连拱隧道中隔墙现场监测及分析研究

在隧道工程建设中，现场监控量测及信息反馈在修正设计、指导施工、确保施工安全等方面发挥着越来越重要的作用。中隔墙作为连拱隧道的中枢结构和重要承载构件，其受力及位移情况往往对工程成败和安全起着决定性作用。在多座连拱隧道现场监测工作的基础上，文章主要介绍了主筋轴力量测、混凝土表面应变量测、混凝土内部应变量测，以及位移量测等针对连拱隧道中隔墙的现场监测方法，并结合中隔墙主筋轴力量测，给出一现场监测及分析实例。最后，对连拱隧道中隔墙现场监测提出了一些建议。     

连拱隧道中隔墙防、排水施工技术

中隔墙防、排水施工是连拱隧道施工中的关键工序,关系到隧道防、排水治理的成败,控制着隧道工程的整体质量。文中的工程实例,采取“以排为主,防排结合,四道防线。三项措施,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的治理原则,详细介绍了连拱隧道防、排水的施工方案、施工工序、施工方法及其技术措施,可供类似工程施工参考。     

连拱隧道中隔墙防排水系统浅析

中隔墙防、排水系统是连拱隧道中的关键工序,关系到隧道防、排水治理的成败,控制着隧道工程的整体质量。某工程采取“优化设计方案,以排为主、防排堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,详细介绍了双连拱隧道中隔墙防、排水的施工方案、施工工艺及方法。可为类似工程提供参考。     

连拱隧道中隔墙防排水施工措施浅谈

随着我国高速公路建设的全面推进,隧道工程在高速公路项目建设中发挥着无可替代的作用,对线路优化、生态环保等有发挥着重要意义。而做好结构物防排水工程是保证隧道正常营运的重要前提,施工期间防排水措施是保证隧道建成的关键。本文针对连拱隧道中隔墙提出了如何加强的防排水施工处理措施。     

连拱隧道围岩压力计算方法与动态施工力学行为研究

由于双连拱隧道的多分部开挖支护的结构荷载转换过程多,围岩应力变化和围岩与结构相互作用关系复杂,目前在设计、施工中仍然存在一些问题:(1) 勘察设计围岩分类与施工揭露实际围岩级别常有差异,并难以实现及时变更.(2) 尚无满足连拱隧道特点的围岩压力理论,特别是在浅埋偏压条件下围岩荷载估计偏差较大.(3) 施工中经常出现支护失效、衬砌裂缝及渗漏泄水等工程安全、质量问题.针对连拱隧道中的问题,进行围岩压力计算方法和动态施工力学行为研究,主要研究成果有:(1) 对于连拱隧道,围岩塑性区受中墙及施工方案影响较小,主要与最终开挖跨度有关.在计算荷载时要考虑最不利工况,连拱隧道坑道宽度取整个连拱隧道的宽度是合理的,偏于安全的.(2) 应用比尔鲍曼理论求得塌落拱曲线方程,然后用作图法在连拱隧道外侧作一个切线与以地形的坡度求出的塌落拱曲线方程的切线相平行,两平行线的距离即为地形偏压临界覆盖厚度.运用此方法求得连拱隧道大跨度条件下的偏压连拱隧道地形偏压临界覆土厚度,为偏压连拱隧道设计提供可靠依据.(3) 针对连拱隧道断面远大于单线隧道,围岩压力大于按单线隧道宽度修正结果所出现的问题,提出对于大跨度双连拱隧道,在极浅埋、浅埋条件下,仍然分别采用全土柱理论荷载和谢家烋理论荷载;在深埋条件下,推荐双连拱隧道竖直地层压力采用适合双连拱大断面隧道特点的修正比尔鲍曼理论围岩压力计算公式.(4) 对于浅埋偏压连拱隧道,不仅要考虑非对称的地层主动荷载,还要调整浅埋侧地层被动荷载,提出浅埋偏压连拱隧道地层主动偏压荷载和被动不均匀荷载确定方法及地形偏压情况下隧道支护结构的合理计算方法,并求得不同坡率、不同围岩级别条件下浅埋侧土体的弹性抗力系数的合理取值,为设计中偏压连拱隧道采用荷载结构模式计算时浅埋侧土体的弹性抗力系数取值提供参考.(5) 在充分吸收国内外围岩分类经验的基础上,针对隧道施工期间的现场围岩判别特点与要求,提出一种现场围岩快速评价方法,该方法以定量与定性指标相结合,现场观察、量测及快速评价.另外针对隧道围岩实际力学指标难以获取的难题,提出应用围岩Q指标和现场点荷载强度推测围岩物理力学参数的方法,并结合围岩快速评价结果,综合确定隧道围岩实际力学指标.(6) 对于浅埋偏压连拱隧道,侧导洞应该先开挖深埋侧侧导洞,而主洞应该先开挖浅埋侧主洞;而对于非偏压连拱隧道,在围岩条件较好时主洞开挖可采用上下台阶法,且主洞开挖合理的工作面间距应约为2.0D～3.0D(D为单拱跨度);在中隔墙完成后,部分回填,使正洞初期支护能直接作用在中隔墙上,不仅有效提高支护整体刚度,还使中隔墙受力更合理,改善中隔墙受力状态.经富溪偏压连拱隧道工程施工与现场监测结果检验,提出的连拱隧道坑道宽度取值、偏压连拱隧道深浅埋分界、围岩主动压力与围岩被动压力计算方法、现场围岩级别快速评价以及施工方法正确合理,可为工程建设提供重要技术支持和经验.     

连拱隧道的设计理论与动态施工力学研究

随着山区高速公路的飞速发展,不少连拱隧道已经或正在修建,但由于该种隧道结构的复杂性,其设计施工往往采用经验类比方法,并结合应用有限元进行动态施工力学分析,再通过现场施工的监控量测成果修改设计,指导施工。文章分别对我国公路连拱隧道的设计理论、实施现场施工量测情况、隧道动态施工力学分析研究作了一些综合概述。最后针对目前连拱隧道设计施工中存在的问题作了一些展望。     

连拱隧道施工力学行为

通过对深埋连拱隧道的施工力学进行三维数值计算分析,研究了复杂施工工序下连拱隧道的受力特征、支护时机和空间效应等问题,指出了深埋连拱隧道的基本受力规律,对比了两种不同中墙结构型式的受力性能和使用条件,对指导连拱隧道的设计与施工具有重要意义。     

罗汉山特大断面连拱隧道中隔墙施工监测方案

以福州机场二期工程罗汉山隧道为例,详细介绍了该特大断面连拱隧道施工过程中中隔墙监测技术方案,并结合其他监测项目的监测结果指导施工,从而保证隧道施工的安全。     

连拱隧道施工方法研究

将目前连拱隧道施工方法主要分为三导洞工法和中导洞工法两大类,每类施工方法又根据施工工艺、施工顺序的不同分为若干不同的施工方法,并详细介绍了几种典型施工方法的施工步序、适用条件及其在施工中存在的问题,比较分析了各种施工方法的优缺点。     

连拱隧道施工技术

对连拱隧道进行了介绍,结合具体工程实例,从中导洞施工、中隔墙施工、中隔墙顶部防排水、正洞开挖等方面对连拱隧道的施工工艺进行了介绍,强调了隧道监控量测的重要性,从而完善连拱隧道施工技术,积累连拱隧道施工工艺。     

偏压双连拱隧道信息化施工与仿真分析

针对湖南一高速公路偏压双连拱隧道进口段埋深浅、地质条件复杂以及隧道结构受力复杂等情况，对隧道典型断面的拱顶下沉量、中墙顶部位移和收敛位移进行现场监控量测，结合隧道开挖情况和工程地质条件分析其发展规律和产生原因，给设计和施工反馈围岩变形信息，指导现场施工。同时，对隧道的施工全过程进行有限元仿真模拟分析，把有限元计算结果与现场监测数据进行比较，结果表明二者反映围岩位移的变化规律是一致的，能够动态地指导偏压双连拱隧道全过程施工，确保施工安全。     

双连拱隧道支护体系现场监测试验研究

隧道支护结构的应力、变形状况是其安全性的直接表现,针对金竹林双连拱隧道设计了完整的现场监测方案,进行了详细的隧道支护体系应力和拱顶沉降监测分析,并在此基础上对双连拱隧道的设计、施工提出了一些建议。     

半明半暗连拱隧道合理施工方法研究

连拱隧道半明半暗结构形式是隧道洞口地表偏斜地段的一种优选方案,针对该种结构形式进行合理施工方法的研究较少。结合一具体工程实例,提出半明半暗连拱隧道的3种不同施工方法,从理论探讨、力学计算、施工衔接、工期及环境影响等多方面对3种施工方法进行比较,得出连拱隧道半明半暗段采用先暗洞后明洞的施工方法更有利于隧道围岩及支护结构的长期稳定,同时在施工便利性和工期等方面也具有一定的优势,所得结论对其他同类工程具有一定的指导意义。     

极软岩隧洞的设计与施工

在岩石饱和抗压强度低于5MPa的岩体中修建长隧洞,如何保证围岩稳定,进行安全施工是最突出的问题。国内外在软岩隧洞施工过程中经常遇到塌方事故发生,造成人员伤亡、设备损失、工期延误,投资增加。在极软岩层中建成的15km长的顶山隧洞,采用了信息化的设计和施工方法,保证了施工安全,工期提前半年,节省了工程建设资金并取得了工程建设质量优良的效果。     

双连拱隧道两种工法的施工力学分析

目前，在连拱隧道施工中均不同程度地出现了围岩坍塌、已修筑的衬砌产生大面积裂缝等问题。金洞隧道位于渝怀线甘家坝与鱼泉之间。设计预留了二线隧道条件。二线位于一线右侧，进口两线间距14．09m，有分修条件：出口两线间距5．03m，设150m“燕尾”式隧道段，其中连拱隧道长42．2m。连拱隧道施工有很多种方法，在围岩条件较好时，往往采用三导洞法或两导洞法。为了比较这2种方法的施工安全性，采用有限元法对该区段隧道施工过程进行力学模拟计‘算，比较了2种不同施工方法下的洞周位移、初期支护的内力、安全系数等，得出一些有意义的结论，可作为连拱隧道施工时的参考。     

单洞双层地铁隧道施工力学行为

地铁隧道为避开沿线高大建筑物密布的桩基,部分段落需要采用暗挖法施工的单洞双层隧道通过,而此时地铁隧道穿越的地层条件复杂,围岩极其软弱,地下水位高,且隧道埋深较浅,其力学行为将和单个隧道大不相同。通过建立有限元模型,对软弱地质条件下单洞双层地铁隧道无临时横联和有临时横联的施工过程进行数值模拟,研究隧道各施工阶段的稳定性及支护结构的安全性,并对隧道洞周位移的计算值与实测值进行比较。结果表明,只有增加临时横联才能保证单洞双层地铁隧道的施工安全,且下洞施工和拆除临时横联是施工的关键工序。     

水下浅埋小净距隧道施工相互影响的力学行为研究

 为便于连接两岸的既有道路和节约用地,穿越城市江河的水下隧道可考虑采用小净距隧道的型式。在水下小净距隧道施工期间,双孔隧道施工的相互影响是决定隧道稳定性的关键因素之一。依托一采用矿山法施工的水下浅埋小净距公路隧道--长沙市湘江大道浏阳河隧道,对双孔隧道施工的相互影响进行研究。首先,利用三维有限元法计算双孔隧道开挖掌子面间的合理纵向间距;然后,在施工期间,系统测试两相邻隧道的围岩孔隙水压力、围岩压力、钢拱架和二次衬砌内力、锚杆轴力、隧道地表沉降、拱顶下沉、洞周收敛、河水水位等;最后,基于现场监测结果,从双孔隧道施工相互影响的角度,分析隧道围岩和支护系统的变形及受力特点。研究结果可为类似工程的设计、施工和监测提供参考。     

重庆市朝天门两江隧道越江段盾构法合理覆盖层厚度研究

江底隧道的覆盖层厚度十分重要。一方面，如果覆盖层厚度太小，江底隧道工作面就有面临严重的失稳问题和江水涌入的危险，会使辅助工法的投入增大。另一方面，覆盖层厚度太大将增加江底隧道的长度、坡度与造价。首先将重庆朝天门两江隧道与国内外一些知名海底隧道进行比较，得出其在盾构施工方法下的覆盖层厚度建议。然后根据公路隧道施工技术规范，提出标准隧道新概念。结合重庆朝天门两江隧道的工程实际情况，分别比较在不同覆盖厚度下朝天门两江隧道与标准隧道拱顶位移和主拉应力，最后得出该隧道的合理覆盖层厚度。     

交叉隧道施工对已有隧道稳定性影响研究

 近接隧道施工过程中面临地质条件复杂、围岩扰动较大等诸多问题,合理施工方法的研究极其必要。以从莞高速新建走马岗公路隧道上方穿越东深供水隧洞工程为背景,首先,结合现场振动安全的施工要求,采用数值计算提出交叉段合理施工工法。同时,在交叉段施工过程中,对在建隧道的围岩压力、初期支护结构的受力情况以及既有供水隧洞的断面收敛等进行了实测,结果表明：在建隧道的围岩压力10 d内基本稳定,拱腰位置围岩压力较大,右侧拱腰最大为0.2 MPa,之后缓慢减小并趋于稳定。既有东深供水供水隧洞内安全监测数据表明：断面收敛及混凝土应变均相对较小,在安全范围之内。研究成果与方法可为类似工程提供参考。     

隧道施工下穿建筑物注浆抬升机制及预测研究

 在分析建筑物沉降恢复特点的基础上研究注浆抬升机制,提出地层充填密实、止浆围护形成、抬升力形成及建筑物结构抬升的四阶段作用模式,并相应总结建筑物稳定抬升的施工技术要点。采用数值模拟方法对厦门市成功大道工程隧道穿越104#,105#试验楼注浆抬升进行预测分析,得到建筑物单次抬升量为2.1～3.7 mm,且不同抬升力和围护刚度对抬升效果具有显著影响,适当增大抬升力和围护刚度对抬升有利,但其作用有限。工程现场试验结果表明,注浆抬升是反复对地层劈裂–充填–再劈裂的过程,当注浆压力达到0.7～1.0 MPa时楼房即开始出现明显抬升,且单次最大抬升量为2.2～3.1 mm,这与数值分析预测结果基本吻合。所得结论有助于科学认识城市隧道及地下工程安全性控制的内涵,并可为类似工程提供一定的参考和借鉴。