断面处CRD法开挖对地面造成影响的变形区较正台阶法大,CRD法产生的塑性区面积约为正台阶法的2倍;CRD法产生的拱顶沉降和水平收敛分别是正台阶法的74%和83%,满足公路隧道施工技术规范要求;CRD法在X方向产生的拉应力约为正台阶法的2.6倍.隧道浅埋段开挖宜采用正台阶法施工.     

小净距隧道洞口段初期支护变形分析与治理

线路斜穿地形等高线、隧道与山体呈斜交进洞及洞口段存在浅埋和偏压等情况是高速公路选线不可避免地常见问题,为此洞门位置的选定对边坡稳定和施工难度有较大影响。文章以三淅高速公路西安岭隧道为背景,针对施工时洞口段产生初期支护变形侵的典型事例,阐述了小净距、浅埋、偏压隧道斜交进洞洞口的地质、设计和施工情况,研究了隧道洞口施工异常段支护设计形式及变形情况,分析了施工过程中异常变形和开裂的综合原因,结合既有的实践经验和理论基础,提出了一系列针对小净距隧道洞口段施工异常的处治对策,并在实际工程中取得了很好的效果,为今后类似工程的设计、施工提供了参考。     

竹园堂隧道中隔墙施工法应用

通过对竹园堂隧道中隔墙施工法应用及研究 ,为软弱围岩、浅埋、大垮和特殊断面的隧道及地下工程施工提供了新途径、充实了新奥法的内容。与其它软弱围岩隧道施工方法相比较 ,不需要特殊的施工机具设备 ,能节省大量的机械台班费 ,且其施工安全可靠 ,可行性强 ,施工质量好。     

大跨度小间距偏压隧道施工模拟

为了解决大跨度小间距偏压隧道施工工序和两隧道开挖时相互影响的问题,采用有限差分数值模拟方法对大跨度小间距偏压隧道进行了施工工序和空间效应的计算分析,结果表明不论采用哪种开挖方式,隧道受力均具有不对称性,中间夹岩和埋深较大一侧拱腰是应力集中区域,先开挖埋深较浅一侧更有利于围岩的稳定性。两隧道同时开挖时掌子面只要保持在一定的范围外,即可保证两隧道的相互影响较小。     

隧洞破坏机理及深浅埋分界标准

通过模型试验与数值分析方法将隧洞破裂面与稳定性引入到定量分析,采用有限元强度折减法,求得围岩破裂面的位置及围岩的稳定安全系数.研究表明,浅埋拱形隧洞破坏来自拱顶,深埋隧洞来自侧壁.通过从浅埋到深埋的数值分析,研究隧洞从浅埋到深埋的破坏过程.结果表明:对于矩形隧洞,当埋深小时逐渐形成浅埋压力拱,当到达某一埋深时,浅埋压力拱消失,同时深埋压力拱(普氏压力拱)出现,可以确定深、浅埋的分界线,当埋深增大至某一深度时,破坏从拱顶转向侧壁;对于拱形隧洞,当埋深小时出现浅埋压力拱,但不出现深埋压力拱,当达到一定埋深后,破坏从拱顶转向侧壁,可以确定深、浅埋的分界线.深、浅埋的分界线主要取决于洞跨与洞形,与围岩强度关系不大,浅埋时围岩可以是稳定的.     

小净距公路隧道小导管注浆工艺对围岩稳定性影响的有限元分析

利用Ansys有限元软件,对大跨度小净距隧道浅埋段施工过程中的小导管注浆措施的加固效果进行了数值模拟分析,揭示了施工过程中加固措施对隧道周边变形和初期支护结构的影响.研究结果表明:地表的沉降值和地层特征点的位移都有不同程度的减小,初期支护结构的弯矩最大值减小约20%～25%,加固措施对于围岩的稳定,特别是对中岩柱的稳定有及其重要的影响,加固效果主要体现在隧道下台阶的开挖过程中.分析方法和计算结果对小净距隧道设计、施工具有一定的参考价值.     

Model test to investigate failure mechanism and loading characteristics of shallow-bias tunnels with small clear distance

Based on the similarity theory,a tunnel excavation simulation testing system under typical unsymmetrical loading conditions was established.Using this system,the failure mechanism of surrounding rock of shallow-bias tunnels with small clear distance was analyzed along with the load characteristics.The results show that:1) The failure process of surrounding rock of shallow-bias tunnels with small clear distance consists of structural and stratum deformation induced by tunnel excavation; Microfracture surfaces are formed in the tunnel surrounding rock and extend deep into the rock mass in a larger density; Tensile cracking occurs in shallow position on the deep-buried side,with shear slip in deep rock mass.In the meantime,rapid deformation and slip take place on the shallow-buried side until the surrounding rocks totally collapse.The production and development of micro-fracture surfaces in the tunnel surrounding rock and tensile cracking in the shallow position on the deep-buried side represent the key stages of failure.2) The final failure mode is featured by an inverted conical fracture with tunnel arch as its top and the slope at tunnel entrance slope as its bottom.The range of failure on the deep-buried side is significantly larger than that on the shallow-buried side.Such difference becomes more prominent with the increasing bias angle.What distinguishes it from the "linear fracture surface" model is that the model proposed has a larger fracture angle on the two sides.Moreover,the bottom of the fracture is located at the springing line of tunnel arch.3) The total vertical load increases with bias angle.Compared with the existing methods,the unsymmetrical loading effect in measurement is more prominent.At last,countermeasures are proposed according to the analysis results: during engineering process,1) The surrounding rock mass on the deep-buried side should be reinforced apart from the tunnel surrounding rock for shallow-buried tunnels with small clear distance; moreover,the scope of consolidation should go beyond the midline of tunnel(along the direction of the top of slope) by 4 excavation spans of single tunnel.2) It is necessary to modify the load value of shallow-bias tunnels with small clear distance.     

浅埋大断面隧道核心土数值模拟与分析

针对浅埋大断面隧道采用双侧壁导坑法施工时核心土的预留问题,依托重庆轨道交通六号线二期北碚站工程,对浅埋大断面隧道采用双侧壁导坑法开挖时,核心土的留设进行数值模拟,比较分析了预留核心土前后围岩的变化情况。结果表明:合理的留设核心土可有效降低地层沉降速率;改善围岩受力情况;同时表明护拱法和临时回填对治理隧道塌方效果良好,对类似塌方处置有指导意义。     

锁脚锚杆和系统锚杆对软弱围岩隧道安全性影响研究

针对软弱围岩隧道开挖过程中,出现变形过大的问题,施工现场往往采用锁脚锚杆和系统锚杆的支护措施.通过数值模拟的方法,对比分析锁脚锚杆和系统锚杆对支护结构的变形和内力的影响,得到如下结论：锁脚锚杆在隧道整体下沉方面,作用更为明显;系统锚杆对隧道的水平收敛效果更好;添加系统锚杆相对于锁脚锚杆对隧道整体的安全性提高更大.综合考虑软弱围岩拱顶沉降大和水平收敛大的现状,施工过程中,应该综合使用系统锚杆和锁脚锚杆,以保证隧道的安全施工.     

大断面小净距公路隧道施工影响分析

以佛羊岭隧道工程为研究背景,采用上下台阶法进行施工,以FLAC3D有限元软件为计算平台,建立大断面小净距公路隧道有限元模型,对隧道模型进行数值模拟分析。研究地表沉降、围岩与衬砌结构应力,并提出相应的监控和加固对策。数值分析结果表明:先行隧洞上部地表沉降比后行隧洞大,后行隧洞的施工会增大先行隧洞竖向位移,使先行洞的最大主应力和最小主应力出现不同幅度的增加,隧道衬砌结构应力集中于拱腰至拱脚范围区域,先行洞支护结构对于后行洞开挖起到稳定岩体的作用,后行隧道的开挖会使中夹岩柱出现应力集中,在施工时应注意对隧道围岩采取加固措施。分析结果能够为大断面小净距公路隧道的设计和施工提供科学依据。     

大断面小净距公路隧道施工影响分析

以佛羊岭隧道工程为研究背景,采用上下台阶法进行施工,以FLAC3D有限元软件为计算平台,建立大断面小净距公路隧道有限元模型,对隧道模型进行数值模拟分析。研究地表沉降、围岩与衬砌结构应力,并提出相应的监控和加固对策。数值分析结果表明:先行隧洞上部地表沉降比后行隧洞大,后行隧洞的施工会增大先行隧洞竖向位移,使先行洞的最大主应力和最小主应力出现不同幅度的增加,隧道衬砌结构应力集中于拱腰至拱脚范围区域,先行洞支护结构对于后行洞开挖起到稳定岩体的作用,后行隧道的开挖会使中夹岩柱出现应力集中,在施工时应注意对隧道围岩采取加固措施。分析结果能够为大断面小净距公路隧道的设计和施工提供科学依据。     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站—康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明:在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段; 单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18.89 mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36.4 mm; 已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大; 双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和; 单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8.4～9.3 m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16.2～17.5 m; 隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0.435～0.467,单线隧道开挖后的地层损失率为0.765%～1.324%,双线隧道开挖后的地层损失率为1.231%～2.200%。