大型跨海隧道修建关键技术张顶立

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国家高技术研究发展计划863计划-国家科技部

国家高技术研究发展计划863计划-国家科技部
交通参与者行为模式和干预技术
清华大学
姚丹亚
9
2006AA11Z209
基于交通流特性的动态交通小区智能划分技术
上海交通大学
徐丽群
10
2006AA11Z210
城市交通控制与诱导一体化协调管理的核心技术研究
天津大学
马寿峰
11
2006AA11Z211
交通控制协调交互技术
华南理工大学
徐建闽
12
2006AA11Z212
黄晓明
11
2006AA11Z111
大型航空港设计布局研究
同济大学
谈至明
12
2006AA11Z112
智能道路系统信息结构及环境感知与重构技术研究
交通部公路科学研究所
李斌
13
2006AA11Z113
微波视频融合交通流分类检测器
清华大学
王希勤
14
2006AA11Z114
基于车路协调的道路智能标识与感知技术研究
16
2006AA11Z216
车辆道路安全信息感知增强及危险预警系统
中国汽车技术研究中心
龚进峰
17
2006AA11Z217
智能环境友好型车辆新概念系统技术
清华大学
李克强
18
2006AA11Z218
大载重浮升式民用运输飞机技术研究
西北工业大学
宋笔锋
19
2006AA11Z219
翼身融合客机布局方案研究
北京航空航天大学
交通部公路科学研究所
王春燕
15
灾害信息采集和融合
交通部公路科学研究所
鲍枫
16
2006AA11Z116
大型跨江海隧道结构力学特征及整体化设计方法研究

隧道断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究

隧道断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究
健[8] 针对齐岳山隧道断层采用循环注浆堵水措施ꎬ研究了注
浆后不同尺寸掌子面在高压富水条件下的整体稳定性ꎮ
目前ꎬ国内外对注浆扩散机理的研究取得了较大进展ꎬ
但在注浆加固计算方法与注浆效果评价标准等方面还需进
一步研究和完善ꎮ 通过对某隧道断层破碎带进行注浆加固

method of full section excavation is more suitable for this project.
隧道断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究
王文章
( 河南理工大学土木工程学院ꎬ河南 焦作 454000)
摘 要:山岭隧道穿越岩性复杂、节理发育的断层破碎带ꎬ为维护断层破碎带地段围岩的稳定性ꎬ降低隧道施工引起的坍塌失稳风
险ꎬ常采用超前帷幕注浆对隧道断层破碎带进行加固ꎮ 根据超前地质钻探探明了断层破碎带的规模ꎬ进行了注浆设计ꎬ采用数值
第 46 卷 第 2 期
20 2 0 年1 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 46 No. 2
Jan. 2020
121
文章编号:1009 ̄6825(2020)02 ̄0121 ̄04
Ding Guang1 Yang Wenlong2 Zhen Shangwei2
(1. Construction Department of China Railway Shenyang Bureau Group Co. ꎬ Ltd. ꎬ Shenyang 110001ꎬ Chinaꎻ
2. The Second Engineering Co. Ltd of China Railway Seventh Groupꎬ Shenyang 110000ꎬ China)

胶州湾海底隧道钻爆法施工关键技术创新

胶州湾海底隧道钻爆法施工关键技术创新

胶州湾海底隧道钻爆法施工关键技术创新
卿三惠;谢文清;辜文凯;黄世红
【期刊名称】《铁道工程学报》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】海底隧道施工安全风险大,如果施工措施不当,可能导致灾难性后果,甚至威胁工程建设的成败.结合胶州湾海底隧道建设开展钻爆法施工关键技术研究,确保隧道施工安全.研究结论:采用理论分析、数值模拟、现场试验、监控量测、超前地质预报等手段,对海底隧道施工风险管理、断层破碎带施工、浅埋交汇大跨及小净距洞室施工、交叉群洞施工、钻爆法快速施工等关键技术进行了深入研究.构建了施工风险管理信息系统,开发了双通道注浆器和破碎岩体(断层破碎带)无止浆墙快速帷幕注浆新工艺,优化了平面交汇洞室及立体交叉群洞施工方法,总结形成了钻爆法快速施工成套技术,推动了我国海域隧道施工技术进步.
【总页数】7页(P63-69)
【作者】卿三惠;谢文清;辜文凯;黄世红
【作者单位】中铁二局股份有限公司,成都610031;中铁二局股份有限公司,成都610031;中铁二局股份有限公司,成都610031;中铁二局股份有限公司,成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】U455
【相关文献】
1.采用钻爆法修建海底隧道施工技术 [J], 董贤顺
2.钻爆法海底隧道软弱破碎地层注浆加固堵水技术浅析 [J], 李沿宗;李治国;王全胜;焦雷
3.大型海底隧道钻爆法修建关键技术 [J], 张顶立;房倩;陈铁林
4.海底隧道钻爆法与盾构法交接技术及应用 [J], 杜宝义;宋超业;贺维国;李凯
5.复杂环境条件下海底隧道大断面钻爆法安全管控综合施工技术 [J], 孙磊
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偏心荷载作用下明挖隧道缩尺模型测试研究

偏心荷载作用下明挖隧道缩尺模型测试研究
度 1m 1作 环境 温度 1% 一10 , m, 二 0 0 % 不考虑 温度补偿 。传 感器在拱顶 ( ,S ) 肩部 ( S , ,S ) S , , S , S , 的位置 以及弹性 线 ( 。S , S , 都对称 于 隧道 衬砌 的 中轴线 , 图 6 S , :S , S ) 如
图 9 堤 坝坡 面 角度 变化 模 型
道 踯
测试 得 到 的 土 压 力 、 向位 移 、 砌 应 变 等 如 图 t 径 衬 0所
\摸 趟边
示。图 l ( ) O a 清楚表明曲线 梯度连续增加 , 同时在 2 。 0 5 一3 。
之 间呈 现 急 剧 变 化 。 最 大 土 压 力 值 出 现 在 隧 道 衬 砌 的左 肩
[ ] 孙 钧, 4 侯学渊. 地下结构( 、 ) M] 北京 : 上 下 [ . 科学出版社 ,97 1 8 [ ] 彭振斌 . 5 注浆工 程设计计 算与施 工 [ . 京 : M] 北 中国地质大学
出 版社 ,9 6 19


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( 上接 第 14页) 1
安装 在二 维模 型框架 ; 2 模 型基础通过 淋降法保 持相对密 : () 度 8% , 5 并要求模型单元顶部砂土保持 9 l 高度 ;3 在完 0CI T () 成模型基础之后 , 通过空气压缩设备对模型单 元顶 部施加上 覆水平压力以模拟模型基 础上覆 回填 土施 E过程 ;4 在这 ()

外部压应变增加 , 向沿隧道 衬砌 内部切 向方 向, 方 同时 在隧 道右肩部的外 部应 拉应 变增加 , 向沿衬砌 外部切 向方 向 , 方
并与径向位移有相 同的发展趋势 。

厦门翔安海底隧道不良地质段施工地层变形规律研究

厦门翔安海底隧道不良地质段施工地层变形规律研究

厦门翔安海底隧道不良地质段施工地层变形规律研究付贤伦【摘要】结合厦门翔安海底隧道不良地质段施工,在陆域段地层进行地层变形的现场监测,总结不同隧道开挖方式影响下地层的变形及其传递规律,从而为海域不良地质段地层变形控制方案的制定提供依据.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】6页(P89-94)【关键词】海底隧道;地表裂缝;地层分层沉降;水平位移【作者】付贤伦【作者单位】中铁二十二局集团有限公司,北京,100043【正文语种】中文【中图分类】U456.31 引言海底隧道施工最终必然引起海床面的沉降和变形,严重时会造成海床开裂进而诱发突水,因此,控制海床面的沉降是隧道安全施工的重要措施。

海床面的沉降值通常难以直接监测,而是通过隧道周围地层变形的监测间接反映海床面的完整性,由此实现对地层开裂和突水的控制。

为此在陆域段地层进行地层变形的现场监测,旨在摸清在不同隧道开挖方式影响下地层的变形及其传递规律,为海域不良地质段地层变形控制方案的制定提供依据。

厦门海底隧道陆域段施工中出现了地层大变形、围岩压力大及地层界面渗漏水严重、施工难度大、施工速度慢等实际问题,这些问题的解决很大程度上要依赖于对现场监测数据的分析。

因此,对海底隧道不良地质段进行地层变形的跟踪量测,并对量测结果进行分析,为海底隧道安全施工提供技术保障。

2 现场监测2.1 地层变形监测布置监测区隧道埋深17~20 m,主要为全强风化花岗岩,地层含水量大,渗透性差,土体自稳能力差。

右线采用双侧壁导坑法,左线采用CRD法施工。

为对比不同开挖方法对地层变形的影响,了解海底隧道陆域段上覆地层的变形分布、变形传递规律,分别在CRD和双侧壁导坑法施工地段布置了YK7+141(A 断面)、YK7+220(B 断面)、ZK7+142(C断面)等三个监测断面。

每个断面上布置9个钻孔。

1号~4号和6号钻孔为地层分层沉降观测孔;5号,7号和8号钻孔为地层深部水平位移观测孔,9号钻孔为水位观测孔。

基于连续介质模型的海底隧道渗流问题分析_房倩

基于连续介质模型的海底隧道渗流问题分析_房倩

第26卷增2岩石力学与工程学报V ol.26 Supp.2 2007年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.,2007 基于连续介质模型的海底隧道渗流问题分析房倩1,张顶立1,黄明琦2(1. 北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京 100044;2. 山东科技大学土木建筑学院,山东青岛 266510)摘要:与普通山岭隧道不同,海底隧道的一个显著的特点就是有着无限的水源对海底隧道进行补给。

海底隧道开挖引起的地下水渗流带来两方面的问题:一是结构水荷载的确定问题,二是涌水量的预测问题。

将围岩看作各向同性连续介质,针对这两方面的问题进行研究。

明确孔隙介质中水压力的实质;根据国内外最新研究成果,针对山岭隧道和海底隧道不同的边界条件,对各向同性渗透系数下平面半无限含水空间圆形隧道稳定渗流的涌水量和水压力分布的解析解进行分析;以青岛胶州湾海底隧道为工程背景,采用数值方法比较应力场对渗流场的影响,以及围岩渗透系数、水深、注浆圈渗透系数和注浆圈厚度的改变对围岩孔隙水压力和洞内涌水量的影响。

分析结果表明:隧道开挖的成拱效应对围岩孔隙水压力的分布和洞内涌水量的大小影响不大;在不考虑渗流场和应力场耦合作用、水深一定条件下,渗透系数的改变不会影响毛洞孔隙水压力的分布;隧道洞内涌水量随着围岩渗透系数或围岩上覆海水深度的增大呈线性增大;注浆圈渗透系数的减小和注浆圈厚度的增大都可以达到减小隧道洞内涌水量的目的,在实际施工中应该在注浆的经济性和其堵水效果两方面进行综合分析,确定最优化的注浆参数。

关键词:隧道工程;海底隧道;渗流;水压力;涌水;注浆圈参数中图分类号:U 45 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2007)增2–3776–09ANALYSIS OF SEEPAGE PROBLEM INDUCED BY SUBSEA TUNNEL EXCAVATION BASED ON CONTINUUM MEDIUM MODELFANG Qian1,ZHANG Dingli1,HUANG Mingqi2(1. Tunneling and Underground Engineering Research Center of Ministry of Education,Beijing Jiaotong University,Beijing100044,China;2. College of Civil Engineering and Architecture,Shandong University of Science and Technology,Qingdao,Shandong266510,China)Abstract:One of the most prominent characters of subsea tunnel is that there is enriched water body because of the infinitude of the ocean above. There are mainly about two seepage problems induced by subsea tunnel excavation:one is determination of seepage pressure,another is the water inflow. Isotropic continuum medium model is adopted to analyze these two problems mentioned above. The essential of water pressure is studied;and conclusions are drawn. According to the latest research,some analytical models which are based on steady-state groundwater inflow into a drained circular tunnel in a semi-infinite aquifer connected with water pressure and water inflow are compared. The subsea tunnel in Kiaochow Bay is taken as background of the study. The influence of stress filed on seepage field is studied;and the effects of changes of surrounding rock permeability coefficient,water depth,permeability coefficient and thickness of grouting ring are analyzed which can be adopted for this particular project. According to the research,the pore water pressure and water inflow induced by tunnel excavation can be hardly affected by arching effect. Without consideration of fluid-solid coupling effect,if收稿日期:2007–06–18;修回日期:2007–07–23基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA11Z119)第26卷增2 房倩,等. 基于连续介质模型的海底隧道渗流问题分析 • 3777 •keeping the water level above horizontal plane fixed,the distribution of pore water pressure will not change with permeability coefficient of surrounding rock. The water inflow increases with the change of permeability coefficient of surrounding rock or water depth above surrounding rock. Both the decrease of permeability coefficient and the increase of thickness of grouting ring can reduce ground water inflow,but there exists an optimal value in grouting parameters. In practice,the decision should be made carefully between economy and bulkhead effect to confirm the optimal grouting parameters.Key words:tunneling engineering;subsea tunnel;seepage;water pressure;water inflow;grouting ring parameters1 引言海底隧道区别与普通山岭隧道的一个显著的特点就是:隧道上方为无尽的海洋,有着无限的水源对隧道进行补给。

铁路隧道仰拱与填充混凝土一体浇筑技术研究

铁路隧道仰拱与填充混凝土一体浇筑技术研究

铁路隧道仰拱与填充混凝土一体浇筑技术研究作者:***来源:《西部交通科技》2024年第02期作者簡介:赵玉龙(1982—),高级工程师,主要从事隧道及地下工程勘察设计与研究工作。

摘要:矿山法隧道衬砌多为封闭的环形承载结构,考虑仰拱与填充混凝土不同的承载作用,多年来隧道设计理论及施工工艺方面均要求仰拱与填充混凝土分开浇筑。

但是,仰拱与填充混凝土分开浇筑存在工艺复杂,严重影响施工进度的问题。

为了解仰拱与填充混凝土分开浇筑与一体浇筑时隧道的受力差异,推进隧道下部结构混凝土快速浇筑技术,文章通过理论分析计算和现场实测等手段,对双线铁路隧道下部结构分开浇筑与一体浇筑两种技术进行研究,得出以下主要结论:基于现状双线铁路隧道结构及沟槽布置型式,Ⅱ、Ⅲ级围岩地段仰拱与填充混凝土可一体浇筑,Ⅳ级围岩地段局部布置少量钢筋后,也可一体浇筑;Ⅴ级围岩地段一体浇筑需大范围调整钢筋设置,建议采用分开浇筑方案;双线隧道下部结构沟槽处是结构受力的薄弱部位,对于地质条件复杂、围岩荷载大的地段,结构安全系数低,如采用一体浇筑技术,应通过调整结构及沟槽布置型式、钢筋布置等方法,改善结构受力状态,提高结构安全性;采用一体浇筑技术可大幅提高施工效率,简化工艺流程。

关键词:铁路隧道;仰拱;仰拱填充;一体浇筑;分开浇筑中图分类号:U455.40 引言矿山法铁路隧道仰拱作为隧道主体结构的重要组成部分,为反向拱形结构,位于隧道底部与拱墙衬砌共同形成的封闭环形承载结构中。

仰拱填充位于仰拱上方,其主要作用为找平仰拱弧面、传递轨道及列车荷载,仰拱填充通常为低强度素混凝土结构。

由于两者具有不同的功能与作用,属于不同的受力体系,根据隧道行业的规定[1-4]、设计理论及施工工艺,均要求仰拱与填充混凝土分开浇筑。

二者分开浇筑时仰拱顶部需设置弧形模板以保证仰拱结构轮廓符合设计要求,其施工工艺复杂,且仰拱混凝土需终凝后方可浇筑仰拱填充混凝土,严重影响隧道施工效率。

大直径中空直眼掏槽技术在隧道救援中的应用

大直径中空直眼掏槽技术在隧道救援中的应用

大直径中空直眼掏槽技术在隧道救援中的应用黄宝龙【摘要】岳家沟隧道工程在里程号RK75+470处突发塌方,为了营救右洞掌子面处的3名被困施工人员,采用钻爆法开挖横洞的救援方案,即从隧道左洞开挖小断面横洞到右洞的掌子面,形成新的救生通道.根据理论计算,设计了大直径中空直眼掏槽爆破方案:空孔直径为152 mm,空孔每次钻进10 m,围绕空孔共有2圈掏槽孔,第一圈掏槽孔与第二圈掏槽孔各有4个孔,孔径均为42 mm,孔深均为5 m,第一圈掏槽孔为竖向正方形布置,距空孔中心为200 mm,第二圈掏槽孔为水平向正方形布置,与第一圈掏槽孔孔间连线的垂距为340 mm.结果表明:大直径空孔为后续炮孔爆破提供了足够大的自由面,平均循环进尺4. 3 m,掘进效率得到显著提高,3名被困施工人员成功获救.采用该技术,减少了钻孔数量,减少了钻孔时间,减少了循环次数,加快了掘进速度,节约了火工品的消耗.【期刊名称】《爆破》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】5页(P74-77,83)【关键词】公路隧道;塌方;救援;大直径中空直眼掏槽【作者】黄宝龙【作者单位】天地科技股份有限公司建井研究院,北京100013【正文语种】中文【中图分类】U457+.5;U455.6塌方是公路隧道施工中最常见的一种灾害,是造成工期延误、生命财产损失和影响隧道运营的一个重要安全隐患[1]。

在塌方发生后,正确快速地实施救援的关键是救援抢险方案的科学制定和选择[2-5]。

在有人员被困情况下,为了安全快速救援,采用钻爆法开挖小断面横洞有可能是最佳选择。

加快横洞掘进速度的关键是提高循环进尺,提高循环进尺受到多个因素影响[6],而其中最关键的是掏槽[7],掏槽多采用楔形掏槽形式[8,9],但楔形掏槽受断面宽度限制,循环进尺很难提高。

以岳家沟隧道塌方救援为例,研究了大直径中空直眼掏槽技术在抢险救援中的应用,取得了良好爆破效果,循环进尺显著提高,被困人员成功获救。

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究赵勇【摘要】基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明:隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】隧道工程;围岩变形;控制要点;控制技术【作者】赵勇【作者单位】北京交通大学,隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京,100044;铁道部工程设计鉴定中心,北京,100844【正文语种】中文【中图分类】U451.2隧道的结构体系是由周围地质体和人工修筑的支护构件组成的,并且周围地质体起着主导作用,这是与地面结构体系完全不同的.从工程结构的角度看,这种结构体系的形成是通过一定的施工过程或者说一定的力学过程来实现的,这个过程状态的变化如图1所示[1].可以看出,隧道施工就是一个开挖与支护的过程,施工过程就是应力释放与应力控制、利用和控制围岩动态变形的过程.图1 施工过程与围岩力学状态变化过程示意图Fig.1 Construction and surrounding rock mechanical state change process chart对于隧道围岩变形规律及控制技术的研究,国内外学者做了大量工作,并取得了丰富的研究成果[2-5].本文作者基于前人的研究,结合日本龟浦隧道围岩变形试验和郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,根据实测数据总结隧道围岩变形动态规律,并提出具体的控制措施.1 隧道围岩变形动态规律大量的数值计算和现场监测资料均表明,隧道围岩变形是在开挖工作面的前方开始,而在开挖工作面后方距离d=1.5~2.0D(洞径)处的变形才与最大径向变形基本相等,这是隧道开挖引起围岩变形的一般规律.日本龟浦隧道施工时,在隧道拱顶上方2 m 的位置设一个长50 m的水平铝管,实测的弯曲应变计算变形如图2所示.图2 龟浦隧道掌子面变形监测实例Fig.2 The heading face displacement monitoring example of GuiPu Tunnel我国郑西客运专线大断面黄土隧道开挖监测数据分析的规律也大致相同.图3为2006-11—2007-09的实测数据,其中1#~8#分别对应隧道左右导洞及主洞断面上的8个测点.各分步施工引起隧道拱顶沉降占总沉降的比例分别为:超前沉降,5%~14%;导洞开挖,35%~50%;导洞开挖至全断面封闭前,40%~50%;全断面封闭后,3%~9%.可以看出,反映在掌子面前方到后方一定范围内的拱顶下沉分布规律为:隧道开挖后在掌子面前方一定范围(2~5倍洞径)产生下沉,称之为“先行变形”;在掌子面处,产生一定量的“初始变形”,此值与地质条件关系密切,约为最终变形值的20%~30%,这个变形是开挖后瞬间发生的;在掌子面后方,随掌子面的推进,产生不断增大的变形,其特点是初期的变形速度很大,而后增长的速度逐渐减缓,并趋于稳定.其变形过程如图4所示[2].图3 大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工拱顶沉降曲线Fig.3 Vault crown settlement curve of both-side head excavating method construction in large section loess tunnel因此,隧道开挖后隧道的变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种,且这3种变形是同时发生的.图4 隧道开挖围岩变形三维示意图Fig.4 Surrounding rock deformation during tunnel excavation three-dimensional chart2 隧道围岩变形控制要点隧道围岩变形控制的要点在于控制开挖工作面的失稳、坍塌,拱顶的失稳、坍塌,台阶法中拱脚下沉、失稳和围岩大变形等.2.1 控制掌子面失稳、坍塌1)倾斜掌子面.采用倾斜形状的掌子面开挖,配合掌子面喷混凝土封闭措施,可以抑制掌子面的变形,减少作业人员的风险,控制地表的下沉,大幅度改善进度和封闭时间,提高喷混凝土的品质和耐久性.2)掌子面锚杆.设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖后的先行变形和掌子面变形,也是为全断面和半断面开挖创造条件.掌子面锚杆的长度一般在12~24 m之间,为开挖方便,通常采用玻璃纤维锚杆.采用掌子面锚杆技术的关键是长锚杆的快速施工工艺和配套施工机具.3)留核心土.在台阶法施工中,为了掌子面的稳定,经常采用弧形开挖法,即留核心土法.日本进行的一项研究表明:不留核心土时,掌子面挤出量超过70 mm的部分可达到掌子面前方1.3 m;而留核心土时,掌子面挤出量超过70 mm的部分只达到掌子面前方0.6 m 处.可见核心土对掌子面起到控制挤出的效果.2.2 控制拱顶失稳、坍塌控制拱顶失稳坍塌的技术要点是采用超前支护和加强初期支护.1)超前支护.根据构筑方法,超前支护通常分为短超前支护、中超前支护和长超前支护3种情况.①短超前支护:一般支护长度为2~5 m,通常采用超前小导管、插板法和预衬砌技术;②中超前支护:一般支护长度为5~10 m,通常采用中管棚(直径89 mm,长度10 m)或水平喷射注浆方式;③长钢管超前支护:一般采用长度在15~20 m、直径大于108 mm的长钢管,即大管棚超前支护,以有效控制拱顶失稳、坍塌.2)加强初期支护.加强初期支护通常有两种做法,其一是加大喷混凝土的厚度,加密钢架间距或缩小锚杆间距;其二是改变喷混凝土的性能,提高钢架的规格和采用抗拔力大的锚杆.实践证明,第二种方法更有利于控制拱顶下沉.采用初期高强度喷混凝土技术能减薄喷层厚度,有效加快施工进度,符合技术发展的趋势.2.3 控制拱脚下沉、失稳在台阶法施工中,控制拱脚下沉的方法通常有扩大拱脚、设置锁脚锚杆、临时仰拱封闭和设置横撑等方法.日本近期开发出了利用弯曲钻机,设置弯曲形脚部钢管桩或采用高承载力的脚部支撑钢管来控制钢架的下沉,效果较好,如图5所示.另外,也可用喷射混凝土来加固拱脚,如图6所示.图5 控制隧道拱脚下沉失稳的曲线形钢管桩工法Fig.5 Shaped form pipe pile method for controlling tunnel arch springing subsidence instability图6 控制隧道拱脚下沉失稳的拱脚喷射混凝土工法Fig.6 Shotcrete method for controlling tunnel arch springing subsidence instability2.4 控制软岩大变形通常认为初期变形速率快、变形值大、长时间无收敛趋势,且超过预计变形值的变形,可以称为“大变形”.这种围岩一般为软弱围岩,这种变形也通常被称作“软岩大变形”.控制软岩大变形的方法有:①在喷混凝土中设置伸缩缝来吸收一部分变形;②采用长锚杆(8~15 m)来控制围岩的后期变形;③采用掌子面锚杆控制围岩的先行变形等.这些方法对解决大变形问题起到一定的作用,特别是长锚杆和掌子面锚杆.日本在东海道新干线的饭山隧道(长22.2 km)的大变形地段试验,采用多重支护方法取得了成功.多重支护方法的特点是:不需要进行反复扩挖和反复支护,即没有拆除顶替已经承载的支护构件和对围岩的多次扰动的问题,留出充分的变形富裕值,先释放一部分变形进行第一次支护,然后继续释放变形.第一次支护达到极限状态后,再继续第二次支护,必要时可继续第三次支护,将变形控制在容许范围之内.多重支护的基本观点是:容许一次支护变形,以减轻作用在二次支护的土压,并在最内侧形成健全的壳体,使整个支护稳定.因此,二次支护的设置最好在围岩内应力释放到某一程度后实施.3 隧道围岩变形控制技术3.1 开挖过程控制隧道开挖后,随着时间的推移,变形也在发展.一般说,开挖过后,变形发展很快,即初期变形速度很快,而且变形值也比较大,如果能够控制住初期的变形速度,就可以控制隧道围岩的松弛.因此通常强调开挖后要迅速喷射混凝土,迅速架设钢支撑,其目的就是要求初期支护及时闭合.另外需要关注的是从开挖到初期支护全断面闭合的时间.在复杂地形、地质条件下,从开挖到全断面初期支护的闭合时间,要求越短越好.闭合距离也是越短越好.因为,初期支护全断面闭合的过程,就意味着隧道围岩变形逐渐趋于稳定的过程.而闭合距离,基本上要求在距掌子面2~3倍隧道开挖跨度之内,甚至更短一些.因此,有效控制隧道围岩变形的开挖方法,应该是首选全断面法,其次是短台阶法.总之,开挖分部越少,封闭时间越短,变形就越小.3.2 辅助工法控制以改善围岩条件为目的而采用的辅助或特殊工法称为辅助工法,如图7所示.隧道开挖中最危险的应力释放面是掌子面和一次开挖长度的无支护区间.为了控制其危险度,了解地下水分布状况和掌子面前方围岩的动态是非常重要的.图7 辅助工法概念示意图Fig.7 Assistant construction method concept chart 在隧道围岩变形及控制技术措施中,辅助工法占据重要地位.常用稳定掌子面的辅助工法有:超前锚杆、超前长钢管、掌子面喷混凝土、掌子面锚杆、脚部补强锚杆、临时仰拱等.在地下水处理中常用排水钻孔等工法.在控制地表下沉对策中有:长超前钢管、管棚等.在地下水对策中有:排水钻孔、降低地下水位、排水坑道等工法.4 隧道围岩变形控制建议隧道施工主要分为开挖和支护两大工序,变形控制是开挖和支护中的技术关键点.开挖是应力释放的过程,不同的开挖方法,应力释放的过程及程度也是不同的.支护则是应力控制的过程,不同的支护方法应力控制的过程和程度也是不同的.除开挖、支护作业外,其他作业都是辅助性的,如运输、排水、通风、量测、地质超前预报等.但这些作业也是左右开挖、支护成败的关键,不能忽视.因此,控制隧道围岩变形的关键措施主要指开挖、支护过程中控制围岩变形的措施及必要的辅助作业工法.在隧道施工过程中,开挖和支护是密切相关的,根据围岩地质情况,其关系可大致分为只挖不支、先挖后支和先支后挖3种情况.1)只挖不支,适用于坚硬、自支护能力比较高,应力释放后能够自行控制稳定的围岩,围岩级别为Ⅰ级、Ⅱ级.关键技术:减少爆破振动和少扰动的开挖技术.基本措施建议:控制开挖进尺,控制一次起爆炸药量,采用电子雷管,采用机械开挖或机械与爆破并用的开挖方法.2)先挖后支,适用于一般地质条件,围岩级别为Ⅲ级、Ⅳ级.关键技术:加强初期支护控制围岩的松弛、坍塌,确保开挖工作面的稳定.基本措施建议:采用全断面法或超短台阶法,提高初期支护的支护效果,控制隧道围岩变形的发展和收敛;严格控制各开挖工作面的步距,尽快闭合;提高机械化程度,缩短各单项作业的时间.3)先支后挖,适用于特殊地质、地形条件,一般用于软岩大变形、掌子面或拱脚易失稳、底部鼓起等情况,围岩级别为Ⅴ级、Ⅵ级.关键技术:加强超前预支护,确保开挖工作面稳定,控制围岩松弛、坍塌,提高围岩的自支护能力.基本措施建议:采用掌子面超前锚杆、喷混凝土封闭掌子面、倾斜掌子面或留核心土的施工方法;超前管棚、管幕、插板等超前支护;加强初期支护,采用高强度、高刚度喷混凝土技术;采用锁脚锚杆等控制拱脚下沉.只挖不支的场合主要是控制爆破振动,采取减少围岩扰动的施工方法;先挖后支的场合主要是控制掌子面后方的变形,采取加强初期支护和快速封闭的施工方法;先支后挖的场合重点是控制掌子面前方的变形和掌子面变形,采取超前预支护、掌子面支护和掌子面后方支护,及时封闭的措施和工法.5 结语1)隧道围岩变形包括掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方的变形,其中掌子面变形是隧道开挖过程围岩变形发展的重要阶段,是隧道围岩变形控制的重点.2)隧道围岩变形控制是隧道围岩稳定性控制的核心,要采取系统的控制措施.既要控制掌子面前方的先行变形,又要控制掌子面和掌子面后方的变形.3)隧道围岩变形控制的要点在于控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和失稳及围岩大变形等几种形式.4)隧道围岩变形控制重在开挖过程控制和辅助工法控制,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是控制隧道围岩变形的关键.5)隧道开挖和支护相互作用关系可分为只挖不支、先挖后支和先支后挖3种情况,且每种情况有其关键技术和建议的基本措施,在隧道施工过程中,应根据围岩条件和工程特点选定合理的工序.参考文献:[1]关宝树.隧道力学概论[M].成都:西南交通大学出版社,1993.GUAN Baoshu.Generality of Tunnel Mechanics[M].Chengdu:Southwest Jiaotong University Press,1993.(in Chinese)[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.WANG Mengshu.Technology of Shallow Tunnel Excavation[M].Hefei:Anhui Education Press,2004.(inChinese)[3]张顶立,王梦恕,高军,等.复杂围岩条件下大跨隧道修建技术研究[J].岩石力学与工程学报,2003,22(2):290-296.ZHANG Dingli,WANG Mengshu,GAO Jun,et al.Research on Construction Technology of Large Span Tunnel in Complex Rock[J].Chinese Journal of Rock Mechanics andEngineering,2003,22(2):290-296.(in Chinese)[4]吕勤,张顶立,黄俊.城市地铁暗挖施工地层变形机理及控制实践[J].中国安全科学学报,2003,13(7):29-34.LU Qin,ZHANG Dingli,HUANG Jun.Mechanism of Stratum Deformation and Its Control Practice in Tunneling Urban SubwayAt Shallow Depth[J].China Safety Science Journal,2003,13(7):29-34.(in Chinese)[5]岳广学,何平,蔡炜.隧道开挖过程中地层变形的统计分析[J].岩石力学与工程学报,2007,26(增2):3793-3803.YUE Guangxue,HE Ping,CAI Wei.Statistic Analysis of Stratum Deformation During Tunnel Excavation[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2007,26(S2):3793-3803.(in Chinese)。

严寒地区高铁隧道全包防水设计

严寒地区高铁隧道全包防水设计

严寒地区高铁隧道全包防水设计吴小策(中国铁路设计集团有限公司土建工程设计研究院,天津300251)摘要:由于高速铁路列车运行速度较高,对隧道安全使用功能要求也相应提高。

严寒地区高铁隧道的渗漏水、挂冰等病害,一直是困扰东北铁路运营部门的难题。

防止全包防水型隧道后期渗漏水是目前铁路隧道建设的重点研究内容。

介绍哈牡客专爱民隧道全包防水设计系统,并总结分析隧道运营后的实施效果,可为严寒地区高铁隧道的防寒保温及全包防水设计提供参考。

关键词:严寒地区;隧道病害;隧道保温;全包防水中图分类号:U457文献标识码:A文章编号:1001-683X(2021)02-0027-05 DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2021.02.0270引言在某些条件下,隧道需采用全包防水设计。

严寒地区的全包防水隧道在运营期间一旦出现渗漏水,整治难度极大,花费代价高且难以达到理想效果,对运营安全造成难以根除的隐患。

目前东北严寒地区已运营的铁路有牡绥、哈佳、吉图珲、哈牡客专等,部分隧道出现了渗漏水、挂冰等病害,整治工程困难很大且效果不佳[1]。

严寒地区高铁隧道的全包防水及防寒保温设计成为铁路隧道建设中亟须解决的难题之一。

夏才初等[2]通过函数求解的方式得出衬砌温度随着埋深和年平均气温呈线性增加,隔热保温层可提高衬砌温度;杨波等[3]通过吉珲客运现场试验监测,研究了隧道长度、埋深、自然风、列车活塞风等因素对隧道温度场的影响规律;叶少敏等[4]通过哈大客专半包防水与全包防水的对比研究,对山岭隧道全包防水的设计进行了有益的实践探索;肖明清[5]基于横断面二维模型研究了堵塞段隧道衬砌外水压力分布规律及最大压力控制值;王秀英等[6]依托厦门翔安海底隧道,对不同防排水方式的隧道衬砌水压力分布规律进行了研究;刘金松等[7]通过对全包防水隧道渗漏水出现的部位进行了统计,得出全包防水隧道渗漏主要分布于施工缝、变形缝及衬砌有质量缺陷的部位;李鹏飞等[8]结合厦门海底隧道实践及理论研究,得出衬砌外部注浆加固圈可有效降低衬砌外水压力。

地铁盾构隧道穿越工程的研究

地铁盾构隧道穿越工程的研究

地铁盾构隧道穿越工程的研究摘要:实现城市空间的最大化利用,轨道交通通常应用地下隧道铺设的模式进行发展。

盾构方法因具备掘进效率较高,空间占用较小,并对周围自然环境破坏较轻等优势,在现阶段的地铁工程中取得了广泛的应用。

本文对于盾构隧道工程穿过铁路工程的风险分析以及评估实施了深入的研究,对于既有线路及隧道与原有线路之间的关系、盾构隧道工程穿过铁路工程的情况进行分析和研究,并分析了隧道穿过高铁线路的有关难点。

关键词:地铁工程;盾构;高速铁路线路0 引言在全国各大城市之间的高速铁路线路以及地铁网络大范围推进的过程中,考虑到大型城市的土地相对稀缺的特性以及交通运输过程中客流量相对集中等特性,难免会发生这2类交通运输设施之间的相互交汇的情况。

此类情况下,相关工程的施工作业过程可能会对原有的高速铁路线路的运营以及地铁线路的隧道工程的施工安全带来不利的影响,因此对与地铁工程的建设提出全新的巨大挑战。

和常规的隧道穿过工程中普遍的一般建筑有所不同,穿过高铁的隧道工程推进的核心问题是确保相关的隧道施工作业正常进行的前提下,还必须确保靠近原有高铁线路车辆的正常运行。

由于高速铁路上的列车的运行速度较高,通常都在250公路/小时之上,因此对与轨道下方基础的形变量的要求非常严苛。

假如隧道穿过期间没有采用行之有效的把控措施和方案,这种情况下的地铁隧道施工作业将会对原有高铁线路的基础构造带来某些不良影响,甚至会给高铁的运行过程带来一定的安全隐患,大幅度地加大了工程施工过程中的风险。

1 盾构方法的施工过程现阶段在土质比较松软的区域进行地铁线路隧道的施工过程中大多数情况下均采用盾构的方法进行操作,盾构方法指的是应用盾构施工的工程机械在地面的标高数值下的地层内部或者风化比例较高的岩石层中进行暗挖的一类地下工程结构的施工作业方法。

此类方法的开发截止目前已经经历了200余年的发展历程,从最初期的应用气压原理的密封盾构的模式发展到泥水模式的盾构随后发展到新时期的土压平衡模式的盾构机械,通常对于地层结构的适应性的层面,盾构方法具有得天独厚的技术优势,因此该种施工方法在如今的地铁工程隧道、高速公路隧道、市政管道廊道等结构工程的领域中获得了非常广泛的实际应用。

城市地下工程建设的安全风险控制技术

城市地下工程建设的安全风险控制技术
第4 年 7期 卷 20 第7 09 月
中 国科 技 论 文 在 线
S in e a e l e c cppr i e On n
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J1 0 9 u. 0 2
城 市地下 工程 建设的安全风险控制技术
张 顶立
( 北京 交通 大学隧道及地 下工程教 育部 工程研 究中心 ,北京 10 4 ) 0 0 4
wela aey r k ui g c n tu to l s s ft i s d rn o srcin.Ac o d g t y tm n lss o h c a im f srtm eo main a d s c r i o s se a ay i f te me h n s o tau d f r t n o n n eg o u d r r u d e g e rn c ie t wh l r c s ft rs n a e e ts se cu ig 5 s g e h oo y b s d n w n n i ei g a cd n , oep o e ss e y k ma g m n y tm i ld 一t e tc n lg - a e e n a i n n a s se i u o wad e h ia c e e ih f u N c tg r a a e n d ma a e n tdfee tlv l a e y tm s p tf r r .T c n c lsh m swh c o sO ae o y m n g me ta n g me ta i rn e es r c n ce r u ow ad lal p tf r r .Al te e y tm s m oin d a o e ae c n ce t tn adz d ma a e e t i d r ru d y lh s s s s e to e b v r o netd wi s d r ie n g m n u eg o n h a n n

《大型工程技术风险控制要点》(建质函[2018]28号

《大型工程技术风险控制要点》(建质函[2018]28号

大型工程技术风险控制要点住房城乡建设部2018年2月前言为加强城市建设风险管理,提高对大型工程技术风险的管理水平,推动建立大型工程技术风险控制机制,住房和城乡建设部工程质量安全监管司组织国内建筑行业专家编制了《大型工程技术风险控制要点》。

主编单位:上海市建设工程安全质量监督总站上海建科工程咨询有限公司参编单位(按章节排序):上海岩土工程勘察设计研究院有限公司华东建筑集团股份有限公司上海市隧道工程轨道交通设计研究院中国建筑第八工程局有限公司上海建工七建集团有限公司上海隧道工程股份有限公司上海市建设工程设计文件审查管理事务中心中国太平洋财产保险股份有限公司上海分公司主要起草人:黄忠辉、金磊铭、周红波、曹丽莉、高惕非、夏群、高承勇、朱晓泉、李冬梅、李浩、崔晓强、尤雪春、朱雁飞、陆荣欣、朱骏、唐亮、陈华、田惠文、梁昊庆、刘爽、周翔宇、张渝、李伟东、邵斐豪目录1 总则 (1)2 术语 (2)3 基本规定 (4)3.1 风险管理范围 (4)3.2 风险管理目标 (4)3.3 风险管理阶段 (4)3.4 风险等级 (4)3.4.1 概率等级 (5)3.4.2 损失等级 (5)3.4.3 风险等级确定 (6)3.4.4 风险接受准则 (7)3.5 风险控制职责 (7)3.5.1 建设单位职责 (8)3.5.2 勘察单位职责 (9)3.5.3 设计单位职责 (9)3.5.4 施工单位职责 (9)4 风险控制方法 (11)4.1 风险识别与分析 (11)4.1.1 风险识别与分析工作内容 (11)4.1.2 风险识别与分析工作流程 (12)4.1.3 风险识别与分析工作方法 (13)4.2 风险评估与预控 (14)4.2.1 风险评估与预控工作内容 (14)4.2.2 风险评估与预控工作流程 (14)4.2.3 风险评估与预控工作方法 (16)4.2.4 风险评估报告格式 (16)4.3 风险跟踪与监测 (16)4.3.1 风险跟踪与监测工作内容 (16)4.3.2 风险跟踪与监测工作流程 (17)4.3.3 风险跟踪与监测工作方法 (18)4.4 风险预警与应急 (18)4.4.1 风险预警与应急工作内容 (18)4.4.2 风险预警与应急工作流程 (19)4.4.3 风险预警与应急工作方法 (20)5 勘察阶段的风险控制要点 (21)5.1 建设场址 (21)5.1.1 地质灾害风险 (21)5.2 地基基础 (23)5.2.1 地基强度不足和变形超限风险 (23)5.2.2 基坑失稳坍塌和流砂突涌风险 (24)5.2.3 地下结构上浮风险 (25)5.3 地铁隧道 (26)5.3.1 盾构隧道掘进涌水、流砂和坍塌风险 (26)5.3.2 盾构隧道掘进遭遇障碍物风险 (26)5.3.3 盾构隧道掘进遭遇地下浅层气害风险 (27)5.3.4 矿山法施工隧道涌水塌方风险 (27)6 设计阶段的风险控制要点 (29)6.1 地基基础 (29)6.1.1 基坑坍塌风险 (29)6.1.2 坑底突涌风险 (30)6.1.3 坑底隆起风险 (31)6.1.4 基桩断裂风险 (32)6.1.5 地下结构上浮和受浮力破坏风险 (32)6.1.6 高切坡工程风险 (33)6.1.7 高填方工程风险 (35)6.2 大跨度结构 (37)6.2.1 大跨钢结构屋盖坍塌风险 (37)6.2.2 雨棚坍塌风险 (38)6.3 超高层结构 (39)6.3.1 超长、超大截面混凝土结构裂缝风险 (39)6.3.2 结构大面积漏水风险 (39)6.4 地铁隧道 (40)6.4.1 盾构始发/到达时发生涌水涌砂、隧道破坏、地面沉降风险 (40)6.4.2 盾构隧道掘进过程中地面沉降、塌方风险 (40)6.4.3 区间隧道联络通道集水井涌水并引发塌陷风险 (41)6.4.4 联络通道开挖过程中发生塌方引起地面坍塌风险 (41)6.4.5 矿山法塌方事故风险 (42)7 施工阶段的风险控制要点 (43)7.1 地基基础 (43)7.1.1 桩基断裂风险 (43)7.1.2 高填方土基滑塌风险 (44)7.1.3 高切坡失稳风险 (44)7.1.4 深基坑边坡坍塌风险 (45)7.1.5 坑底突涌风险 (47)7.1.6 地下结构上浮风险 (48)7.2 大跨度结构 (49)7.2.1 结构整体倾覆风险 (49)7.2.2 超长、超大截面混凝土结构裂缝风险 (49)7.2.3 超长预应力张拉断裂风险 (50)7.2.4 大跨钢结构屋盖坍塌风险 (51)7.2.5 大跨钢结构屋面板被大风破坏风险 (51)7.2.6 钢结构支撑架垮塌风险 (52)7.2.7 大跨度钢结构滑移(顶升)安装坍塌风险 (53)7.3 超高层结构 (54)7.3.1 核心筒模架系统垮塌与坠落风险 (54)7.3.2 核心筒外挂内爬塔吊机体失稳倾翻、坠落风险 (60)7.3.3 超高层建筑钢结构桁架垮塌、坠落风险 (63)7.3.4 施工期间火灾风险 (67)7.4 盾构法隧道 (69)7.4.1 盾构始发/到达风险 (69)7.4.2 盾构机刀盘刀具出现故障风险 (69)7.4.3 盾构开仓风险 (70)7.4.4 盾构机吊装风险 (71)7.4.5 盾构空推风险 (71)7.4.6 盾构施工过程中穿越风险地质或复杂环境风险 (72)7.4.7 泥水排送系统故障风险 (72)7.4.8 在上软下硬地层中掘进中土体流失风险 (73)7.4.9 盾尾注浆时发生错台、涌水、涌砂风险 (74)7.4.10 管片安装机构出现故障风险 (74)7.4.11 敞开式盾构在硬岩掘进中发生岩爆风险 (75)7.5 暗挖法隧道 (76)7.5.1 马头门开挖风险 (76)7.5.2 多导洞施工扣拱开挖风险 (77)7.5.3 大断面临时支护拆除风险 (77)7.5.4 扩大段施工风险 (77)7.5.5 仰挖施工风险 (78)7.5.6 钻爆法开挖风险 (78)7.5.7 穿越风险地质或复杂环境风险 (79)7.5.8 塌方事故风险 (79)7.5.9 涌水、涌砂事故风险 (80)7.5.10 地下管线破坏事故风险 (81)附录A 风险评估报告格式 (82)附录B 动态风险跟踪表 (83)附录C 风险管理工作月报 (85)附录D 风险管理总结报告格式 (87)附录E 风险分析方法 (88)附录F 风险评估方法 (89)1总则1.0.1 为了指导我国大型工程建设技术风险的控制,有效减少风险事故的发生,降低工程经济损失、人员伤亡和环境影响,保障工程建设和城市运行安全,特制定本控制要点。

三舱大断面预制综合管廊施工关键技术

三舱大断面预制综合管廊施工关键技术

山 西建筑SHANXT ARCHITECTURE第44卷第4期・75・0 0 2 1年2月Vol. 44 Nc. 4Feb. 2021文章编号:1009-6525 (2021) 04-0075-04三舱大断面预制综合管廊施工关键技术王利平(中铁隧道集团一处有限公司5重庆401121)摘 要:地下综合管廊施工方法多样5近年预制拼装工法逐步得到重视和推广应用。

以成都市玉虹路三舱大断面综合管廊项目为 依托,从整体式预制管廊设计优化、施工关键技术、防水系统等方面进行了研究,总结出了施工技术和方法,分析了存在的问题,以期对类似工程的设计和施工提供借鉴。

关键词:二舱5综合管廊5预制拼装中图分类号:TU990.45文献标识码:A0引言城市综合管廊在集约利用城市建设用地,拓展建设空 间方面有着重要作用。

其作为城市不可或缺的重要设施, 在管线安全维护及检修、减少道路反复开挖、缓解城市交通 压力及降低环境影响等方面都有着重要作用。

随着国民经 济的快速发展,对于综合管廊建设方法的要求也越来越高。

很多综合管廊设计施工领域的同行们对综合管廊的结构设 计、施工工艺、发展前景等做出了许多有益的工作。

如谭忠 盛等对综合管廊的规划、结构设计和施工工法进行了分析 和总结⑴。

申国奎等介绍了管廊施工工法的分类,并结合实例展望管廊建设技术2。

马骥等对管廊明挖现浇法施工工序进行了研究和总结⑶。

闫扬义等介绍并总结了管廊明 挖盾构施工工法⑷。

王会丽等对两舱预制综合管廊施工工 艺流程进行了总结「4 ]。

依托工程实例,着重对三舱大断面 预制综合管廊的设计优化、施工关键技术、防排水系统进行 分析和研究,并在成都市玉虹路综合管廊施工实践中加以 应用和总结。

1工程概况成都市玉虹路综合管廊全长2.3 km ,一期试验段建 设长度600 m,其中预制安装段长度142 m 。

管廊采用整 体三舱设计,标准预制段外宽10.3 m,高度3.6 m 。

预制 结构混凝土强度等级为C50,抗渗等级为P5,基础垫层混 凝土采用C15混凝土。

注浆加固技术研究现状及进展

注浆加固技术研究现状及进展

注浆加固技术研究现状及进展摘要随着我国社会不断发展,生产建筑的经济成本控制和安全性变得越来越重要。

而注浆加固技术可以提高工程建筑的抗压强度,在工程中已经被广泛应用。

但是由于缺乏系统的理论体系,现有的工程注浆盲目性大、效率低下、成本较高,对工程的施工和安全性均有很大影响。

本文通过对注浆加固技术的现状总结,分析注浆技术存在的不足,针对存在的不足,提出未来注浆加固效果评价的发展趋势。

0引言注浆技术是岩土工程学的一个分支,是从经验方法经过不断完善成为具有理论支撑的一种技术方法[1]。

注浆又称为灌浆,它是利用气压、液压或电化学原理,将预先配制好一定浓度的浆液借助压力输送设备,灌入地层或裂缝中,并以填充、渗透、压密及劈裂等方式,驱赶岩土颗粒间或岩石裂隙中的水、空气后占据其空间位置,待浆液凝结之后,成新的“浆液-岩土”复合体,通过被注岩土体密度的提高、浆液的胶结以及浆脉骨架支撑等作用形,使被注岩土体强度、抗渗性能、稳定性等得到大幅提高,从而达到加固地层、防渗堵漏等目的。

随着我国经济的不断发展,生产建筑行业的技术也得到了更新,注浆技术已经深入到了生产生活的各个方面。

例如灌浆加固技术在隧道工程施工中的应用及在煤矿巷道中的应用,[2-3]。

因此,对注浆加固技术的现状及进展进行总结和分析是具有重要工程意义的。

本文现基于前人的相关成果,总结注浆效果评价技术的现状,分析注浆效果评价存在的不足,针对存在的不足,提出未来注浆加固效果评价的发展趋势。

1注浆技术的发展迄今为止,注浆技术从产生到现在已经历了两百余年的历史[4],在这两百年中,注浆技术从无到有,经历了不断的发展和创新,最终形成了现在比较成熟的施工工艺和技术[5]。

与此同时,注浆的机械设备和注浆效果观察仪器也不断的研发更新。

目前,国内的许多工程项目也应用了注浆技术。

并且国内外诸多学者也结合工程实际进行了研究[6-8]。

罗恒[9]研究了注浆技术在隧道加固中的应用,提出在隧道中采用注浆技术可有效的实现防渗堵水和加固目的,有效解决围岩强度不足的问题,提高工程可实施性。

大型海底隧道钻爆法修建关键技术

大型海底隧道钻爆法修建关键技术
t h e p a p e r p u t f o r wa r d t h e c o n c e p t o f“ u l t i ma t e r o o f t h i c k n e s s ” ,wh i c h ma d e t h e s e l e c t i o n o f t u n n e l a l i g n me n t mu c h mo r e c o n v e n i e n t .F o r t h e a d v a n c e d d e t e c t i o n ,b a s e d o n t h e e l a b o r a t e g e o l o g i c a l i n v s— e t i g a t i o n,a c o mb i n a t i o n me t h o d wa s p r o p o s e d t h a t d r i l l i n g e x p l o r a t i o n wo r k e d t o g e t h e r wi t h g op c h y s i — c a l p r o s p e c t i n g a n d e x t r a e mp h a s i s wa s p a i d o n d r i l l i n g e x p l o r a t i o n . Th i s me t h o d s u c c e s s f u l l y g u a r a n — t e e d t h e c o n s t r u c t i o n af s e t y .F o r t h e r e q u i r e me n t s o f s u r r o u n d i n g r o c k s t a b i l i t y a n d wa t e r s e a l i n g ,t h e p a p e r b r o u g h t u p t h e n e w c o n c e p t o f“ c o mp os i t e g r o u t i n g ’ ’a n d e s t a b l i s h e d t h e r e l a t e d t e c h n i q u e s o f

大跨度铁路车站隧道过渡段施工力学行为研究

大跨度铁路车站隧道过渡段施工力学行为研究
目前 , 在大 断 面隧道 围岩 和衬砌 的受力 、 变形 及稳 定 性研 究等 方 面都 有 了新 的发 展 与 提 高 , 取得 了 定 的研究 成果 。在 大 断面 隧道数 值模 拟及 模型 试 验方 面 , 生 文 等 以有 限 元 法模 拟 断层 对 大 黄 断 面 大 跨 度 隧 道 围 岩 应 力 影 响 ; 梦 军 和 黄 伦 吴 海 L 对 4车道公 路 隧道在 不 同施 工方 法下 的施 工 6 动 态过 程进 行 了模 型 试 验 和 数值 模 拟 分 析 , 到 得 4车道隧 道 在不 同施 工 方法 动 态施 工 力 学 特 征 ; 袁 勇和 王胜辉 提 出 了 4车 道特 大断 面 隧道先 成 结 构法支 护理 念 , 基 于 该 理 念对 先 成 预应 力 结 并 构 进行 了数值 模拟 验证 ; 兆远 等[ 孙 8 分 别对 不 同 工 法下 特大 断面 隧道 围岩 变形 机制 和地 表变形 进 行 了分析 。本 文依 托 宜万铁 路 白云 山隧 道进 口车 站 段 , 隧道施 工过 程 的力 学进 行分 析研 究 , 得 对 所 结 论不仅 可为该 隧 道施 工方 法 的选择 和优 化提供 依据 , 而且 可 为 同类 隧 道 的设 计 和施 工 提 供 有益 的借 鉴和参 考 。
取 6 特征 点 。 个
方 出现小 范 围的剪 切塑性 区 , 见表 2 。因此 , 过渡 段 隧道施 工前应 加 强超前 预支 护措施 以及 初期支
护的刚 度 , 确保 安全 。
表 2 洞 周 特 征 点 位 移
占 县
mm
垡垄
竖向

垡堡
水 平
2 9 . 0
垡 堕
1 工 程 概 况
白云 山隧道 是宜 万 铁路 的控 制工 程和先 期开 工 的重 点工 程 , 于 宜 昌 市点 军 区 的土 城 乡 和长 位 阳县 的 高家 堰 镇 之 间 , 起 杨 叉 沟 , 至 景 阳沟 , 东 西 全 长 68 7m, 口端 12 3m 为 4线 车站 隧道及 2 进 5 燕 尾 式 隧道 , 余 段 落 为 2条单 线 隧 道 。隧 道 大 其 部 分 经过 碳 酸 盐地 区 , 越 白云 岩 、 岩 地层 , 穿 灰 地

浅埋大跨隧道下穿建筑物时的变形控制标准

浅埋大跨隧道下穿建筑物时的变形控制标准

浅埋大跨隧道下穿建筑物时的变形控制标准
易小明;张顶立
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2008(021)006
【摘要】厦门市机场路一期梧村山隧道,设计为浅埋大跨结构,并要求下穿密集浦南建筑物片区.为控制该区严峻的环境风险,特别是建筑物的变形风险,建立相应的建筑物变形控制标准,通过施工现场试验段、先期施工、开挖、辅助工法的实施,以及全方位的变形监控量测结果,对该控制标准进行工程验证与反馈分析,从而形成可靠、可操作的变形过程控制综合指标,作为下穿建筑物项目风险管理体系的核心要素.研究成果已得到专家组的认可,并在现场开始付诸实施,其控制效果良好.
【总页数】5页(P46-50)
【作者】易小明;张顶立
【作者单位】北京交通大学,北京,100044;北京交通大学,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
1.下穿建筑物的梧村山浅埋大跨连拱隧道设计与施工技术研究 [J], 谢荣清;胡学兵
2.浅埋大跨度黄土隧道变形特征及控制措施研究 [J], 陈培帅;王伟;吴忠仕;袁青;江鸿;翟世鸿
3.大跨浅埋路基回填土隧道变形控制分析 [J], 唐金仕
4.邻近地下车站浅埋大跨隧道下穿建筑物受力特性分析 [J], 胡文亮
5.浅埋暗挖大跨度隧道变形特征及控制分析 [J], 崔泽强;李九超
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大跨度铁路车站隧道施工过程弹塑性有限元数值分析

大跨度铁路车站隧道施工过程弹塑性有限元数值分析

大跨度铁路车站隧道施工过程弹塑性有限元数值分析申玉生;高波【摘要】根据大(理)丽(江)铁路禾洛山车站隧道实际工程,对大跨度铁路隧道(洞口段跨度20 m左右)施工过程的塑性区发展规律进行深入的有限元数值分析.分析在隧道不同施工工序中塑性区的分布形态,通过大跨度隧道塑性区的分析,指出在施工过程中的围岩应力危险区域,指明围岩支护及监控量测的重点和难点,为大跨度隧道的施工提出警示信息.研究成果对大跨度铁路车站隧道的设计与施工具有重要指导意义.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2007(000)0z1【总页数】3页(P45-47)【关键词】铁路隧道工程;大跨度隧道;塑性区;数值分析【作者】申玉生;高波【作者单位】西南交通大学力学博士后流动站,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U451+.2在西部地区建设大跨铁路隧道,受地形条件、整体线路的限制和影响,有时为了减少铁路车站占用宝贵的土地资源、保护环境、方便铁路的运营管理,将车站修建于隧道内。

但同时也存在一些不利因素,如隧道结构设计与施工的安全性、大跨度隧道洞口段围岩稳定性及其施工方法合理性等问题。

修建大跨度铁路车站隧道(跨度>20 m),无论从围岩稳定性及支护结构的复杂程度,还是从环境保护角度分析,其施工难度非常大,在国内外没有可供借鉴的成熟资料。

在浅埋软弱围岩隧道洞口段,若采用全断面开挖或简单的分步开挖,均无法保证隧道开挖安全和整体结构的稳定[1~2]。

目前大多数大跨度隧道采用分部开挖的方法以保证隧道施工及运营期间的安全性问题,但是隧道分部开挖,施工工序繁多,围岩与支护结构受力变化复杂,围岩应力易出现集中现象,可能导致隧道结构的破坏。

因此,研究大跨度隧道施工过程围岩塑性区发展变化规律,保证隧道围岩以及结构的稳定性将是施工的关键。

为了保证大跨度隧道开挖与施工的安全,对大跨度隧道施工过程进行动态模拟,以了解塑性区在不同施工工序阶段中的变化状况,这对优化与完善大跨度隧道的施工以及其护参数的优化具有重大的工程实际意义。

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7 不良地质段围岩加固圈的作用
• 承载作用. 提高围岩的稳定性,降低衬砌结构荷载。 • 防渗作用. 有效地减小渗透系数,渗水量大幅减小,使
“限量排放”成为可能;同时可减小结构的水荷载。 这里要说明加固圈可减少渗透系数和渗流量,其中渗流 量是更重要的指标,即使不能形成闭合的结构,仍可使 减小渗流速度,只要实行排放就可使压力大幅度降低。 • 提高耐久性. 使隧道整体支护结构加强,结构受力状况 改善;衬砌背后围岩的密实性提高,有利于长期稳定。 因此,应根据不同的围岩条件分别确定加固圈的参数以 及形成方式。
• 5、建议施工方根据监测数据选择合理的支护刚 度和支护时机。
谢谢!
Thank you !
海底隧道原则上应考虑采用堵水方案,预留排放 的条件,因为长期大量的排水不仅费用昂贵,而且水 土流失会恶化“支护—围岩”关系,影响耐久性。
———荷载设计说明
• 初期支护承担全部的围岩荷载和全部的渗流场力的概念是 从新奥法的设计思想出发的,其实质是在施工阶段初期支 护和围岩共同承担全部荷载(包括围岩荷载和渗流体积 力),因此,初期支护参数的确定需要结合围岩级别和地 下水情况综合考虑。
1 海底隧道工程特点
• 持续稳定的水压力,水源补给无限; • 水荷载不能因任何成拱作用而降低,衬砌结构长期承受
高水压; • 准确勘测更困难,遇到事先未预测到的不良地质情况使
风险性更大; • 不良地质体在水的作用下自稳能力弱,可能引起大变形、
坍塌,甚至突水; • 隧道渗水不能自然流出,必须人工排水,这在放水设计
中应予以考虑。 • 海水具有腐蚀性,结构耐久性降低,设计中必须考虑。
2 海底隧道修建的难点和重点
海底隧道的主要技术难点就是水的问题,包括施工 期间如何防止突涌水和运营期间尽量减少水的排放量。 这在设计和施工中应予以高度重视。 ① 可靠的超前地质预报和地质保障系统。 ② 确定合理的隧道埋置深度。 ③ 可靠的注浆加固和围岩稳定性控制技术。 ④ 隧道在施工和运营阶段可靠的防排水。 ⑤ 隧道结构(正常条件)设计和抗震(非正常条件)设计 。 ⑥ 施工质量控制和安全风险管理。
• 2、同样的支护刚度,支护结构架设的越早,它 所承受的围岩压力就越大,对控制围岩变形越有 利;
• 3、支护结构受力随支护刚度增大而增大是有限 度的,即并不随支护刚度的增大而成比例增大, 刚度达到一定值之后,支护结构受力的改变已经 很小;
• 4、与支护结构受力一样,支护结构的变形随刚 度增大而减小是有限度的;
• 二次衬砌承担全部荷载的概念主要是针对于运营期间提出 的,复合式衬砌结构的受力转换是逐渐进行的,二次衬砌 一般是在初期支护受力、变形稳定后施作的。二衬施作后, 由于岩土材料的流变特性,初期支护继续变形,二次衬砌 逐渐参与结构受力,且其分担的荷载随时间增加。而随着 地下水对初期支护的侵蚀,荷载将全部转移到二次衬砌结 构上来。此时,二次衬砌将分担全部的荷载。
8 海底隧道的“围岩—支护”作用体 系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
围岩
k η r1
r1
kr2 ηr2
注浆加固圈
k η g1
g1
k2 η2
Burgers体
Burgers体
“围岩-支护”系统 图
初期支护系统
kp ηp
二次衬砌
ks
Kelvin体
Hookean体
9 海底隧道的“围岩-支护”特点分析
P

“围岩-支护”特性曲线
②③ ④
6 水荷载的实质是渗流体积力
• 严格地说,仅当衬砌不透水时,水对衬 砌的作用力才是表面力,才可以使用折减 系数进行求解。
• 由于围岩和衬砌都是透水介质,当隧洞 衬砌和围岩紧密结合时,可以认为地下 水的渗流运动是连续的,不仅存在于岩 体中,同时也存在于衬砌中,其力学作 用可以理解为一种体积力。
———渗流计算分析
3 海底隧道设计困惑
① 初期支护荷载确定,变形量控制及设计原则; ② 初期支护水荷载的处理方式,是否要承受全部水荷载?
如何折减? ③ 二次衬砌水荷载的确定方法,折减计算方法以及防排
水原则; ④ “限量排放”及其实现方式,全封堵条件下如何考虑
排水? ⑤ 初期支护与二次衬砌的荷载分配方式及其转化规律; ⑥ 隧道围岩变形(拱沉及收敛)、结构受力与地层变形的
• (1)对衬砌透水情况而言,围岩渗透系数越高, 围岩透水性越好,这样作用在衬砌结构上的孔隙 水压力也越大,涌水量也就越大;
• (2)对衬砌结构本身而言,其渗透系数越小,作 用在衬砌结构上的孔隙水压力也越大,涌水量则 相对减小;
• (3)注浆可以在一定程度上起到减小围岩渗透系 数的目的,增大注浆圈半径和改善注浆工艺均可 以达到降低作用在二衬结构上的孔隙水压力以及 减小涌水量的目的。
5 水荷载形成机理及作用特点
对海底隧道而言,支护结构除了承受围岩 压力外,还会承受很高的水压力。作用于支护 结构上的围岩压力可以被地层拱作用降低,而 静水压力荷载并不受此影响,不能用任何成拱 作用来降低 。
可以说 ,海底隧道水压力设计值的大小 是决定衬砌结构强度的关键 ,水压力设计值 大小不仅与水头有关 ,还与防排水方式方式、 注浆效果、围岩、衬砌的渗透系数等有关。
关系,如何控制隧道上覆岩层及海床的变形和破坏;
4 海底隧道结构设计原则
• 1)对于Ⅳ、V级围岩地段而言,初期支护能够单独承 担施工期间全部的围岩荷载和全部的渗流场力;二次 衬砌也可以单独承担全部的围岩荷载和全部的静水压 力。(全包防水)
• 2)对于Ⅱ、Ⅲ级围岩地段而言,初期支护能够单独承 担施工期间全部的围岩荷载和全部的渗流场力;二次 衬砌可以单独承担全部的围岩荷载和部分的静水压力。 (半包防水)
U
海底隧道设计宜遵循强支护的原则:①施作较强的初期支 护,可以有效地控制地层变形,维持上覆地层的稳定;②从长 远的角度来说,二次衬砌应能够承受全部的荷载,包括地层荷 载和相应部分的水荷载,而不是全部的水荷载。
10 初期支护特性分析结论
• 1、支护阻力时随支护刚度增大而增大,刚度越大 对控制围岩变形越有利;
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