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。     

特大断面连拱隧道中墙偏压机制及施工影响分析

 中墙作为连拱隧道的主要承载结构,自身的稳定性直接影响着隧道工程整体的稳定性,是连拱隧道设计和施工的重点。中墙失稳的主要力学原因是中墙受力不均而产生偏压失稳,因此,控制中墙稳定的关键是控制中墙偏压及其偏压程度。中墙偏压的出现源于隧道工程自身的地层偏压和非对称式施工产生的施工偏压,根据中墙受力状态可以确定地层偏压、施工偏压下中墙偏压的条件及偏压发生部位;利用有限元计算方法对地层偏压、施工偏压条件下不同施工工序进行计算,分析不同工序对中墙偏压的影响;根据得到的规律对施工工序进行优化分析;最后,给出双向八车道连拱隧道的工程实例。     

特大断面隧道施工方法试验研究

特大断面公路隧道由于跨度特大和扁平,加上施工期间诸多工序的相互影响、围岩的多次扰动等诸多因素,其受力条件极为复杂,在施工过程中,围岩极易发生失稳乃至坍塌。本文利用“公路隧道结构与围岩综合实验系统（CTSSSRH）”,对特大断面隧道在不同施工方法下的施工动态过程进行了物理模拟,研究了特大断面隧道围岩位移、变形等发展规律,提出了特大断面隧道合理的施工方法。     

新奥法在三连拱特大断面隧道施工中的应用

在建的中环湾仔绕道和东区走廊连接路项目(绕道项目)是一条位于香港岛北岸的策略性干道,其建造目的在于缓解香港岛区北岸东西向的交通挤塞情况。拟介绍的一段暗挖隧道是绕道项目的重要组成部分,该暗挖隧道长约160 m,由3条行车管道组成,横断面总跨度达50 m,总开挖横断面面积达460 m2,且在现有红磡海底隧道港岛区入口下方约20 m处穿过,是整个绕道项目的控制性工程。主要总结如何成功运用新奥法指导机械钻打法开挖三连拱硬岩隧道,并通过分部、分阶段开挖的精心安排克服大跨度开挖带来的困难,以及如何应用岩石质量分类Q系统(NGI Q-System)结合隧道实际的地质情况,从多个角度优化临时支护设计。此外,介绍如何综合运用监控量测、应急排水系统和配重砖等手段降低既有红磡海底隧道的上浮的风险。     

高速公路特大断面隧道施工过程数值分析

针对单洞4车道公路隧道（最大开挖宽度22．9m,最大开挖面积230m^2）Ⅱ,Ⅲ类围岩地表平坦段双侧壁导坑施工方案,应用平面弹塑性有限元方法,对其施工全过程中支护结构受力性状和围岩的稳定性进行了优化数值分析。结果表明,软弱围岩条件下4车道隧道采用双侧壁导坑法能有效控制围岩位移,两侧导坑交替开挖工序优于一侧导坑先行开挖工序。     

某公路特大断面隧道施工方案优化分析

双侧壁导坑法适用于Ⅴ级围岩隧洞开挖,可大大减弱大跨度效应,降低施工安全风险,但存在机械化施工作业空间小、施工周期长等缺点。由于隧道在开挖中实际围岩等级要好于Ⅴ级,在原双侧壁导坑法施工方案的基础上进行了优化分析,由常规的左中右导坑开挖顺序,改为左上、右上、中上——左下、右下、中下的开挖方案。采用GEO5有限元软件进行模拟,比较两种施工方案下的围岩应力、支护结构弯矩以及地表沉降。计算及监测结果表明,优化后的施工方案是安全可靠的,同时又可以增大机械化施工作业空间,简化工序管理难度以提高工效。     

隧道压力拱动态演变机制及规律分析

隧道开挖后形成的压力拱是随着围岩的渐进性破坏而动态发展的。以毛洞情况下隧道的最终状态为依据将动态压力拱分为稳定无塌落拱、稳定有塌落拱和不稳定无塌落拱三类,将围岩压力拱的动态发展分为原始应力状态、雏形压力拱状态、初始压力拱状态、塌落压力拱状态4个典型的时间段,从而对动态压力拱理论进行了完善。对初始压力拱和塌落压力拱的拱体厚度进行了理论推导,从理论上揭示了围岩压力拱动态发展的影响因素。通过实例计算得到了隧道埋深、侧向土压力系数与初始压力拱拱体厚度的关系以及塌落压力拱随塌落高度发展的动态演化规律。结果表明:初始压力拱拱体厚度与侧压力系数呈线性负相关,与隧道埋深呈正相关;侧压力系数对初始压力拱拱体厚度的影响随隧道埋深的增加而增大;随着塌落高度的增加,围岩压力拱范围先增大后逐渐趋于稳定,而拱体厚度则先增大后减小;若塌方在拱体厚度达到最大时仍无法稳定,则最终会发展为塌穿型塌方。     

特大断面隧道软岩交叉口施工技术

大断面隧道交叉口围岩处于复杂的三维空间受力,所采用的开挖方式与支护结构决定交叉口处的隧洞稳定性,初期支护紧跟开挖面,对周围围岩扰动小,防止围岩应力集中。为确保交叉口施工安全,本工程采取注浆钢花管多处加固钢支撑、超前管棚强支护,通过锁脚钢花管对交叉口主洞每榀钢架进行固定加强;为确保主洞钢架被拆除后的整体稳定性,钢架割除部分采取环向焊接钢板加强连接,将被截断的钢支撑受力集中传至稳固的岩体中,达到稳固支撑的目的,确保交叉口围岩稳定及施工安全。     

浅埋特大断面隧道竖井施工技术

为保障数据洞库特大断面隧道洞库排风畅通,在各隧道设置竖向矩形排风井。并做好竖井锁口圈梁,竖井开挖采用倒挂井壁法施工,施工过程中及时做好竖井支护,并由井底向上进行滑模衬砌施工。满足了数据洞库排风及竖井防水等级要求,提高了混凝土的整体质量。施工中研发的竖井衬砌滑模设备、竖井混凝土浇筑布料装置,解决了布料难、“冷缝”等问题。因此,提高了竖井工效及衬砌混凝土防水的整体质量。     

应力路径对特大断面隧道围岩压力的影响

 介绍4车道公路隧道的建设状况,分析目前4车道公路隧道的设计、施工等研究进展。结合广州龙头山双向8车道高速公路隧道,利用现场监测数据和不同开挖方式对应的围岩荷载的数值计算结果,分析和讨论应力路径对特大断面隧道围岩荷载的影响,并验证4车道特大断面隧道施工的围岩松弛范围。引入过程荷载影响系数 ,对导洞的荷载影响系数进行修正,在与普氏理论、公路隧道设计规范、曲海峰提出的荷载公式进行计算对比后,提出特大断面隧道更为合理的过程荷载计算公式。     

特大断面黄土隧道静力稳定性分析

用六节点曲边节理单元模拟复合式衬砌中间防水层,采用二维弹塑性静力有限元模拟某黄土隧道的开挖修建过程,分析了该隧道的静力稳定性。计算中用释放荷载法模拟开挖效应,采用Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则,采用初始刚度迭代法求解平衡方程,对超过屈服点的应力进行调整。文中最后提出了抑制隧道围岩变形的技术措施,给出了隧道衬砌支护参数的建议。     

长大管棚在特大断面隧道施工中的应用

阐述了龙头山隧道右洞进口堆积体段超前长大管棚的施工实施情况,通过对监控量测结果进行的分析,总结了超前预支护技术在通过软弱围岩时的作用及产生的效益,并对其实施效果进行了评价,从而为隧道快速进洞和施工安全提供了有利保证。     

基于压力拱的隧道开挖施工方法稳定性分析

为保证大断面隧道的稳定性和快速掘进,常采用台阶法施工。采用数值方法模拟了正台阶法与反台阶法隧道开挖,并以压力拱的参数变化为依据,对其进行稳定性分析。分析结果表明,在适用条件下采用正台阶法开挖更利于隧道的稳定性。     

大断面单拱隧道中隔墙施工技术优化研究

大断面单拱隧道中隔墙具有复杂的受力特性及施工特点。以崂山隧道为例,通过理论分析、数值模拟及现场试验的方法,模拟隧道掌子面开挖过程中已经浇筑的中隔墙的受力变化,并根据模拟结果,优化施工技术,提出隧道衬砌与中隔墙墙顶分离施工的施工技术,并在崂山隧道中隔墙施工工程中成功进行了应用,取得了较好的效果。     

软弱围岩条件下特大断面隧道施工工法比选分析

为了探索软弱围岩条件下特大断面隧道施工工法的选择,以大连市某隧道为研究背景,采用有限元软件MIDAS GTS对双侧壁导坑法和CRD法2种工法进行了数值计算分析,并用现场实际监测结果进行验证,结果表明:双侧壁导坑法施工相比于CRD法,其变形及应力释放缓慢,能有效保障隧道安全施工,更适合用于软弱围岩条件下特大断面隧道施工。     

特大断面地铁隧道临时支护拆除研究

特大断面大多采用双侧壁导坑法施工。相对于双侧壁法临时支护的架设及开挖步骤的成熟,如何科学合理的安排拆撑成为该工法施工过程中的一个关键问题。通过对深圳地铁10号线凉帽山车辆段出入线大断面的数值计算,分析了不同临时支护拆除工况对初期支护的受力影响,提出了该特大断面双侧壁导坑法的临时支护的合理拆除方式,为后续施工方案的选取提供了理论依据。     

隧道围岩压力拱研究进展

从压力拱定义来看压力拱是能保证岩体的稳定性的,那么充分发挥压力拱的拱效应,就可以提高隧道工程经济性和安全性。因此,压力拱的研究一直是个热点和难点。通过收集整理、归纳总结及综合分析已有的相关研究"成果"得出:随着试验手段的多样化和现代技术的发展,压力拱及相关概念的研究取得了一定的成果,但对其判断标准、形成条件依然未陈述清楚,并且缺少统一的标准;压力拱的自稳性和动态压力拱是否具有一般性的规律,是否在一定条件才成立?仍有待证实;压力拱研究中的数值分析和物理模型试验各有优缺点,因此,二者需要相互"合作",彼此补充和验证。从当前情况看,试验设备、试验材料及加载方法仍达不到清洁高效、简洁适应、智能环保的要求,仍需深入研究。     

深埋圆形隧道的压力拱研究

针对压力拱存在概念不明确的问题,阐述了隧道中压力拱的概念,指出压力拱是一条受压的曲线,隧道开挖后会形成一次开挖压力拱,当围岩出现拉应力时会导致二次开挖压力拱出现。然后,在现有深埋圆形隧道解析解基础上,将地应力分为静水压力、双向常应力、与深度成正比三种情况进行压力拱分析。研究结果表明:对于地应力为静水压力情况,一次压力拱和隧道的轮廓线重合;对于地应力为双向常应力情况,一次压力拱和水平与竖向应力比有关,还和受拉判断标准有关,当竖向应力是水平应力的3倍以上时,拱顶将产生拉应力,且压力拱和隧道轮廓线间的受拉体随其值的增大而增大;对于地应力与深度成正比情况,一次压力拱的特性和地应力为双向常应力情况类似,隧道顶部受拉时的水平地应力与竖向地应力比值要小于0.2。从工程安全角度考虑,压力拱宜以最小主应力受拉为判断标准。     

断面扁平隧道结构套拱加固效果分析

结合浙江白阳山隧道采用塑性损伤与扩展有限元模型研究了扁平型隧道结构损伤演化机制与裂缝扩展规律,分析了叠合式套拱结构加固效果.研究表明,偏压荷载作用下,隧道破坏过程可分为弹性变形、左拱腰内侧开裂、左拱腰外侧压屈、钢筋屈服4个阶段,裂缝呈现出快速延伸、缓慢扩展以及快速张开的行为机制.取达到原结构破坏荷载的50％进行加固时,...     

城市大断面暗挖隧道先拱后墙法施工技术

对重庆轨道交通六号线江北城车站1#风道A型断面暗挖隧道先拱后墙施工方法进行研究,探讨了先拱后墙法在城市地铁大断面隧道质量、安全方面控制措施,为同类工程提供价值参考。