冰水洪積碎石土地層超淺埋偏壓隧道施工開挖方案

南山隧道洞口段為淺埋殘坡積碎石土，洞口段山體為潛在滑坡體，在進(jìn)洞施工擾動(dòng)及降雨入滲作用下，極有可能引起山體滑坡，造成工程事故。通過對(duì)隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析，對(duì)隧道洞口段原有施工方案進(jìn)行論證，決定對(duì)隧道洞口段施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)首先對(duì)進(jìn)口段邊仰坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，得到在暴雨的誘發(fā)作用下可能向臨空面產(chǎn)生工程滑坡的結(jié)論；進(jìn)而采用加長(zhǎng)套拱填土反壓法對(duì)洞口邊仰坡潛在滑坡體進(jìn)行優(yōu)化治理；最后采用三臺(tái)階七步法代替cd法，并通過三維數(shù)值模擬對(duì)比分析，驗(yàn)證三臺(tái)階七步法的合理性，在確保安全的前提下，提高了施工效率。

在山嶺高速公路工程中，隧道工程是比較復(fù)雜也是必要的組成部分，在隧道施工過程中，意外事件時(shí)有發(fā)生，而之所以出現(xiàn)這樣的事件，主要是因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)管控不到位。以武深高速南山隧道為例，對(duì)其淺埋洞口施工過程中的主要風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理和控制措施，保證施工安全。

第三節(jié)隧道施工開挖方法 一、隧道施工開挖一股規(guī)定 按新奧法施工時(shí),應(yīng)根據(jù)隧道工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、機(jī)械設(shè)備等條 件,采用盡量少擾動(dòng)圍巖的開挖方法。 1．隧道施工開挖方法 開挖方法有:鉆爆開挖法,機(jī)械開挖法,人工和機(jī)械混合開挖法等三種。 2.隧道施工開挖方法的選用 應(yīng)根據(jù)隧道地質(zhì)條件、環(huán)境情況、機(jī)械設(shè)備、安全要求等綜合考慮進(jìn)行 選用,并與支護(hù)襯砌施工相協(xié)調(diào)。 鉆爆法——可用于各類巖層中,是隧道施工開挖中采用最普通的方法。 當(dāng)用鉆爆法開挖坑道時(shí),應(yīng)采用光面爆破,預(yù)裂爆破技術(shù),能使開挖輪廓 線符合設(shè)計(jì)要求、超欠挖量少,并能減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞等。 機(jī)械開挖法———般適用于軟弱破碎圍巖,在全斷面一次開挖法中宜采 用大型機(jī)械掘進(jìn)，在分部開挖法中多選用小功率、小尺寸的小型挖掘機(jī) 或單壁掘進(jìn)機(jī),它具有耗能較少,靈活性大,生產(chǎn)效益較高等優(yōu)點(diǎn)。 二、鉆爆法開挖設(shè)計(jì) 采用鉆爆

本文通過對(duì)南翔西路下穿隧道的施工開挖方案和工序上進(jìn)行了比選。針對(duì)隧道最大開挖跨徑達(dá)17．5m的特點(diǎn)，為減小跨徑和減少沉降提出采用三跨開挖的直墻式中隔墻三導(dǎo)洞開挖方案，采用midas—gts軟件對(duì)開挖過程進(jìn)行二維數(shù)值模擬，得出從安全系數(shù)、地表及拱頂沉降控制來看，超淺埋大跨隧道開挖方案采用側(cè)洞法施工優(yōu)于中洞法。

西藏扎墨公路嘎隆拉隧道所處地域地質(zhì)條件復(fù)雜,受地質(zhì)構(gòu)造的影響,隧道口地層節(jié)理裂隙特別發(fā)育、巖石強(qiáng)度低,圍巖自穩(wěn)能力差,給隧道的施工安全帶來很大影響。通過數(shù)值仿真研究破碎地層采用全斷面、臺(tái)階法和cd法施工時(shí)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,提出適合嘎隆拉隧道破碎圍巖地層特點(diǎn)的三臺(tái)階開挖法。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用三維數(shù)值仿真計(jì)算嘎隆拉隧道三臺(tái)階法開挖過程中的圍巖穩(wěn)定性,研究隧道開挖時(shí)圍巖和襯砌的受力變形情況。研究成果為該隧道施工和同類工程建設(shè)提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

以回頭溝隧道工程洞口段為例,針對(duì)偏壓隧道常用施工方法,對(duì)臺(tái)階法、環(huán)形開挖留核心土法、crd法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法等開挖方法進(jìn)行模擬分析,從控制圍巖變形以及圍巖塑性區(qū)范圍,減小圍巖應(yīng)力集中方面分析,單側(cè)壁導(dǎo)坑法優(yōu)于其他三種方法,但結(jié)合隧道工程條件,從施工工序,施工工期方面分析,在實(shí)際施工時(shí)可以采用臺(tái)階法進(jìn)行開挖。

結(jié)合永吉高速毛坪隧道淺埋偏壓段下穿高壓線塔工程實(shí)例,提出環(huán)形開挖預(yù)留核心土加鋼管樁施工工法。借助于flac3d有限差分軟件對(duì)開挖方案進(jìn)行施工過程模擬,分析隧道關(guān)鍵位置的受力與變形特性,并與傳統(tǒng)環(huán)形開挖預(yù)留核心土法和crd法進(jìn)行對(duì)比,取得合理施工工法。然后針對(duì)偏壓特性,對(duì)深淺埋側(cè)的開挖順序進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:(1)crd法在施工前期效果較好,但整體效果不如環(huán)形開挖預(yù)留核心土法;(2)施加鋼管樁對(duì)控制圍巖變形,減小圍巖應(yīng)力方面效果突出;(3)先施工淺埋側(cè)比先施工深埋側(cè)相對(duì)偏于安全;(4)深埋側(cè)整體應(yīng)力值明顯大于淺埋側(cè)的,隧道存在整體側(cè)移的趨勢(shì)。

伴隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,層狀圍巖淺埋隧道在交通工程建設(shè)領(lǐng)域中越來越頻繁地出現(xiàn),而圍巖穩(wěn)定性對(duì)于淺埋隧道的施工尤為重要。以某隧道為例,利用數(shù)值模擬的方法研究不同開挖方法對(duì)淺埋隧道層狀圍巖力學(xué)特征的影響,從而合理地選擇開挖方法指導(dǎo)層狀圍巖淺埋隧道的施工。

近幾年時(shí)間以來,施工監(jiān)理工作在我國(guó)建筑領(lǐng)域獲得了較為廣泛的關(guān)注,推動(dòng)施工企業(yè)迅速走上可持續(xù)發(fā)展道路。本文針對(duì)淺埋偏壓水沖隧道的施工監(jiān)理工作進(jìn)行簡(jiǎn)單論述,探討獲得理想隧道建設(shè)質(zhì)量的有效措施。

東北隧道圍巖大部分為粘性土,局部見砂層,部分地段含水量較高,圍巖呈軟可塑狀態(tài),自穩(wěn)能力差。針對(duì)此特點(diǎn),通過模型試驗(yàn)、室內(nèi)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試,系統(tǒng)研究比較了幾種典型大斷面隧道施工方案,選取了適合嚴(yán)寒地區(qū)大斷面軟塑粘土隧道施工的方法,并通過施工實(shí)踐對(duì)隧道施工技術(shù)、施工工藝進(jìn)行了深入研究和探討,總結(jié)了一套嚴(yán)寒地區(qū)大斷面淺埋軟塑粘土隧道快速安全的施工技術(shù)。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鐵路建設(shè)速度和運(yùn)營(yíng)速度也不斷的加快，因此隧道工程的數(shù)量也越來越多。人們生活水平的提高，對(duì)隧道施工提出了更高的要求，由于隧道在施工的過程中會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，從而導(dǎo)致在施工過程中質(zhì)量難以控制。淺埋偏壓水沖作為隧道洞口施工常見的問題，對(duì)隧道施工的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。為了能夠從根本上避免淺埋偏壓水沖隧道施工中，由于施工監(jiān)理工作的失誤而導(dǎo)致塌方事故，相關(guān)的施工單位就必須要重視隧道施工的監(jiān)理工作。本文針對(duì)淺埋偏壓水沖隧道施工監(jiān)理進(jìn)行了研究，通過工程案例分析，提出了可行性的監(jiān)理措施，從而推動(dòng)施工企業(yè)向可持續(xù)發(fā)展道路發(fā)展。

文章應(yīng)用非線性彈塑性模型,對(duì)層狀土地層中淺埋隧道全斷面開挖過程進(jìn)行了三維有限元分析。模擬了開挖面空間效應(yīng),獲得了距開挖面不同距離處的位移釋放系數(shù)。并利用“虛擬支撐力”法進(jìn)行了隧道開挖卸荷的有限元模擬計(jì)算,確定了襯砌的合理安裝位置,說明了層狀土淺埋隧道開挖中利用開挖面空間效應(yīng)的必要性。

文章針對(duì)甘肅省獨(dú)特的地理位置和地質(zhì)條件,根據(jù)某高速公路隧道洞口及洞身淺埋偏壓濕陷性黃土段施工實(shí)例,總結(jié)了淺埋偏壓濕陷性黃土隧道開挖支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)、圍巖變形控制措施及施工注意事項(xiàng),為同類工程積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

在道路建設(shè)中很容易出現(xiàn)一系列隧道方面的問題,往往需要采取有效的支護(hù)措施來增強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)能力,促進(jìn)施工的順利進(jìn)行,目前國(guó)內(nèi)外廣泛運(yùn)用的技術(shù)手段是隧道施工中的淺埋偏壓施工技術(shù),文章主要介紹了淺埋偏壓隧道施工技術(shù)思路及隧道洞口施工常用的輔助工法,并對(duì)淺埋偏壓隧道具體施工技術(shù)進(jìn)行了分析.

淺埋偏壓隧道在地質(zhì)和地形上往往具有非對(duì)稱性,使得圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)這一重要的賦存條件與常規(guī)隧道相比有著顯著的不同.在施工過程中,不斷的開挖和支護(hù)不僅導(dǎo)致圍巖邊界條件在不斷地改變,也使得圍巖在隧道施工過程中的力學(xué)響應(yīng)極其復(fù)雜.在淺埋偏壓隧道進(jìn)洞施工過程中,常因施工處理不當(dāng)而導(dǎo)致洞內(nèi)塌方冒頂、洞外邊仰坡滑塌等事故屢有發(fā)生.因此,隧道進(jìn)口淺埋偏壓隧道施工技術(shù)一直是學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一.

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展,建筑工程的作用愈發(fā)廣泛,但是建筑工程在實(shí)際建設(shè)中也遇到了很多難題.在對(duì)隧道進(jìn)行修建時(shí),隧道的偏壓就是一種經(jīng)常遇到的不良現(xiàn)象.對(duì)這一現(xiàn)象的處理,關(guān)系到隧道工程的質(zhì)量.如果處理不當(dāng),就會(huì)使隧道的工期延長(zhǎng),帶來嚴(yán)重的損失,還可能會(huì)產(chǎn)生次生病害等問題.本文主要對(duì)隧道的偏壓?jiǎn)栴}進(jìn)行了詳細(xì)的研究,對(duì)施工中的問題和具體解決的措施進(jìn)行了研究.以便使淺埋偏壓破碎圍巖隧道施工的水平和質(zhì)量得到提高,為相關(guān)工程的發(fā)展提供借鑒.

運(yùn)用有限元數(shù)值方法對(duì)淺埋、偏壓隧道的開挖施工方案進(jìn)行了數(shù)值仿真研究,對(duì)比研究了兩種不同開挖條件下圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與變形規(guī)律的差異,對(duì)施工過程中可能產(chǎn)生的變形效應(yīng)對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響展開了深入探討,給出了既符合隧道設(shè)計(jì)規(guī)范、又滿足穩(wěn)定性要求的施工方案;研究結(jié)果可以為淺埋、偏壓條件下的隧道設(shè)計(jì)、施工提供有意義的參考。

如今國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，公路鐵路里程一再刷新，為了減少民用土地的占用以及路線地形的限制，隧道工程不斷發(fā)展，隧道施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，隧道施工的技術(shù)難點(diǎn)正在一個(gè)個(gè)被攻破，本文根據(jù)安徽黃山至塔嶺和小賀至桃林高速公路隧道的施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)淺埋偏壓破碎圍巖隧道的施工工法進(jìn)行總結(jié)和探析。

為了優(yōu)化淺埋偏壓連拱隧道施工工序,依托四川省某淺埋偏壓公路連拱隧道工程,利用ansys建立了該隧道某代表性淺埋偏壓斷面的二維平面應(yīng)變模型,模擬了隧道按照設(shè)計(jì)的8種中洞法施工工序施工的動(dòng)態(tài)力學(xué)效應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn):分臺(tái)階法施工的拱頂沉降、圍巖最大壓力和支護(hù)結(jié)構(gòu)最大壓應(yīng)力均小于全斷面法施工,并且先開挖較淺埋側(cè)隧道的圍巖最大壓應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)最大壓應(yīng)力均較先開挖較深埋側(cè)隧道的小,此外,分臺(tái)階法施工在縮短工期和節(jié)約成本方面更優(yōu)于全斷面法施工。因此,本隧道工程采用中洞法先進(jìn)右洞分臺(tái)階法施工,取得了較好的施工效果。

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利用flac3d軟件建立淺埋偏壓?jiǎn)喂八淼烙?jì)算模型,模擬了圍巖在不同施工階段的變化情況。得到了圍巖在不同施工階段的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)以及塑性區(qū)的分布規(guī)律,并與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析,得出了一些可靠的結(jié)論,為類似工程采取合理有效的設(shè)計(jì)方案和安全可靠的施工措施提供參考依據(jù)。

大斷面淺埋偏壓隧道洞口段施工困難,風(fēng)險(xiǎn)高;且受洞口復(fù)雜地質(zhì)條件和施工空間效應(yīng)影響,隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和受力特性復(fù)雜,施工控制難度高.針對(duì)在建的寶蘭客專小墁坪隧道出口淺埋偏壓段的施工穩(wěn)定性問題,采用數(shù)值模擬試驗(yàn)分析方法,研究了三臺(tái)階+臨時(shí)橫撐施工中不同上、中、下臺(tái)階錯(cuò)開距離時(shí)隧道的施工動(dòng)態(tài)特性,分析了不同錯(cuò)開距離時(shí)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和受力特點(diǎn);基于數(shù)值模擬試驗(yàn)確定了大斷面偏壓隧道洞口段的施工方案,跟蹤隧道施工進(jìn)行的變形監(jiān)測(cè)驗(yàn)證了推薦的三臺(tái)階+臨時(shí)橫撐施工中上臺(tái)階與中臺(tái)階錯(cuò)開5m,中臺(tái)階與下臺(tái)階錯(cuò)開10～15m(即1倍洞徑)距離的施工參數(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、可行,保證了隧道施工的安全,也為同類隧道工程的建設(shè)提供有益的借鑒和指導(dǎo).