小断面隧道软弱围岩台阶法施工参数优化研究

为减小三台阶开挖法对隧道软弱围岩的变形影响,依托崤山隧道,通过数值模拟对三台阶开挖时的台阶长度、高度进行优化,研究分析不同台阶参数下隧道围岩变形情况及掌子面的稳定性,结果表明根据各参数对围岩变形及掌子面稳定性的影响,上中台阶高度宜取0.35H～0.4H;考虑到隧道小断面施工空间问题,上、中台阶长度宜控制在5m左右.通过隧道三台阶开挖实测变形分析,最大拱顶沉降为40.3mm,最大水平收敛为33.28mm,均控制在预留变形量之内,且支护结构的变形具有一定的规律性.     

微台阶法在高地应力软岩单线铁路隧道施工中的应用

高地应力软弱围岩具有爆破后围岩自稳性差、超欠挖难以控制、初支收敛变形大等特点,这就要求掌子面在开挖时必须做到短进尺、弱爆破,严格控制超欠挖;在开挖后立即封闭成环、勤测量,实时监测初支收敛变形情况,严格控制仰拱、二次衬砌至掌子面安全步距。微台阶法能很好的解决上述施工重难点,文章以单线铁路隧道——丽香铁路长坪隧道进口IV、V级高地应力软弱围岩条件下采用微台阶法施工为例,阐述微台阶法的施工组织、工艺方法、施工优势、注意事项等内容,为今后同类工程施工提供参考。     

公路隧道软弱围岩台阶施工方案优化研究

在公路隧道建设中,台阶法是应用最多,且最为广泛的工法。但目前在国内外,未有相关的规范明确规定该工法的施工参数,从而导致在软弱围岩开挖过程中,由于上台阶开挖高度过大或上下台阶之间的长度过长而发生掌子面坍塌、衬砌变形开裂等事故。文章根据上下台阶法的施工工序,通过数值计算Ⅳ、Ⅴ级围岩在不同开挖高度及上下台阶之间的长度对围岩变形的影响,确定出合理的台阶法施工参数,从而为施工方案制定及施工组织设计提供理论支撑,并且可为施工力学研究等方面提供参考与借鉴。     

三台阶八步开挖法在公路隧道软弱围岩施工中应用

公路隧道软弱围岩施工中,常用的施工工法有存在一定的局限性,采用即能适应复杂地质条件,又能保证隧道施工安全和提高施工质量的施工方法是工艺关键,对公路软岩隧道施工采用三台阶八步开挖法施工工序进行论述.三台阶八步开挖法包括超前小导管施工、开挖施工、初期支护施工、仰拱回填施工、衬砌混凝土施工等步骤.     

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术

以铁路隧道为背景,采用数值分析手段,并结合部分现场监测资料,对软弱围岩隧道台阶法施工过程中隧道拱脚变形特征、上台阶基底围岩失稳形态及拱脚稳定性控制技术进行分析。结果表明:(1)软弱围岩隧道施工过程拱脚沉降和水平收敛均表现突出,在实际工程中,拱脚变形控制是软弱围岩大变形控制的关键之一。(2)拱脚部位围岩屈服程度相对较高是该处施工变形显著的根本原因。在台阶法施工过程中,基底围岩的破坏形式随台阶高度的增加由拱脚局部失稳逐渐向基底整体剪切失稳过渡。(3)从对隧道拱脚及洞周变形控制效果出发,IV级围岩可采用长台阶法施工,V级围岩宜采用短台阶法施工,而VI级围岩应采用微台阶法施工。(4)从不同台阶高度条件下极限位移的计算结果可以看出,对于软弱围岩隧道,施工中在确保掌子面稳定的前提条件下,适当增加台阶高度有利于围岩的稳定。(5)扩大拱脚和临时仰拱2种工法对控制拱脚及洞周变形均有明显的效果。扩大拱脚技术适用于拱部沉降显著的工程,而临时仰拱技术则更适用于水平收敛显著的区段。     

岩石隧道三台阶三步开挖施工方法研究

采用传统施工方法开挖隧道时会面临围岩分割断面多、开挖进度缓慢、大型机械使用程度低、工作效率低、对围岩扰动多、台阶过长、初支封闭成环较晚等问题。针对上述问题,提出了三台阶三步开挖工法,通过采用左右侧对称开挖支护施工方法、缩小台阶长度、快速初支封闭成环等措施,减少了围岩暴露时间,缩短了仰拱初支成环时间,成环时间仅为8d。该工法工序简单,减少了临时支撑体系拆除工序,减轻了对围岩的扰动,有效减小了隧道围岩变形。     

软弱破碎围岩隧道开挖工法比选研究

软弱破碎围岩隧道的开挖一直是隧道工程施工的难点,其特点在于围岩开挖后变形量大,掌子面易失衡,施工过程中经常出现掉块滑塌等现象。为了进一步研究软弱破碎围岩隧道的合理开挖方法及施工过程中围岩和支护结构的应力、位移等变化,依托金家庄特长隧道工程,采用FLAC3D三维数值模拟手段分析了隧道在不同开挖方法(两台阶法、三台阶预留核心土法)下的受力及变形规律特征,研究表明:(1)开挖过程中采用三台阶预留核心土法时,围岩整体变形较两台阶法小;(2)从初支、二衬结构受力情况得出,采用两台阶法施工优于三台阶预留核心土法;(3)隧道的开挖工法应随开挖揭示的围岩的情况进行相应的调整。     

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术EI北大核心CSCD

以铁路隧道为背景,采用数值分析手段,并结合部分现场监测资料,对软弱围岩隧道台阶法施工过程中隧道拱脚变形特征、上台阶基底围岩失稳形态及拱脚稳定性控制技术进行分析。结果表明:(1)软弱围岩隧道施工过程拱脚沉降和水平收敛均表现突出,在实际工程中,拱脚变形控制是软弱围岩大变形控制的关键之一。(2)拱脚部位围岩屈服程度相对较高是该处施工变形显著的根本原因。在台阶法施工过程中,基底围岩的破坏形式随台阶高度的增加由拱脚局部失稳逐渐向基底整体剪切失稳过渡。(3)从对隧道拱脚及洞周变形控制效果出发,IV级围岩可采用长台阶法施工,V级围岩宜采用短台阶法施工,而VI级围岩应采用微台阶法施工。(4)从不同台阶高度条件下极限位移的计算结果可以看出,对于软弱围岩隧道,施工中在确保掌子面稳定的前提条件下,适当增加台阶高度有利于围岩的稳定。(5)扩大拱脚和临时仰拱2种工法对控制拱脚及洞周变形均有明显的效果。扩大拱脚技术适用于拱部沉降显著的工程,而临时仰拱技术则更适用于水平收敛显著的区段。     

微台阶精细爆破开挖工法在软弱围岩隧道中的应用

以仁新高速坪田隧道为例,针对软弱破碎围岩地段特点,选择了精细爆破技术结合微台阶开挖工法,该施工方法经过实际工程验证,可以有效提高隧道施工效率,并且控制隧道在施工时产生的不均匀沉降及收敛,减小了塌方出现的机率,为软岩隧道的顺利开挖提供了保障,满足了当前软弱围岩隧道开挖掌子面与仰拱后继工序安全步距的要求,对工程施工过程进行分析总结,为以后类似隧道工程提供了参考。     

炭质板岩富水段极软弱围岩变形控制施工技术

沪昆客专雪峰山2号隧道设计采用工法为三台阶临时仰拱法,但是在实际级软弱围岩施工中,此工法在施工过程中初期支护变形严重、初支混凝土掉块、剥落、变形量大于设计预留变形量造成二衬厚度不足。经过研究比选,在侵限段落采用工22a进行换拱处理,新开挖段落采用三台阶临时仰拱法,并增加大拱脚和加肋锁脚锚管,有效控制住了初支变形,顺利通过了该炭质板岩段落,取得了良好的经济效益和社会效益。     

木寨岭隧道软弱围岩段施工方法及数值分析

以木寨岭隧道软弱围岩段的施工为例 ,详细介绍了在I类软弱围岩条件下的隧道设计和施工技术特点 ,并对隧道采用Mohr -Coulomb等面积圆屈服准则进行了平面弹塑性有限元数值分析 ,结果得出在I类软弱围岩条件下隧道采用双侧壁导坑法施工时底板仰拱与拱周支护随掌子面开挖同时支护形成封闭的承载圈 ,可以保证围岩稳定性的主要结论     

木寨岭隧道软弱围岩段施工方法及数值分析

以木寨岭隧道软弱围岩段的施工为例，详细介绍了在Ⅰ类软弱围岩条件下的隧道设计和施工技术特点，并对隧道采用Mohr-Coulomb等面积圆屈服准则进行了平面弹塑性有限元数值分析，结果得出在Ⅰ类软弱围岩条件下隧道采用双侧壁导坑法施工时底板仰拱与拱周支护随掌子面开挖同时支护形成封闭的承载圈，可以保证围岩稳定性的主要结论。     

软弱围岩隧道施工三维有限元分析

对软弱围岩隧道施工中的力学性态进行了计算机模拟与分析.以杭新景高速公 路白炭坞隧道为实体建模,采用有限元程序对其施工全过程进行三维弹塑性分析;重点分析不同的施工方法和支护方式对控制围岩变形的作用.计算结果表明:隧道的支护方式对减少由开挖引起的扰动起着重要作用,掌子面距离支护段距离越短,引起的沉降越小;对于软弱围岩,采用台阶法开挖时,台阶的长度不宜过长,一般应在0.5倍的洞径左右.     

富水软弱泥质砂岩隧道三台阶快速施工技术

以彬县隧道工程为例,根据隧道断面尺寸、地质特性、开挖方案、机械配置,合理优化三台阶,充分发挥机械效率,有效排除水干扰,实现隧道穿越富水软弱地层的快速施工,解决富水软弱泥质砂岩下仰拱施工速度制约掌子面进度的问题,对今后类似围岩下隧道施工提供借鉴价值。     

软弱围岩隧道掌子面挤出变形特征分析

软弱围岩在隧道工程中经常遇到,它的空间大变形特征受台阶长度、台阶高度、工法及地应力水平等条件的影响。结合兰渝铁路两水隧道现场监测和数值模拟相结合的方法对软弱围岩隧道的空间变形特征进行了详细分析。研究结果表明:围岩越弱掌子面纵向挤出变形大小及变形速率越大,掌子面挤出变形受上台阶断面开挖高度和围岩级别影响较受台阶长度影响显著;在洞周先行变形中,拱顶下沉较水平收敛更加明显;初始地应力场应力水平增高,隧道掌子面挤出变形会大幅增加。研究结果可为指导隧道的施工和设计提供有效依据。     

厦门翔安海底隧道陆域段CRD法位移监测分析

 厦门翔安海底隧道陆域段为软弱地层三车道大断面浅埋暗挖隧道，主要采用交叉中隔壁(CRD)法施工，结合现场施工情况对该隧道CRD法位移监控量测结果进行研究。研究结果表明，该隧道CRD法施工监控量测判断指标应以拱顶下沉为主，水平收敛为辅；拱顶下沉通常为最后收于一稳定值的台阶状上升曲线，各分部开挖引起的拱顶下沉增量呈一定比例关系，可用于对最终拱顶下沉量的预测和控制时机参考，施工中应重点控制引起约占总下沉量一半的CRD1初期支护尽早封闭；该隧道陆域段CRD法施工中CRD1最终拱顶下沉控制标为200 mm比较合适。综合位移监测分析和现场施工经验认为，翔安隧道陆域段CRD法相邻导坑掌子面间距控制为10～15 m，每循环开挖1.0～1.5 m(极软弱地段只允许开挖0.5 m)后立即支护，导坑内台阶长度控制在6 m以内，及时封闭仰拱，对控制最终拱顶下沉和保证支护结构稳定性成效良好，对隧道后续施工控制具有很好的指导意义。     

马湾隧道初期支护开裂变形施工处理技术研究

马湾隧道穿越下元古界周进沟组石英片岩区域,浅埋、偏压、围岩破碎。设计开挖方法为三台阶临时横撑法,自DK846+241开始至DK846+295段施工过程中多次出现拱顶掉块、初支纵向裂缝和表层起鼓、剥落现象;施工方法改为三台阶法之后,裂缝仍然进一步扩展,最大宽度约10cm。本文通过理论分析及数值模拟,提出了三台阶同步施工方法,采用仰拱初支紧跟下台阶、初期支护尽早封闭成环的方法控制隧道支护变形。监测结果显示,仰拱施工完成15d后变形逐渐趋于稳定,有效地控制了裂缝发展,该方法为类似工程地质条件的隧道施工解决了难题。     

大断面黄土隧道变形控制技术及支护受力特征

本文以宝兰客专西坡隧道的现场施工为工程背景,通过现场设置试验断面进行试验量测,量测内容包括围岩压力、初支钢架内力、洞内拱顶沉降和周边收敛,来研究支护结构的受力规律,并分析三台阶临时仰拱法、合理选定开挖进尺、超前支护、拱脚变形控制和仰拱封闭距离控制等隧道变形控制技术的实施效果。最终得出,土压力最大值分别为536.k Pa和267.1k Pa,分别在左侧仰拱和右侧拱脚达到;初支钢架内力内外侧最大值为173.99MPa和16.85MPa,分别在左侧上导、右侧下导拱脚达到;围岩压力和初支钢架内力值均控制在要求范围内。拱顶最大沉降分别为110.2mm和115.1mm,周边收敛最大值分别为3.8mm和37.1mm,均控制在要求范围内,验证了西坡隧道施工变形控制技术的实施效果。拱顶沉降和周边收敛在上导开挖阶段变形速率最快,在仰拱封闭后基本趋于稳定,建议减小上导开挖进尺及台阶长度,并采取合理施工进度安排,尽量缩短上导的封闭时间。     

软弱围岩大跨隧道施工技术

结合具体工程案例,对软弱围岩大跨隧道开挖方法的选择作了简述,并对管棚、初期支护、仰拱、二次衬砌混凝土的施工工艺进行了详细介绍,指出三台阶法的开挖方式取得了较好的施工效果。     

软弱地层连拱隧道开挖错距和台阶长度研究

近年来连拱隧道的施工方法不断优化,其中3导洞法在围岩状况较差的地段能够有效减少地表沉降和隧道变形,使施工更加安全。但由于3导洞法存在着施工工序复杂、施工参数不明确和成本高等缺点,对3导洞法的研究一般多集中在结构受力、开挖方法和支护参数等方面,而其在软弱地层中主洞开挖错距和台阶长度的重要性往往被忽视。依托广东南山路连拱隧道工程,采用数值模拟的方法,对比分析了隧道拱顶沉降和拱脚水平收敛,研究了V级围岩3导洞法合理的主洞开挖错距和台阶长度。研究结果表明:1)V级围岩3导洞法合理的主洞开挖错距是2.5～3倍洞径;2)V级围岩3导洞法合理的开挖台阶长度是10 m(中台阶)。