浅埋粘土层大跨度隧道施工技术与塌方风险防范

大跨度隧道施工作为土木工程建设中重要组成部分,对于我国城市建设以及交通发展等均起到重要影响。针对大跨度隧道施工过程中浅埋粘土层施工容易受到多种因素影响出现塌方风险,例如围岩级别、隧道深度、地下水文特征、挖掘方式以及挖掘技术等,这些因素均可能造成工程沉降,导致土建工程质量以及工期受到影响。基于此,针对浅埋粘土层大跨度隧道施工技术内容进行研究,同时对于造成隧道塌方因素进行分析并提出几点建议,以期为从业者从业技术提供辅助参考。     

联拱隧道减震控制爆破技术探讨

本文对一座浅埋大跨度双联拱隧道施工中所采用的减震控制爆破技术进行探讨,试图揭示双联拱隧道爆破震动规律,对减弱爆破震动对围岩的扰动以及提高围岩及结构安全性起到了积极作用。     

浅埋软弱围岩隧道施工塌方及处治措施研究

针对云南武易高速公路丰收隧道施工过程中发生的塌方事故,分析了隧道大变形及塌方的成因,对浅埋偏压软弱围岩隧道三台阶法施工过程进行了三维精细化数值模拟.结果表明:软弱围岩、顺层及地形偏压、浅埋是隧道大变形及塌方的客观原因,施工不规范导致支护刚度不足、掌子面稳定性控制不力进一步加剧了隧道变形失稳,换拱则直接导致了隧道塌方;软...     

浅埋地铁区间大断面隧道施工风险与技术措施分析

青岛地铁1号线峨石区间隧道埋深浅、围岩差、隧道断面大、小净距、周边环境复杂、施工难度大。施工时采取地表注浆、小导管超前支护、加强初期支护、控制爆破等措施,达到了地层加固和超前支护以及减小对围岩扰动的作用,实现了在不良地质条件下浅埋大断面隧道顺利施工,较好地控制了施工风险,监测结果表明,地表变形值位于控制值以内。     

超浅埋大跨偏压隧道双侧壁导洞法施工力学特性分析

超浅埋跨偏压隧道由于跨度大、埋深浅、地形偏压,加上施工期间各道工序的相互影响,围岩的多次扰动等因素,导致施工过程中力学行为复杂,极易发生失稳乃至坍塌事故。利用有限元软件ABAQUS建立三维模型,对超浅埋大跨偏压隧道双侧壁导坑法施工过程进行三维模拟计算,分析了隧道围岩在开挖过程中位移场、应力场及支护结构受力的变化特征。结果表明(1)同一断面上地表沉降与拱顶沉降比值接近于1,深埋侧地表监测点沉降大于浅埋侧沉降;(2)开挖过程中,围岩应力不断变化,拱顶、深埋侧拱腰及拱底部位主要承受较大拉应力,浅埋侧拱腰以及左右边墙承受较大压应力;(3)当左右导洞下台阶开挖时,中导洞核心土会出现围岩塑性贯通区。(4)初衬受力随着开挖不断变化,当全断面闭合后,主要在拱底和拱顶出现拉应力集中现象,而二衬则在拱底会出现较小拉应力。     

浅埋隧道爆破开挖及其振动效应研究

 以密兴路火郎峪隧道工程出口段开挖为研究背景,进行隧道爆破开挖和地表振动监测试验研究。分析结果表明：(1) 沿隧道开挖方向,自成形隧道区向未开挖区,地表爆破振动速度逐渐降低;浅埋隧道爆破开挖振动波传播规律与其断面尺寸、隧道埋深、开挖方法以及围岩地质条件等有关。(2) 掏槽孔爆破振动控制是降低浅埋隧道振害的关键,使用多级小楔形掏槽能有效改善爆破振动效应与破岩效果。(3) 全面监控浅埋隧道掘进爆破振动效应,优化爆破参数,能有效控制爆破减振害,提高施工效率。     

浅埋大跨度隧道施工技术研究

本文主要从隧道稳定性研究出发，以膨胀性围岩隧道为例，对浅埋大跨度隧道的合理施工技术进行研究     

浅埋偏压小净距隧道围岩压力分布与围岩控制

根据浅埋偏压小净距隧道受力特点,研究推导了考虑施工工序及地形坡度的浅埋偏压小净距隧道围岩压力计算公式。分析了考虑不同地形坡度及同一坡度不同埋深2种工况下地形坡度及埋深对围岩破裂范围、水平侧应力、拱顶压力的影响规律,并指出了浅埋偏压小净距隧道围岩压力在考虑地形坡度下与水平地表下分布规律的差异,建立了3DEC数值模型以对上述理论规律进行验证,结果表明,数值分析规律与理论推导计算规律相吻合。将理论计算公式应用于马嘴隧道出口浅埋段隧道稳定性计算,由计算所得围岩稳定性系数及现场隧道变形监测结果提出隧道围岩及地表稳定性处理措施。     

浅埋岩溶隧道灾变机制及其防治

 针对重庆云雾山隧道浅埋岩溶段施工中发生的岩溶地质灾害事故,对浅埋岩溶隧道地质灾害的关键致灾因子及相互关联进行理论分析,并结合现场岩溶处治实践,对其实施效果进行评价。研究结果表明,浅埋岩溶隧道五大致灾因子为埋深浅、上覆地层松软、岩溶发育程度和规模、补给水源以及工程因素,其中施工揭穿顶部和两侧的溶洞连通地表水涌入塌陷区是主要诱因,含溶洞断面的位移释放主要发生在开挖前和开挖瞬间。同时,浅埋岩溶隧道地表水对隧道稳定性影响比地下水更为明显,故解决岩溶灾害的根本途径在于采用合理的设计施工方法,实现施工扰动条件下岩溶动力系统平衡状态的平稳过渡。     

浅埋偏压大跨度隧道开挖面合理间距研究

施工浅埋偏压大跨度隧道时,先后行洞不同开挖面间距下易产生不同程度的相互干扰。两隧道开挖面常需要保持在一定的距离内同时施工以满足进度要求,同时保证两隧道的支护结构及周边围岩受到的相互影响情况控制在可接受的范围内。本文利用FLAC3D对某浅埋偏压大跨度隧道不同开挖面间距情况进行数值分析,并提出开挖面合理间距,对该类隧道施工提供合理建议。     

地铁小竖井转横通道施工大跨隧道数值模拟分析

狭小场地施工大跨暗挖隧道是城市地铁建设中的常见问题,而小竖井施工浅埋暗挖大跨隧道的安全控制是狭小场地修建城市地铁的关键技术,在施工时容易发生横通道坍塌或引起地表过大沉降及周围建筑的破坏。本文以广州市轨道交通五、六号线换乘站区庄站南端浅埋暗挖大跨隧道施工为背景,介绍竖井横通道内利用桩梁体系转向施工及狭小场地施工地铁浅埋暗挖大跨隧道的关键技术。利用大型有限元分析软件ABAQUS对超前小导管、超前管棚等预加固措施进行论证,并对小竖井施工大跨隧道过程进行三维数值分析。计算结果表明:开挖到横通道顶标高后在竖井四个角增设一榀竖向格栅,加固横通道马头门、采用超前小导管对通道进行预支护,有效地保证了支护结构安全和隧道围岩稳定;在竖井转入横通道后采用桩梁体系成功地解决了因上部荷载过大引起的横通道稳定问题,并有效地控制了地表沉降。     

超前大管棚预支护技术在海客道隧道中的应用

以海客道隧道工程为例,介绍了超前大管棚预支护技术在浅埋大跨径隧道中的应用,总结了大管棚在通过浅埋破碎围岩带时的作用,实践证明大跨径隧道洞口的软弱破碎围岩地段采用长大管棚施工工艺,具有显著的经济效益和社会效益。     

浅埋偏压隧道进洞施工力学特性研究

隧道进口段围岩常常具有浅埋、偏压、风化严重等特点,若施工处理不当,极易造成洞口边、仰坡滑动和洞内塌方等事故,从而影响隧道正常施工和人员安全。结合具体工程,对浅埋偏压隧道进洞施工开展了三维数值模拟,并结合监测数据分析了施工对围岩和支护结构力学特性的影响,主要结论如下:围岩变形具有非对称性,浅埋侧围岩变形量要小于深埋侧;随着隧道的逐步开挖,隧道深埋侧拱脚和浅埋侧拱肩处围岩易于发生剪切破坏,而且围岩的塑性区也主要位于这两个区域,并逐渐向拱顶上方贯通;初期支护结构的受力状态受偏压地形影响显著呈非对称性,而超前支护受偏压影响较小;现场实测围岩变形与计算结果较为吻合,且变形在22天后达到稳定状态。     

分岔隧道大拱段围岩稳定性监控 与爆破振动效应分析

 分岔隧道是一种新型的隧道结构形式,其设计方案、开挖支护方法对围岩稳定性至关重要。以沪蓉西高速公路庙垭隧道为工程背景,基于大拱段跨度大、浅埋等工程特点,通过围岩变形监测、支护体系受力监测和爆破振动现场监测,分析分岔隧道大拱段围岩变形特点和控制措施,并探讨爆破振动对浅埋地表稳定性的影响,得到浅埋大拱隧道施工开挖的围岩变形规律、支护体系受力状态以及其爆破振动效应的特点,判定浅埋山体的稳定性及支护参数选取的合理性。该研究为分岔隧道的现场施工提供了必要的依据,对今后类似工程的设计和施工具有重要的参考价值。     

浅埋大跨小净距隧道安全净距与中岩柱力学特性研究

结合魁歧双洞八车道小净距隧道工程实践,采用三维弹塑性有限元,通过分析围岩位移、等效塑性应变以及隧道安全系数随净距的变化,综合确定魁歧隧道最小净距为0.55B是安全、合适的.在隧道开挖模拟过程中,采用三种不同中间岩柱加固措施,研究Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下中间岩柱受力、变形特性.研究结果表明,预应力锚杆对控制围岩水平变形最为...     

基于暗挖法的浅埋洞室支护新方式及其工程应用

为满足浅埋大跨度地下洞室内壁保持原貌、避免大开挖以保护地表环境以及降低支护造价等要求,提出一种基于暗挖法的浅埋洞室支护新方式.这是一种内嵌支护方式,即在覆盖层中植入纵横向小隧道棚支护结构,形成围岩与支护结构共同作用的支护体系.该支护方式可在浅埋洞室工程中有效地控制围岩发挥其部分自承载能力.将该支护方式应用于某旅游景点的大跨度浅埋地下洞室中,监测数据表明该支护方式可行,围岩的自承载比例达47%.     

浅埋红层软弱隧道围岩破坏特性模型试验研究

软弱隧道围岩浅埋段在施工时极易出现较大变形和塌方破坏事故,已成为隧道工程施工中的难点。依托广(通)—大(理)铁路南华1号隧道工程项目,通过模型试验对滇中典型红层软弱隧道围岩的变性破坏模式及应力扰动特征进行了研究。研究结果表明:隧道开挖容易引起两侧拱腰处岩体与水平方向夹角成45°+?/2的区域内开始出现初始裂缝,并向上延伸至拱顶最终形成高度约为0.5倍洞径的塌落拱;隧道开挖将引起围岩应力重分布,在隧道周边形成一圈应力降低区,在其外侧是应力升高区,而岩体塌落区则位于应力降低区内;为减少围岩塌落破坏风险,一方面应尽早支护成环,另一方面宜对应力降低区岩体进行适当加固,并充分利用岩体的自承载能力。上述研究成果不仅可用于指导本工程的设计与施工,而且也可为今后类似工程提供借鉴和参考。     

浅埋大断面隧道围岩稳定性数值模拟及现场监控量测

浅埋大断面隧道由于开挖断面大、埋深浅、围岩物理力学性质差,开挖后容易产生大变形及变形速度过快,严重影响施工进度和施工安全。本文基于RFPA数值模拟软件,模拟了隧道开挖时掌子面围岩的应力、位移及变形破坏特征;在数值模拟的基础上采用应力和声发射联合法对隧道现场开挖围岩的应力和岩体应力调整进行监测,分析开挖过程中岩体变形与时间和空间的变化关系,得到了掌子面开挖及施工中岩体的变形和变化规律,可以为支护措施的设计与支护时机的选取提供一定的参考建议。     

大断面隧道下穿既有高压输电铁塔施工方案比选及其应用

 李家冲大断面公路隧道下穿既有高压输电铁塔,施工风险高。在风险分析的基础上,提出可能的应对措施,通过建立高压输电铁塔与大断面隧道施工相互作用的三维数值模型,对注浆加固山体后采用双侧壁导坑法开挖、H型框架梁加固塔基后三台阶留核心土法开挖、以及塔基托换后三台阶留核心土法开挖等方案进行比选,提出采用H型框架梁将高压输电铁塔塔基连成整体的加固方案。数值计算及现场实施效果表明：采用H型框架梁对铁塔基础进行加固,铁塔基础成为整体结构后再进行大断面隧道三台阶留核心土开挖,可有效控制铁塔的累计沉降及不均匀沉降,铁塔受力与变形均在容许的范围之内,在保证铁塔和隧道施工安全的同时,加快了施工进度,技术经济效果非常明显,可供类似工程参考。     

大跨径隧道围岩的快速分级与稳定性分析

通过某高速公路大跨径隧道的现场实勘,采用BQ围岩分级和CSIR分类法对将要变更隧道段围岩快速动态分级,结果表明,围岩质量好于Ⅳ级但是比Ⅲ级稍差。采用赤平极射投影和实体比例投影法对本段隧道定性定量分析,结果印证拱顶不稳定结构体为可能塌落体积为44.4 m³斜四面锥体落石。对围岩位移与支护结构应力的数值分析结果亦表明最大位移出现在拱顶,两种分析结果相互印证。据此对施工隧道进行了设计变更和优化,获得了良好的效果。