大斷面黃土隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工

黃土作為在工程實(shí)踐中非常常見的圍巖結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式之一，其綜合性質(zhì)具有一定的特殊性。施工過程中如何滿足掘進(jìn)快速性的要求，同時(shí)確保掘進(jìn)施工的安全性與可靠性，對于施工人員而言是比較大的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合某鐵路工程張莊隧道的施工，簡要介紹大斷面黃土隧道快速掘進(jìn)的施工工藝。

文章統(tǒng)計(jì)分析了大斷面黃土隧道初期支護(hù)變形量,研究了大斷面黃土隧道變形規(guī)律及預(yù)留變形量合理取值范圍。大斷面黃土隧道變形規(guī)律表現(xiàn)為:隧道拱頂、拱腳下沉差異小,隧道開挖后拱部將產(chǎn)生一定程度的整體下沉;隧道拱頂下沉量均大于水平收斂;初期支護(hù)封閉后,隧道周邊位移基本上不再發(fā)展;當(dāng)隧道埋深小于40m時(shí),隧道變形量較大且規(guī)律不明顯;當(dāng)隧道埋深大于40m時(shí),隧道變形量分布相對集中。經(jīng)過對現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析可知:在ⅳ級圍巖條件下,大斷面黃土隧道預(yù)留變形量可取10～15cm;在ⅴ級圍巖條件下,大斷面黃土隧道預(yù)留變形量可取25～28cm。

以鄭西客運(yùn)專線施工工程為背景,分析了大斷面黃土隧道的變形特征及穩(wěn)定性技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn),主要對留核心土臺階法、新意法、預(yù)切槽法三種大斷面黃土隧道快速施工技術(shù)進(jìn)行了闡述,以確保隧道工程的施工質(zhì)量。

結(jié)合某重載鐵路黃土隧道工程的施工實(shí)例，采用三臺階快速封閉施工方法對黃土隧道施工控制技術(shù)進(jìn)行研究，從施工工藝、設(shè)備選型、監(jiān)控量測管理等方面對隧道施工質(zhì)量、安全控制措施進(jìn)行了總結(jié)，為類似工程施工提供參考。

以鄭西鐵路客運(yùn)專線函谷關(guān)隧道各工作面貫通施工為例,總結(jié)出crd、弧形導(dǎo)坑等不同開挖方法間的貫通要點(diǎn),指出該工法符合大斷面黃土隧道施工安全、快速的要求,特別當(dāng)黃土隧道斷面大于160m2時(shí)更為有效。

針對某大斷面黃土隧道修建過程中開挖施工引起變形收斂值大、無法保證圍巖穩(wěn)定的問題,提出了改進(jìn)的三臺階七步開挖法施工工序,并借助abaqus開展數(shù)值模擬,分析了開挖過程的力學(xué)特性,保證了大斷面黃土隧道圍巖的穩(wěn)定性。

我國由于黃土分布地域較廣,黃土隧道的建設(shè)在所難免,其設(shè)計(jì)與施工難度也漸趨復(fù)雜。黃土隧道有其自身的特點(diǎn):易塌方,遇水產(chǎn)生濕陷性,預(yù)注漿困難,錨桿施作難度大等;同時(shí),黃土隧道造價(jià)高昂,修建小凈距和連拱隧道的經(jīng)驗(yàn)又非常少。本文根據(jù)黃土隧道的施工實(shí)踐,提出了一些施工工藝和建議。

影響黃土隧道開挖方法的關(guān)鍵因素是開挖面的穩(wěn)定性,即開挖后圍巖的動力特性。開挖后圍巖自穩(wěn)能力差,會給施工造成極大的困難,因此,圍巖穩(wěn)定性是選定大斷面黃土隧道施工方法的關(guān)鍵因素之一。在正常情況下,黃土隧道開挖后,圍巖不穩(wěn)定,通常采用臺階法,中間隔斷法和雙側(cè)導(dǎo)坑法。在黃土隧道開挖前,采取一定措施預(yù)加固隧道開挖段或開挖輪廓,從而使開挖后的圍巖達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)或趨于穩(wěn)定,施工方法采用分步法或全斷面挖掘法進(jìn)行。

通過對穆村1號大斷面黃土隧道的施工,分析了砂性新黃土隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)性,并制定了相應(yīng)的施工方案及預(yù)防措施,介紹了環(huán)形開挖預(yù)留核心土法黃土隧道施工的關(guān)鍵技術(shù),以推廣該方法的應(yīng)用。

以鄭西客運(yùn)專線大斷面黃土隧道為例,介紹某大斷面黃土隧道的施工和監(jiān)測措施,結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析隧道圍巖周邊位移、拱頂下沉、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力及地表沉降的特點(diǎn),研究了施工過程中出現(xiàn)的一些問題的原因,并提出了一些工程措施,從而保證隧道施工安全。

墩梁隧道是省級高速榆商線的重要組成部分，也是全線的重點(diǎn)和難點(diǎn)工程，確定為控制性工程，是我國目前開挖斷面最大的純黃土公路隧道。本文主要根據(jù)陜北境內(nèi)黃土地質(zhì)情況，從施工角度系統(tǒng)介紹了大斷面純黃土隧道在開挖工程中保證掌子面及圍巖穩(wěn)定措施。

以鄭西鐵路客運(yùn)專線函谷關(guān)隧道各工作面貫通工法為例,總結(jié)出針對crd、弧形導(dǎo)坑等不同開挖方法間的貫通要點(diǎn)。提出該工法適用于大斷面黃土隧道安全、快速的要求,特別當(dāng)黃土隧道斷面大于160m3時(shí)更為有效。

淺析大斷面黃土隧道正洞貫通工法——以鄭西鐵路客運(yùn)專線函谷關(guān)隧道各工作面貫通工法為例，總結(jié)出針對crd、弧形導(dǎo)坑等不同開挖方法間的貫通要點(diǎn)。提出該工法適用于大斷面黃土隧道安全、快速的要求，特別當(dāng)黃土隧道斷面大于160m3時(shí)更為有效。

對鄭西鐵路客運(yùn)專線大斷面隧道黃土段施工重、難點(diǎn)進(jìn)行了全面,分析并對施工中采取的質(zhì)量保證措施進(jìn)行了總結(jié)。

大斷面黃土隧道施工中,首先必須對工程重、難點(diǎn)進(jìn)行全面分析,從而提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。本文就隧道黃土段施工重、難點(diǎn)進(jìn)行分析并對施工中采取的質(zhì)量保證措施進(jìn)行總結(jié)。

本文結(jié)合陜西神木至府谷高速公路墩梁隧道特殊的巖土地質(zhì)情況和大斷面實(shí)際,通過實(shí)際應(yīng)用分析論述大斷面濕陷性黃土隧道施工過程中監(jiān)控量測工作的一些要點(diǎn)。

鄭州—西安客運(yùn)專線隧道設(shè)計(jì)與施工上的一大難題是對濕陷性黃土地基進(jìn)行處理,以保證高速列車的運(yùn)營安全。初步設(shè)計(jì)方案提出使用水泥土擠密樁對地基進(jìn)行加固處理,并在隧底與擠密樁樁頂之間設(shè)置灰土墊層以均布隧底應(yīng)力。為了驗(yàn)證加固效果,根據(jù)復(fù)合地基理論采用三維有限差分?jǐn)?shù)值分析法對加固后的地基沉降進(jìn)行了計(jì)算,并對分層總和法在隧道地基處理上的適用性進(jìn)行了討論,得到一些有益結(jié)論。

由于中國黃土地域分布較廣,黃土面積約占我國陸地面積的6.6%，黃土隧道施工的建設(shè)無法避免,其施工難度與設(shè)計(jì)也悄然復(fù)雜。然而黃土隧道自身的缺點(diǎn)：因土質(zhì)松弛、承載能力降低，遇大水就倒塌等;為確保黃土隧道施工安全,防止塌方事故,同時(shí),黃土隧道施工造價(jià)貴昂,修建黃土連拱隧道的經(jīng)驗(yàn)少之又少。從古至今都是困惑隧道界的安全技術(shù)難題。無論是設(shè)計(jì)理念還是施工技術(shù)，均無成功經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。本文從黃土隧道施工工法、管理等方面提出了一些建議及施工工藝。

客運(yùn)專線大斷面黃土隧道施工監(jiān)控技術(shù)——客運(yùn)專線大斷面黃土隧道，一般采用雙側(cè)壁、crd、cd和留核心土臺階法施工。而對于特殊的黃土圍巖、大斷面及多種工法的施工環(huán)境，常規(guī)監(jiān)測方法及現(xiàn)行規(guī)范的適用范圍受到限制，需通過研究提出大斷面黃土隧道施工監(jiān)測的項(xiàng)目...

結(jié)合鄭西客運(yùn)專線張茅隧道的施工,通過模擬臺階七步開挖法的應(yīng)力應(yīng)變過程,以及對現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析,闡述在大斷面黃土隧道中該方法的施工工藝和具體施工要點(diǎn)。運(yùn)用該方法較好地解決了黃土隧道施工中諸多技術(shù)難題,且能充分利用開挖空間和大型施工機(jī)械,干擾少、速度快,是目前在大斷面黃土隧道施工中安全、快速的施工方法,值得推廣。

結(jié)合鄭西線賀家莊隧道沉降突變段的施工處理情況,闡述了預(yù)留核心土法開挖黃土隧道施工工藝、大斷面黃土隧道施工技術(shù)措施及應(yīng)注意的問題,指出大斷面黃土隧道施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測,重視氣候及地質(zhì)對隧道施工的影響。

本文采用二維彈塑性有限元法,分析了一特大斷面黃土隧道各個(gè)施工階段以及建成后圍巖和襯砌的受力狀態(tài)。分析中采用增量彈塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則及關(guān)聯(lián)流動法則,對于超出屈服面的應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整,使之回到屈服面上。采用切線剛度法進(jìn)行迭代計(jì)算,采用節(jié)點(diǎn)位移增量的收斂準(zhǔn)則判斷求解過程的收斂,每次迭代中采用高斯消元法求解體系的平衡方程。最后對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢算,提出了抑制隧道圍巖變形的技術(shù)措施。