偏壓軟弱圍巖雙連拱隧道施工過程

結合工程實例,簡要分析了圍巖軟弱地帶的雙連拱隧道的施工方法,對“假擬洞門”的新觀念作了探討,并對工程施工過程中可能和容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題提出了解決思路。

研究目的:針對某市政淺埋偏壓軟弱圍巖雙連拱隧道地質(zhì)軟弱、圍巖無自穩(wěn)能力、初期支護變形大、嚴重偏壓、易塌方的情況,總結有效性的控制變形、偏壓、塌方處理的隧道施工技術,研究結果對今后類似地質(zhì)條件的隧道施工有一定的借鑒作用。研究結論:(1)淺埋偏壓軟弱圍巖雙連拱隧道施工必須根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況制定制定合理的支護參數(shù);(2)市政地質(zhì)條件差的隧道必須進行高頻率的監(jiān)控量測、根據(jù)數(shù)據(jù)指導施工;(3)合理地改變施工工序可以確保隧道安全順利的貫通;(4)抗滑樁和反壓回填可以有效解決軟弱圍巖隧道偏壓問題。

研究了雙連拱隧道施工過程中左右洞施工的相互影響、中墻的變形及其控制問題。其方法為將隧道施工工序分為20步;利用ansys程序?qū)λ淼赖膰鷰r、中墻的變形、受力變化過程進行了三維有限元仿真分析,得到了右洞開挖對左洞圍巖位移的影響范圍約為開挖面前后3b(b為單洞開挖跨度,為12m)。右洞施工時,開挖面后方的中墻產(chǎn)生整體向左的偏轉(zhuǎn),墻身中部向左側鼓出,基部右趾向上抬起。中墻側的回填有效地抑制了中墻的變形,所以施工時中墻側必須回填密實。為了控制中墻的變形,兩開挖面間距應小于2.5b～3.0b。

通過對隧道施工方案及其支護參數(shù)的概述,結合現(xiàn)場地形特點與設計要點,說明了隧道的有限元模型選取及測算結果,并論述了雙連拱隧道的施工控制要點,以確保施工各工序的安全進行。

本文結合工程實例，主要研究內(nèi)容是對軟弱圍巖雙連拱隧道的開挖和支護方法、施工管理兩個方面的施工技術進行研究。

軟弱破碎地層全淺埋大跨度大斷面雙連拱城市隧道施工難度較大,施工中應盡量避免擾動圍巖,修建中應做到不塌、不裂、不滲。如果施工工藝不良或違反了施工力學原理,可能產(chǎn)生一系列問題。所以,研究和評價隧道在全淺埋和大跨度大斷面條件下的施工控制,對不良施工導致的問題做出評價和決斷,并及時反饋到施工中,進而改造和優(yōu)化施工工藝具有重要意義。

結合某高速公路軟弱圍巖淺埋大跨度雙連拱隧道地質(zhì)條件復雜、施工難度大、技術含量高等特點,對隧道的施工技術方案、主要施工工序及施工關鍵技術進行了闡述,實踐證明,該項目按照以上施工技術進行施工,取得了良好的效果。

雙連拱隧道施工方案2007-01-2519:31 一、工程概況 （一）隧道概況 南安ⅰ號隧道位于安徽省東至縣馬坑鄉(xiāng)南安村，起訖樁號為k71+760.00～k71+956.00，全 長196m，為整體式連拱隧道，曲線短隧道。單洞建筑限界凈寬10.25m,凈高5m，進出口設 計標高分別為94.878m和98.404m，隧道最大埋深50.4m。 隧道平面線型為直線接圓曲線，曲線半徑為r=2700m(左偏)，曲線處不設超高,路面橫坡為 2%。隧道線路縱坡為+1.78%，由安慶端向景德鎮(zhèn)端上坡。隧道洞內(nèi)結構概況詳見表3-1《南 安ⅰ號隧道工程概況表》。 南安ⅰ號隧道工程概況表 表3-1 隧道形式里程樁號長度（m）圍巖級別及長度（m）明洞 ⅴiviii 整體式連 拱隧道k71+760～ k71+956196202912126

以張石高速公路二期工程岔道一號隧道為實例,對三導洞法和中導洞法兩種施工方法進行了數(shù)值模擬,分析比較了這兩種施工方法在不同施工工序下的圍巖位移場、圍巖豎向應力場以及中隔墻豎向應力的變化,從而得出了在相同支護條件下,采用三導洞方案進行岔道一號雙連拱隧道施工時,與中導洞方案相比圍巖位移值小,豎向應力和中墻所受偏壓力低,因而優(yōu)于中導洞方案.

針對廣東省廣惠高速公路小金口雙連拱隧道和四川省宜水高速公路鞋底坡雙連拱隧道2個工程,應用平面應變彈塑性模型,對雙連拱隧道施工過程彈塑性進行了深入的有限元數(shù)值分析和模擬,提出了在隧道不同施工工序中塑性區(qū)的分布形式,通過這些塑性區(qū)的分析,指出了在施工過程中的圍巖應力危險區(qū)域、圍巖支護及監(jiān)控量測的重點和難點,為施工提出了警示信息。

在扼要闡述flac-2d的基礎上,結合工程實例,以某雙連拱隧道為工程背景,借助于應用軟件flac-2d對施工過程進行了比較精確的數(shù)值分析。分析計算結果為實際施工提供了理論指導和參考。

在扼要闡述flac-2d原理的基礎上,結合工程實例,以某雙連拱隧道工程為背景,借助于應用軟件flac-2d進行了比較精確的數(shù)值分析。隧道的變形和相應的應力狀態(tài)隨著開挖的逐步進行呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。

應用線彈性平面應變和空間模型,考慮了施工中可能出現(xiàn)的各種不利因素,對雙連拱隧道三導洞法施工時,中隔墻的變形和穩(wěn)定性進行了詳細的數(shù)值模擬分析。結果表明:右洞(先開挖洞)開挖對中隔墻的影響約在開挖面前后1.5b(b為右洞開挖寬度)的范圍,左右兩洞的開挖面間距以2.5b~3.0b為宜;右洞施工時,中隔墻產(chǎn)生整體向左的偏轉(zhuǎn),墻身中部向左側鼓出,基部右趾向上抬起;同時在縱斷面方向,產(chǎn)生向左的橫向彎曲;隨著左洞施工推進,中隔墻的偏轉(zhuǎn)得到糾正,基部右趾回落,橫向彎曲逐漸恢復;在整個施工過程中,中隔墻頂部和左側的密實回填,對抑制中隔墻的變形和降低中隔墻的內(nèi)力十分有效。

針對軟弱破碎ⅱ類圍巖雙連拱隧道采用三導洞施工方法的特點,闡述了其安全施工技術要點,實際施工中,就其監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測結果進行了實時分析,為隧道安全施工提供了依據(jù),長期監(jiān)控量測結果表明,該隧道結構是安全的,達到了圍巖與支護結構體系安全與穩(wěn)定的要求,所采用的安全施工措施以及信息化施工方法對類似工程具有指導和借鑒意義.

對于淺埋偏壓連拱隧道洞口軟弱圍巖段,采用三導洞配合臺階法施工是可行的。其施工順序采用先淺埋一側隧道再深埋一側隧道。在施工過程中,中墻不會因為地表的偏壓和不對稱施工而產(chǎn)生過大變形,從而影響中墻的穩(wěn)定性。在施工中及時施作初期支護有利于控制圍巖變形,進而滿足圍巖穩(wěn)定和施工安全。當?shù)匦屋^低一側埋深較淺時,應采用人工回填土的方式來增大覆蓋層厚度,以便滿足隧道進洞的最小埋深,同時應采用管棚加固圍巖。

不同的施工方案對淺埋偏壓連拱隧道結構、圍巖的受力特征和穩(wěn)定性有不同的影響,通過采用midasgts有限元軟件對廣東省某連拱隧道施工順序進行數(shù)值模擬研究,重點研究施工方案對隧道沉降、中隔墻應力狀態(tài)、圍巖塑性區(qū)的影響。

偏壓連拱隧道不同的施工過程對襯砌、巖體的受力特征和穩(wěn)定性有著截然不同的影響,在地質(zhì)條件較差的情況下該影響更為明顯。結合安徽銅黃高速富溪隧道進口段工程項目,運用flac3d程序,對復雜地質(zhì)條件偏壓連拱隧道采用三導洞施工方法下的施工順序進行了數(shù)值模擬研究,分析了進口段隧道襯砌、圍巖和邊坡在不同導洞、主洞施工順序下的應力應變情況,通過對比,確定了先開挖左導洞的導洞開挖順序和先開挖右主洞的主洞開挖順序是較合理的。

本文結合軟弱圍巖隧道施工實際,利用數(shù)值分析軟件flac3d和數(shù)學分析軟件matlab進行圍巖參數(shù)反演計算,確定出隧道圍巖力學參數(shù)；基于反演計算得到的圍巖參數(shù)建立數(shù)值仿真模型,可預測隧道圍巖的變形和受力。

結合宜(賓)-水(富)高速公路鞋底坡雙連拱隧道工程,通過埋設量測元件對隧道結構受力的關鍵部位進行現(xiàn)場監(jiān)控測試與分析,獲得了隧道支護結構在施工偏壓條件下各施工階段的圍巖應力、錨桿軸力、中墻內(nèi)力以及隧道支護結構中的內(nèi)力變化情況。通過對比分析得出:最不利于隧道結構受力(關鍵是中墻受力)的施工工序發(fā)生在隧道由單側施工過度到雙側施工時;中墻彎矩的方向一般是由后施工洞室向先施工洞室偏轉(zhuǎn)。現(xiàn)場測試所得的數(shù)據(jù)和結論可望為同類隧道的設計、施工和研究提供有益的借鑒和參考。

桃花溝隧道為上海至武威高速公路河南境內(nèi)的一座雙向六車道大跨連拱隧道,隧道進出洞口位于淺埋、偏壓地段。該文重點闡述洞口淺埋偏壓地段回填反壓、注漿固結的地表處理方法和三導洞先墻后拱的施工方法。

由于新型大跨度隧道型式,其占地面積少,線形流暢,空間利用率高,在適應地形條件、環(huán)境保護以及工程數(shù)量上都具有優(yōu)越性,不僅方便了與洞外線路連接,也避免了洞口路基或大橋分幅。因此,在大跨淺埋偏壓雙連拱隧道施工時,應根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和施工技術水平等綜合確定,選擇適用于雙連拱隧道的開挖方法和支護措施,加強現(xiàn)場監(jiān)控量測。結合桃花溝隧實例,闡述了大跨淺埋偏壓雙連拱隧道施工技術。

文章結合工程實例,重點介紹了雙連拱隧道進口段\"偏壓、大跨、淺埋\"等施工技術難題,闡述了半明洞施工的施工方案、工藝流程以及明洞\"人工山體\"的形成等關鍵施工技術,并總結了監(jiān)控量測數(shù)據(jù)所取得的效果。