偏压软弱围岩双连拱隧道施工过程

结合工程实例,简要分析了围岩软弱地带的双连拱隧道的施工方法,对“假拟洞门”的新观念作了探讨,并对工程施工过程中可能和容易出现的质量问题提出了解决思路。

研究目的:针对某市政浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道地质软弱、围岩无自稳能力、初期支护变形大、严重偏压、易塌方的情况,总结有效性的控制变形、偏压、塌方处理的隧道施工技术,研究结果对今后类似地质条件的隧道施工有一定的借鉴作用。研究结论:(1)浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工必须根据现场地质情况制定制定合理的支护参数;(2)市政地质条件差的隧道必须进行高频率的监控量测、根据数据指导施工;(3)合理地改变施工工序可以确保隧道安全顺利的贯通;(4)抗滑桩和反压回填可以有效解决软弱围岩隧道偏压问题。

研究了双连拱隧道施工过程中左右洞施工的相互影响、中墙的变形及其控制问题。其方法为将隧道施工工序分为20步;利用ansys程序对隧道的围岩、中墙的变形、受力变化过程进行了三维有限元仿真分析,得到了右洞开挖对左洞围岩位移的影响范围约为开挖面前后3b(b为单洞开挖跨度,为12m)。右洞施工时,开挖面后方的中墙产生整体向左的偏转,墙身中部向左侧鼓出,基部右趾向上抬起。中墙侧的回填有效地抑制了中墙的变形,所以施工时中墙侧必须回填密实。为了控制中墙的变形,两开挖面间距应小于2.5b～3.0b。

通过对隧道施工方案及其支护参数的概述,结合现场地形特点与设计要点,说明了隧道的有限元模型选取及测算结果,并论述了双连拱隧道的施工控制要点,以确保施工各工序的安全进行。

本文结合工程实例，主要研究内容是对软弱围岩双连拱隧道的开挖和支护方法、施工管理两个方面的施工技术进行研究。

软弱破碎地层全浅埋大跨度大断面双连拱城市隧道施工难度较大,施工中应尽量避免扰动围岩,修建中应做到不塌、不裂、不渗。如果施工工艺不良或违反了施工力学原理,可能产生一系列问题。所以,研究和评价隧道在全浅埋和大跨度大断面条件下的施工控制,对不良施工导致的问题做出评价和决断,并及时反馈到施工中,进而改造和优化施工工艺具有重要意义。

结合某高速公路软弱围岩浅埋大跨度双连拱隧道地质条件复杂、施工难度大、技术含量高等特点,对隧道的施工技术方案、主要施工工序及施工关键技术进行了阐述,实践证明,该项目按照以上施工技术进行施工,取得了良好的效果。

双连拱隧道施工方案2007-01-2519:31 一、工程概况 （一）隧道概况 南安ⅰ号隧道位于安徽省东至县马坑乡南安村，起讫桩号为k71+760.00～k71+956.00，全 长196m，为整体式连拱隧道，曲线短隧道。单洞建筑限界净宽10.25m,净高5m，进出口设 计标高分别为94.878m和98.404m，隧道最大埋深50.4m。 隧道平面线型为直线接圆曲线，曲线半径为r=2700m(左偏)，曲线处不设超高,路面横坡为 2%。隧道线路纵坡为+1.78%，由安庆端向景德镇端上坡。隧道洞内结构概况详见表3-1《南 安ⅰ号隧道工程概况表》。 南安ⅰ号隧道工程概况表 表3-1 隧道形式里程桩号长度（m）围岩级别及长度（m）明洞 ⅴiviii 整体式连 拱隧道k71+760～ k71+956196202912126

以张石高速公路二期工程岔道一号隧道为实例,对三导洞法和中导洞法两种施工方法进行了数值模拟,分析比较了这两种施工方法在不同施工工序下的围岩位移场、围岩竖向应力场以及中隔墙竖向应力的变化,从而得出了在相同支护条件下,采用三导洞方案进行岔道一号双连拱隧道施工时,与中导洞方案相比围岩位移值小,竖向应力和中墙所受偏压力低,因而优于中导洞方案.

针对广东省广惠高速公路小金口双连拱隧道和四川省宜水高速公路鞋底坡双连拱隧道2个工程,应用平面应变弹塑性模型,对双连拱隧道施工过程弹塑性进行了深入的有限元数值分析和模拟,提出了在隧道不同施工工序中塑性区的分布形式,通过这些塑性区的分析,指出了在施工过程中的围岩应力危险区域、围岩支护及监控量测的重点和难点,为施工提出了警示信息。

在扼要阐述flac-2d的基础上,结合工程实例,以某双连拱隧道为工程背景,借助于应用软件flac-2d对施工过程进行了比较精确的数值分析。分析计算结果为实际施工提供了理论指导和参考。

在扼要阐述flac-2d原理的基础上,结合工程实例,以某双连拱隧道工程为背景,借助于应用软件flac-2d进行了比较精确的数值分析。隧道的变形和相应的应力状态随着开挖的逐步进行呈现一定的规律性。

应用线弹性平面应变和空间模型,考虑了施工中可能出现的各种不利因素,对双连拱隧道三导洞法施工时,中隔墙的变形和稳定性进行了详细的数值模拟分析。结果表明:右洞(先开挖洞)开挖对中隔墙的影响约在开挖面前后1.5b(b为右洞开挖宽度)的范围,左右两洞的开挖面间距以2.5b~3.0b为宜;右洞施工时,中隔墙产生整体向左的偏转,墙身中部向左侧鼓出,基部右趾向上抬起;同时在纵断面方向,产生向左的横向弯曲;随着左洞施工推进,中隔墙的偏转得到纠正,基部右趾回落,横向弯曲逐渐恢复;在整个施工过程中,中隔墙顶部和左侧的密实回填,对抑制中隔墙的变形和降低中隔墙的内力十分有效。

针对软弱破碎ⅱ类围岩双连拱隧道采用三导洞施工方法的特点,阐述了其安全施工技术要点,实际施工中,就其监测内容及监测结果进行了实时分析,为隧道安全施工提供了依据,长期监控量测结果表明,该隧道结构是安全的,达到了围岩与支护结构体系安全与稳定的要求,所采用的安全施工措施以及信息化施工方法对类似工程具有指导和借鉴意义.

对于浅埋偏压连拱隧道洞口软弱围岩段,采用三导洞配合台阶法施工是可行的。其施工顺序采用先浅埋一侧隧道再深埋一侧隧道。在施工过程中,中墙不会因为地表的偏压和不对称施工而产生过大变形,从而影响中墙的稳定性。在施工中及时施作初期支护有利于控制围岩变形,进而满足围岩稳定和施工安全。当地形较低一侧埋深较浅时,应采用人工回填土的方式来增大覆盖层厚度,以便满足隧道进洞的最小埋深,同时应采用管棚加固围岩。

不同的施工方案对浅埋偏压连拱隧道结构、围岩的受力特征和稳定性有不同的影响,通过采用midasgts有限元软件对广东省某连拱隧道施工顺序进行数值模拟研究,重点研究施工方案对隧道沉降、中隔墙应力状态、围岩塑性区的影响。

偏压连拱隧道不同的施工过程对衬砌、岩体的受力特征和稳定性有着截然不同的影响,在地质条件较差的情况下该影响更为明显。结合安徽铜黄高速富溪隧道进口段工程项目,运用flac3d程序,对复杂地质条件偏压连拱隧道采用三导洞施工方法下的施工顺序进行了数值模拟研究,分析了进口段隧道衬砌、围岩和边坡在不同导洞、主洞施工顺序下的应力应变情况,通过对比,确定了先开挖左导洞的导洞开挖顺序和先开挖右主洞的主洞开挖顺序是较合理的。

本文结合软弱围岩隧道施工实际,利用数值分析软件flac3d和数学分析软件matlab进行围岩参数反演计算,确定出隧道围岩力学参数；基于反演计算得到的围岩参数建立数值仿真模型,可预测隧道围岩的变形和受力。

结合宜(宾)-水(富)高速公路鞋底坡双连拱隧道工程,通过埋设量测元件对隧道结构受力的关键部位进行现场监控测试与分析,获得了隧道支护结构在施工偏压条件下各施工阶段的围岩应力、锚杆轴力、中墙内力以及隧道支护结构中的内力变化情况。通过对比分析得出:最不利于隧道结构受力(关键是中墙受力)的施工工序发生在隧道由单侧施工过度到双侧施工时;中墙弯矩的方向一般是由后施工洞室向先施工洞室偏转。现场测试所得的数据和结论可望为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。

桃花沟隧道为上海至武威高速公路河南境内的一座双向六车道大跨连拱隧道,隧道进出洞口位于浅埋、偏压地段。该文重点阐述洞口浅埋偏压地段回填反压、注浆固结的地表处理方法和三导洞先墙后拱的施工方法。

由于新型大跨度隧道型式,其占地面积少,线形流畅,空间利用率高,在适应地形条件、环境保护以及工程数量上都具有优越性,不仅方便了与洞外线路连接,也避免了洞口路基或大桥分幅。因此,在大跨浅埋偏压双连拱隧道施工时,应根据施工现场的地质条件和施工技术水平等综合确定,选择适用于双连拱隧道的开挖方法和支护措施,加强现场监控量测。结合桃花沟隧实例,阐述了大跨浅埋偏压双连拱隧道施工技术。

文章结合工程实例,重点介绍了双连拱隧道进口段\"偏压、大跨、浅埋\"等施工技术难题,阐述了半明洞施工的施工方案、工艺流程以及明洞\"人工山体\"的形成等关键施工技术,并总结了监控量测数据所取得的效果。