软弱地层的大断面双连拱隧道设计与施工方案优化研究

为研究一种新的连拱隧道施工方法---无中墙单洞法在软弱围岩地层中的可行性和适用性,依托平文高速土基冲连拱隧道工程,采用数值模拟方法在施工力学性能方面对无中墙单洞法和传统的三导洞法进行比选分析,并通过现场监控量测结果验证工法的可行性和安全性。研究结果表明: 1)在支护结构受力性能方面,由于无中墙单洞法临时支护结构较少,结构处理圆顺,能更有效地减少应力集中现象; 2)在结构设计方面,由于无中墙单洞法取消了中隔墙结构,使得施工难度降低; 3)在施工工法方面,采用三台阶法分别对先行、后行隧道进行单洞施工,增加了作业空间,提高了施工组织效率; 4)综合考虑施工力学与工期进度的影响可知,无中墙单洞法适用性较好,可为类似地层条件下双连拱隧道的设计和施工提供参考。     

当家湾双连拱隧道施工中隔墙数值模拟分析

在连拱隧道施工中,中隔墙至关重要。中隔墙上方作用荷载大小,不仅关系着连拱隧道在施工期间结构的安全,还直接影响工程造价以及隧道建成后衬砌结构的长期安全性。文中以十漫高速公路当家湾双连拱隧道为工程背景,采用有限差分软件FLAC^3D,对双连拱隧道三导洞法各主要施工阶段中隔墙的应力和变形进行分析,研究中隔墙的稳定性。     

公路双连拱隧道开挖方法的数值模拟研究

应用有限元数值方法,对双连拱隧道的三导洞法、中导正洞台阶法和中导正洞全断面法3种开挖方法,分别进行了施工数值模拟,给出了这3种开挖方法施工过程中围岩和支护结构的应力和变形规律.经过比较分析后,认为三导洞法是Ⅱ级围岩中修建连拱隧道的较好开挖方法.     

无中导连拱隧道后行洞开挖技术总结

在隧道结构形式中,无中导洞连拱隧道继承了传统连拱隧道的所有优点,同时具有占地少、保护自然环境、线形流畅等优点,较好的克服了传统连拱隧道的一些缺点。此外,无中导连拱隧道工序简单,工期短,成本低,在隧道设计施工中被广泛采用。连拱隧道施工中后行洞施工是整个隧道施工的重点、难点。华丽高速石格拉2号隧道在后行洞施工中采用三台阶法结合分块爆破的工艺,保证了隧道施工质量。     

浅埋偏压黄土连拱隧道施工方案有限元数值模拟

双连拱公路隧道在平面线路、洞口位置的选择上较分离式隧道自由度大,在一些中短隧道建设中,往往采用双连拱隧道结构形式。结合山西省离石黄土连拱公路隧道,进行黄土连拱隧道的关键施工力学问题研究:正洞上下台阶法与侧壁导洞法施工方案比较研究;先左洞(靠山一侧)施工方案和先右洞施工方案的对比。计算结果表明对于偏压黄土连拱隧道应采用先开挖靠山一侧的侧壁导洞法进行施工。     

中导洞-核心土工艺施工三车道公路连拱隧道成功探索

在Ⅴ级围岩条件下采用中导洞-核心土工艺代替“三导洞”先墙后拱工艺,开挖三车道公路连拱隧道获得成功,条件是按原“三导洞”先墙后拱法设计的支护参数基本不变,隧道侧墙底围岩较好,接近Ⅳ级。这一成功探索对三车道公路连拱隧道的设计与施工,具有一定的指导和借鉴意义。     

分岔隧道施工三维数值仿真模拟研究

分岔隧道是一种新的隧道建设型式,它一般由四车道大拱隧道或连拱隧道逐渐过渡到上下行分离式双洞隧道,因此它同时具备标准间距的分离隧道、小净距隧道、连拱隧道以及四车道大拱隧道等多种结构型式隧道的特点.结构型式一般分为大跨衬砌段、双连拱衬砌段、加强衬砌段和一般衬砌段4种断面型式.作为一种新的隧道建设型式,目前国内尚不多见,缺乏可供参考的设计、施工经验.由于分岔隧道型式的特殊性和复杂性,施工难度和风险均较大,因此,研究施工围岩的稳定性有着非常重要的意义.本文基于连续介质模型,通过大型有限元软件ABAQUS,主要对施工过程进行数值仿真模拟,着重分析研究大拱与连拱过渡段和连拱以及小净距过渡段施工过程中的围岩变形和破坏特性,并得出结论,为设计施工提供参考依据.     

大中山双连拱隧道群二衬开裂成因及处治技术研究

在山区高速公路中,由于分离式隧道常受到特殊地质及地形条件、线桥隧衔接方式等因素的限制,因此会设计为连拱隧道。连拱隧道多处于围岩地质条件差且复杂多变的浅埋地段,隧道进出口段属于偏压隧道。由于连拱隧道施工工序繁多,开挖和支护相互交错,中墙顶部的围岩多次受到应力重分布的扰动,且由于支护衬砌与中墙非同步施工,因此施工中易出现开裂问题。文中依托云南石红高速公路大中山隧道群工程,对偏压地形双连拱隧道先行洞二衬开裂原因进行分析,并提出裂缝加固处治措施。观测结果表明,处治效果良好。     

福州机场高速公路金鸡山隧道开建

金鸡山隧道位于福州长乐机场高速公路上,该隧道全长虽仅295m,却为双向8车道连拱隧道,单洞净跨为18．198m,开挖总跨度达41．498m,行车时速lOOkm,已于近期开建。工期为20个月,是我国国内开挖跨径最大的高速公路双连拱隧道。施工采用双侧壁导坑法开挖,中导洞先行,即先开挖中隔墙,并以此为支撑点再进行隧道左右洞开挖。在该隧道两侧10m远处还要建设两条双车道的福州市三环路辅道     

吴家庄双连拱隧道中导洞法施工技术

结合宛坪(南阳-西坪)高速公路吴家庄双向六车道大跨连拱隧道的工程实践,在过去成熟的双连拱隧道工法基础上,对传统的三导洞修建双连拱隧道施工工法进行了优化,在洞身Ⅳ级围岩地段取消侧导洞,采用中导洞法,正洞采用分部开挖法,节约了临时支护投入,简化了施工工序,在保证施工安全的前提下,加快了施工进度,可为类似工程的设计和施工提供借鉴。     

浅埋大断面大跨度连拱隧道施工变形现场监测试验研究

结合浅埋大断面大跨度隧道工程实践,对浅埋大断面大跨度连拱隧道施工变形进行现场监测试验,分析隧道施工全过程及在不同开挖工序下的施工变形特点。研究结果表明：1)左、右洞上台阶开挖引起先行隧道变形较大,引起的后行左洞变形较其它工序要大;2)后行隧道施工对先行隧道变形影响较大;3)右洞上台阶开挖对右洞变形的纵向影响范围为隧道跨度的1/4,右洞下台阶及左洞上台阶开挖对右洞变形影响范围为隧道跨度的1/3,左洞上台阶开挖对左洞变形影响范围为隧道跨度的1/3;4)对于浅埋大断面大跨度连拱隧道,应及早施作二次衬砌,以控制隧道变形。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

白果坝双连拱隧道施工关键技术

本文结合湖北沪蓉西高速公路恩施至利川段X10标段白果坝1#双连拱隧道的施工,总结出曲中墙型双连拱隧道施工中应特别注意的关键施工技术,以及如何安全转换主洞开挖过程中中隔墙的受力体系、解决浅埋偏压段下沉和渗漏水问题。     

大跨分岔式隧道结构设计关键技术研究

以深圳市东部过境高速公路莲塘隧道为工程背景,对大跨分岔式隧道结构设计中的关键技术进行研究。通过有限元计算,对＂2＋2车道＂和＂2＋3车道＂分岔的断面形式,连拱段结构设置的必要性,钢支撑的选型以及系统锚杆的布设方案进行分析和对比。主要结论：1）在满足交通功能的前提下,应尽量选取＂2＋2车道＂的设计形式;2）小净距段隧道受力状态及施工工法前后转换方面均较连拱段有优势,建议取消连拱段;3）大跨分岔式隧道分岔部一般设置在隧道工程地质较好地段,以方便大跨分岔结构的实施,如莲塘隧道将分岔部设置在Ⅲ级围岩段,而对于开挖跨度接近30m的大跨段,初期支护一般应设置钢格栅,此时应优先选用＂钢筋格栅＋喷锚＂的初期支护形式;4）莲塘隧道分岔部位于Ⅲ级围岩段,系统锚杆设计长度以5 m为宜,应于拱部、侧墙均匀布设。     

偏压连拱隧道围岩变形的现场监测与分析研究

结合宜(宾)水(富)高速公路鞋底坡双连拱隧道施工过程,通过对偏压连拱隧道的围岩变形进行现场监测与分析,获得了隧道围岩在地层偏压条件下。各施工阶段的地表沉降、拱顶下沉和水平收敛情况,有效地控制了隧道围岩变形。通过对量测结果的对比、分析得出：在偏压连拱隧道施工过程中,隧道初期支护变形整体由左洞向右洞方向偏移;对隧道围岩变形影响最大的工序发生在隧道旌工由单侧过渡到双侧施工时。在施工过程中偏压连拱隧道的现场测试与分析,不仅为隧道的支护体系设计优化提供依据,而且还可以指导隧道现场施工,所得的数据和结论可为同类隧道的设计,施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

独立隧道、小净距隧道和连拱隧道结构受力独立性研究

 独立隧道、小净距隧道和连拱隧道三种隧道设计与施工都要遵循“基本维持围岩原始状态”和“能量最小原理”。只要结构设计合理、科学组织施工，即可基本保持小净距隧道和连拱隧道洞体受力的独立性。连拱隧道优化断面衬砌压力和内力分布基本对称，与分离隧道相接近，是一种合理的连拱隧道构筑方法。     

高速公路分岔隧道施工过程稳定性分析与监测研究

分岔隧道连拱段至小净距段的过渡处,中墙由钢筋混凝土变为原岩,施工过程十分复杂。采用三维数值方法和施工现场监测相结合的方法研究了分岔隧道施工过程中的稳定性,数值模拟了无支护开挖和施加锚喷、二次衬砌支护后隧道的受力及稳定性。计算结果表明,支护后稳定性显著增强,与现场监测结果对比一致,隧道整体稳定性较好,但是中墙产生较大的应力集中,靠近连拱段的小净距段稳定性较差;锚喷、衬砌支护对于减缓围岩应力集中程度,减少塑性区、降低位移量有明显效果。最后在保证隧道安全的基础上提出了隧道支护的优化措施。     

现场监控量测在上坡连拱隧道施工中的应用

针对铜陵至黄山高速公路铜汤段上坡双连拱隧道现场监控量测过程中碰到的一些问题,诸如地质条件差、埋深浅、跨度大,提出适合于上坡连拱隧道特点的监控量测内容,以及相应的量测要求,为隧道的施工安全和施工质量提供保证。     

东方红-WZJ300挖装机的研究

隧道开挖多采用钻爆法,可以分段开挖,加快工程进度,与全断面法（使用TBM时）相比施工成本低。钻爆法出渣作业中需要使用高效的挖装机。通过对隧道挖装机双动力的匹配技术、工作装置的有限元分析技术、负荷传感液压系统技术、电控风扇冷却系统技术、电控系统技术等进行研究,完成样机试制,经工业性使用试验,表明产品达到了国内领先水平。     

仰坡连拱隧道施工力学特性及控制技术研究

以沪昆高速贵阳至清镇段的灯草塘连拱隧道为背景，建立FLAC3D数值分析模型，研究了复杂地质条件下大跨度双连拱隧道施工过程中隧道洞口段隧道-仰坡体系应力应变变化规律，并分析了锚索对仰坡体的滑动作用与效果。结果表明:隧道三导洞开挖各阶段对中墙应力大小及分布规律有很大影响，隧道开挖完后，应力集中部位主要在中墙的腰部和底部位置，滑动面附近的坡体产生了较大面积的塑性区；锚索的施加，对坡体和围岩的应力重分布产生了一定的影响，有效减少了坡体塑性区的面积，降低了塑性区贯通。根据研究结果，提出控制隧道施工过程中进口段隧道仰     

南岛河隧道施工的动态模拟

利用ANSYS软件建立平面弹塑性模型及三维线弹性模型对南岛河双连拱隧道的施工过程进行模拟,分析了围岩和支护结构的受力与变形变化规律,并分析了双连拱隧道施工过程中开挖面的空间变化规律、左右洞施工的相互影响关系以及中隔墙的变形和稳定性,为软岩双连拱隧道的设计与施工提供依据。