基于现场监测及数值分析的隧道双导洞超前施工优化研究

依托新建兰渝高铁桃树坪富水弱胶结粉细砂隧道工程,基于现场监测和数值模拟分析相结合的方法,对大断面富水砂地层条件下的隧道施工方案进行了优化和分析,研究了大断面隧道CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步法三种施工方案的优缺点,改进了大断面隧道双侧壁导坑法施工技术,提出了"底部双导洞超前施工"的新工法.跟踪桃树坪隧道3#斜井施工工区底部双导洞超前工法试验段进行的现场围岩压力、拱顶沉降和水平位移的现场监测,验证了工法的安全、可行性;基于数值模拟分析,确定了施工中上半断面的最佳开挖高度5.4m,超前导洞1部与上半断面5部间合理步距25m,优化了底部双导洞超前施工工法的技术参数,为富水弱胶结粉细砂地层隧道的施工提供了技术保障.     

大断面浅埋公路隧道进口段施工风险评估及控制

为有效识别大断面浅埋公路隧道进口段施工过程中的风险因素,规避和控制易发生的安全风险事件,以某高速公路隧道进口段为研究对象,对进口段施工进行了风险评估.依据隧道进口段地质条件、施工工法及设计图纸,通过专家调查法对隧道进口段施工进行了风险辨识.采用层次分析法对识别出的风险源进行了风险因素重要性排序.在此基础上给出了大断面浅埋公路隧道进口段施工的风险控制措施.研究结果表明:大断面浅埋公路隧道进口段施工风险因素为洞口段埋深、断面大小、围岩条件、支护参数、施工工法、降雨及地下水;在各风险因素中围岩条件对施工风险的影响最大,其次为施工工法.     

佛岩寺隧道陡峭大角度斜交进出洞施工技术

佛岩寺隧道为大角度斜交进出洞结构,洞口段坡体陡峭且分布有危岩体,洞口施工与沟底梯子峪特大桥施工交叉作业,施工场地狭小,进出洞施工安全风险较大。为防止边坡危岩坍塌事故,在交叉作业过渡区间设置安全防护措施,在洞顶施做主动防护网加固危岩体;左洞洞口地形与隧道洞身斜交角度大,在洞外施做半边护拱,从右洞通过车行横洞进入左洞,反向掘进小导洞出洞,然后按照三台阶七步开挖初步扩挖成型。通过施工检测数据可知,采用此方案后隧道位移最大值符合规范规定要求,效果显著。本次施工方案有效降低了交叉作业区域的安全风险,保障了洞口段施工的安全和质量。     

软岩隧道变形监测与分析

结合兰渝铁路的工程实例,对桃树坪隧道使用CRD法和CD法与双侧壁导坑法相结合的两种不同开挖方法下断面的围岩变形进行监测,研究其稳定性,并对围岩的变形曲线进行回归分析,为开挖方法的优化和施工提供指导.     

软岩浅埋连拱隧道施工围岩变形特征分析

为研究软弱破碎围岩浅埋连拱隧道施工过程中围岩变形特性,依托陕北某连拱隧道实际工程,通过现场布设监测仪器系统开展了拱顶沉降、围岩变形长期测试,获得了随施工过程拱顶沉降及围岩径向变形规律。结果表明：地表沉降近似于Peck沉降曲线,越靠近隧道中心地表沉降越大,最大沉降值产生于左线隧道开挖落底后,约为12.1 mm;拱顶沉降沿隧道纵向变化规律为：中导洞>正洞>左右侧导洞,中导洞表现为拱顶下沉,侧导洞则是水平收敛,上台阶施工因未临时仰拱封底而其收敛变形显著大于下台阶施工;随距隧道壁面距离增加,测点累计变形量逐渐减小,K21+970测试断面围岩松动区约2 m,因测线布置限制,K21+970测试断面松动区超过4 m。     

浅埋偏压隧道开挖数值模拟及稳定性研究

浅埋偏压会对隧道围岩稳定和支护结构产生很大影响,开挖过程中极易发生垮塌。利用FLAC3D 程序对烟海高速公路解家河隧道穿越浅埋偏压洞段采用的施工过程进行仿真分析,得到解家河隧道在采用不同开挖工序时各阶段围岩及支护结构的变形和应力变化情况。结合现场监测断面的量测成果,经过数据整理和计算得到解家河隧道浅埋偏压洞段围岩及支护的受力特征,对隧道围岩稳定性进行分析判断。所得结论为解家河隧道顺利施工提供了可靠依据,可为具有类似地质、地形情况的隧道设计和施工提供技术参考。     

公路隧道应力释放率对软弱围岩稳定性影响

近年来,由于新奥法广泛地运用于地下工程的施工过程中,围岩与支护结构之间的相互作用以及支护时机受到越来越多的关注。中条山隧道洞口段软弱围岩开挖步序多、工序及应力变化复杂,尤其是核心土解除后和二衬施工前安全风险大。本文采用有限差分软件对该隧道洞口段施工过程进行三维数值模拟,研究了洞周位移及支护结构在不同应力释放率下的力学响应,重点分析了典型断面处洞周围岩及支护结构的位移和受力情况,以及洞周位移随施工过程的动态变化规律。研究结果表明：对于软弱围岩公路隧道,应力释放率越大,围岩的塑性区发展范围越大,洞周位移越大;开挖过程中,拱顶沉降受到的持续性扰动较大;待二次衬砌施作后,仰拱隆起和收敛位移趋于稳定。     

考虑围岩应力释放的饱和 Q2 黄土大断面隧道预留变形量研究

由于饱和黄土具有含水率高、强度低、稳定性差的特点,饱和黄土隧道施工过程中常遇到初期支护沉降变形过大、预留变形量难以确定等问题。考虑到饱和 Q2 黄土承载力小,无法计算位移释放率和体积释放率,应力释放率成为研究大断面饱和黄土隧道预留变形量的有效手段。鉴于此,本文提出了饱和黄土隧道围岩应力释放率计算思路,研究了围岩变形特性及预留变形量。结果表明,饱和软黄土隧道施工过程中,围岩最终变形量受施工时间影响较大,大多数断面在监测时间范围内仍有较大变形速率,围岩应力释放不充分;现场围岩应力释放率在 25% ~ 30% 之间,当应力释放率超过 30%,拱顶沉降量迅速增大,围岩易产生失稳;建议饱和 Q2 黄土隧道施工预留变形量为 35 cm,变形控制值在 25 cm。     

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。     

热力隧道上穿既有地铁6号线隧道方案比选

随着城市地下轨道交通的发展,上穿既有线路的情况时有发生.由于新线穿越既有线路不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降,而地铁运营对变形又有着非常严格的控制标准,所以选择最合适的施工方法十分重要.以热力隧道上穿北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间工程为依托,通过三维数值模拟软件FLAC3D分别对从左侧竖井向右侧竖井开挖热力隧道;右侧竖井向左侧竖井开挖热力隧道;从两侧竖井向中间开挖热力隧道三种施工方式进行数值模拟分析.并从三种施工方案中比选出对既有地铁运营区间影响最小的施工方法.通过进行安全分析可以表明:从两侧竖井向中间开挖热力隧道能有效减小地铁6号线运营区间的变形,为更加合理的施工提供了重要依据.     

越江隧道抗震稳定性计算

根据越江工程场地地震安全性评价报告和地质调查报告，在室内动力试验的基础上，采用有限元有效应力动力分析法，研究了隧道结构的动力响应和地基土的液化情况，利用拟静力法对隧道抗滑稳定性进行了校核，得出了该隧道抗震稳定性满足要求的结论，并提出了能进一步增强隧道抗震性能的建议。     

公路隧道塌方诱因及处治技术研究

众所周知,隧道属于线状隐蔽和穿越性的工程项目,在具体的施工过程中会穿过崇山峻岭,经过诸多岩类,其结构具有较大的不稳定性特点,而围岩又是隧道在开挖过程中极易遭到破坏的对象,这也是对其进行支护的主要原因。唯有如此,才能有效避免公路隧道塌方事故的出现。由此可见,探讨公路隧道塌方诱因及处治技术具有极其重要的现实意义。     

高速公路长大隧道通风竖井设计与施工技术研究

对于特长公路隧道,其通风设计和施工不仅关系到隧道的建设规模和将来的运营成本,而且和隧道的防火救灾相关。本文详细介绍了雪峰山隧道通风竖井的布置、结构设计以及施工技术,以期对今后其它长大隧道的通风及防灾设计起到借鉴作用。     

泰州公路过江通道隧道方案中技术问题研究

隧道过江方案是泰州公路过江通道工程中的一个重要方案.根据泰州公路过江通道的地理位置、工程地质条件、港口航运要求、通道工程定位以及工程的主要技术标准等,对泰州公路过江隧道方案的隧道建设方法、隧道行车速度和建筑限界等若干关键技术问题进行了分析论证.研究结果可为工程决策提供依据.     

深圳地铁浅埋暗挖隧道地层变形分析

地铁隧道施工扰动地层，必然造成相应的地层变形，并且在不同条件下变形量表现出较大的差异．通过对深圳地铁Ⅰ期工程3A标国老区间隧道砂质地层深部位移的现场实测和分析，得出了深圳富水软弱含砂地层中浅埋暗挖法施工地层运动的基本规律．该类地层具有变形量大的显特点，并且地表沉陷具有突发性，地层损失率高达9．2％，远大于普通地层．结合地质及工程条件对地层大变形机理及其主要影响因素进行了分析．在此基础上提出了控制地层大变形的技术措施，在Ⅰ期工程的后期施工中得到充分利用且取得较好的指导施工效果．     

基坑端头井联结隧道冻结过程应力应变分析

为分析冻结法对盾构隧道施工过程中的加固作用,以合肥市轨道交通2号线大东门站到达端盾构工程为依托,对无限大区域内单根冻结管稳态温度场公式进行推导,并根据工程实际情况建立了三维数值模型并进行热-力耦合计算。结果表明:冻结帷幕内温度场是以各冻结孔为中心圆形发展,各孔之间出现交圈之后再向四周发散;冻结法加固能显著降低由施工导致的地层沉降,降低幅度最大约为50%,加固效果较好;左线隧道较右线隧道后施工,其管片应力较大,应及时施作衬砌,尽快闭合支护体系,保证施工安全顺利进行。     

高坝施工导流洞改建为旋流竖井式泄洪洞的水力特性研究

为了研究旋流式竖井泄洪洞的水力特性,结合某水利枢纽施工导流洞改建为旋流竖井泄洪洞水工模型试验的部分研究成果,通过大量的优化试验研究,分析了竖井涡流消能工况的流态、压力分布、流速分布、消能率等水力特性.试验研究结果表明,这种旋流竖井式泄洪洞消能效率可达88%以上,涡室与竖井的水流流态比较平顺,压力分布合理.所得结论为旋流竖井泄洪洞的设计提供了依据,可为类似工程参考.     

高速公路路基、桥梁与隧道的衔接方案研究

对于高速公路建设项目而言,路基、桥梁与隧道的衔接处理是至关重要的一步,它不仅影响着高速公路的美观与行车舒适度,同时也影响着日后的安全运营,因此优化高速公路的路基、桥梁与隧道衔接方案是必要的。本文先简单地介绍桥隧连接施工技术,再针对工程建设中因断面宽度不同而导致的衔接问题,分析其结构组成及产生的原因,阐明对路基、桥梁与隧道衔接的优化处理,达到安全、适用和美观的效果,把因衔接问题带来的不良后果降到最低。     

利用导流洞减小调压室断面积数值仿真

大型地下水电站设计中常将施工导流洞与水电站尾水系统相结合,以减少工程量,加快施工进度,节约工程投资.如果能够利用导流洞减小调压室断面积,无疑具有重大的实用价值.通过数值仿真计算深入分析了水电站利用施工导流洞减小尾水调压室断面积的可行性,提出了在施工导流洞中增加挡流板来改善导流洞水流流态的工程措施.研究表明:利用施工导流洞至少可以减小调压室直径10%以上.该技术可推广应用于我国某些大型地下式水电站的建设中.