铁路客运专线大断面隧道开挖方法分析

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客运专线大断面隧道洞身超浅埋施工技术

客运专线大断面隧道洞身超浅埋施工技术
1隧道 工程概况 1 . 1白力坞隧道设 i 十情况 沪昆客专杭 长段 白力坞 隧道作为全线控 制性 工程, 由于隧道整体 埋 深较浅 , 容易坍塌 冒顶 , 工难度较大 。 口里程为 D 324 0出 口里 施 进 K 3+ 9 , 程为 D 346 2 K 3+7 , 全长 为 2 8m 隧道 12 。隧道设 计浅埋 段 5 , 计长度 段 共 4 0 占隧道 暗洞 开挖 的 2. 其 中 D 3 29 5n 3 300段设计 4 m, 0 %, 6 K 3+ 8 ̄ K 3 +7 为超浅埋段 , 埋深 35 。 设计 -m 1 白力坞 隧道 地质情况 . 2 丘 问沟谷 , 谷底表层 Q a+ l 4 lp 粉质粘 土 , 塑 , 硬 层厚 02 m, 基 ~. 下伏 5 岩 为 P3 凝灰 岩 , 黄色 、 色 、 色 , 弱风化 , ts 灰 灰 肉红 全~ 全风化 , 土状 偶 砂 夹块状 , 层厚 01m,  ̄3 强风化 , 碎块状夹柱状 , 厚 35 , 弱风化 , 层 ~ m 下伏 地
身埋 深只有三米 , 身地 质上部为粉质 粘土 , 为弱风化凝灰 岩 , 洞 下部 需要爆破 开挖 , 因隧道洞 身埋 深超浅 、 面大 、 质#- TZ 等特 点 , 断 地 -A ;  ̄ t 施 工难度大 , 易坍塌 冒顶 , 全风险十 分大。本文 阐述 了铁路 客运 专线大断 面隧道洞 身超 浅埋地段 采用洞 身长管棚 、 小导管及 径 容 安 超前 向注浆加 固措施施 工技 术 , 安全通过 该超 浅埋段 , 缩短 了工期 , 保证 了工程质量和施 工安全 , 高 了经济效益 , 提 以便今 后类似 工程借 鉴。 关键 词 : 身超 浅埋 ; 洞 大断 面 ; 工技 术 施
பைடு நூலகம்
围岩 采用洞 身长 管棚 、 前小导管 及径 向注 浆相结合 的超前预 支护措 超 施 , 管棚纵 向 1m一环 , 向间距 4 c 3 洞身 0 环 0m;m径 向注浆 , 注浆孔 梅花 形 布置 , 每环 3 孑 , 口环 向间距拱 墙 10i 墙脚 9c 仰拱 10r 7 L孔 2c 、 n 0m、 4c【 L 注浆 孔纵 向间距 10m一环 ,L 部环 向间距 10m; 前小 导管纵 向 7c 孑底 7c 超

武广客专大断面软弱破碎围岩隧道开挖及支护

武广客专大断面软弱破碎围岩隧道开挖及支护

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参考文献: 上虞市治江围涂临时促淤工程深水急流区钢栈桥位于“丁 ” [ 1] JTG D602004 , S] . 公路桥涵设计通用规范[ 字坝端头水深 流 急 区, 最 大 流 速 实 测 已 达 到 4. 52 m / s、 水深达 [ 2] JTJ 025-86 , S] . 公路桥涵钢结构及木结构设计规范[ 27 m、 潮水与栈桥夹角在 60° 左右, 每日两次潮, 中间工作时间短, [ 3] 黄绍金, .北 刘陌生. 装配式公路钢桥多用途使用手册[M] 河床以上的钢管桩长度高达 30 m, 所以栈桥采取直立式钢管桩基 2004. 京: 人民交通出版社, 础的设计和施工已无法抵抗涌潮的强大水平推力, 鉴于此施工情 [ 4] JTJ 0412000 , S] . 公路桥涵施工技术规范[ 况, 多次召开专家论证会, 在国内率先采用斜钢管桩栈桥基础形 [ 5] 张之强, M] . 北京: 人民交 李道辅. 公路施工手册桥涵下册[ 式, 有效的抵抗了钱塘江涌潮的水平推力, 斜桩采用悬打法施工, 2005. 通出版社, 大大的节约了施工成本, 取得了良运专线铁路平曲线半径不得小于 7 000 m 的限制, 使 。 得在山区选线中会出现很多中长隧道和短隧道群 这些隧道一 有的甚至直接穿越第四系全风化层, 即使是在穿越 般埋深较浅, 岩石地层时也不可避免地会遇到破碎层, 加之地下水发育, 给隧 道施工造成很多困难。 为保证动车组通过隧道的气动性满足安全运行和乘客舒适 2 度的要求, 客专隧道有效断面一般不小于 100 m , 级别低的围岩 2 对隧道围岩超前支护和开挖技术提 段开挖断面甚至达到 173 m , 出了新的要求。大断面隧道初期支护相对普速铁路隧道受力大, 围岩和支护结构的变形更为不易控制 。 另外客专铁路一般采用 无砟轨道形式, 相对有砟轨道对基础的沉降更为严格, 各种施工 方法对基底的保护显得更为重要 。 本文针对全风化层、 岩石破碎层和流塑状黏土层等Ⅴ 级 ~ Ⅵ 级 围岩段的超前支护、 围岩预加固、 开挖方法和初期支护施工技术 进行研究, 确定不同情况软弱或破碎围岩段大断面隧道的开挖及 支护技术。

铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法

铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法

铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法一、前言铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法是一种高效、快速、安全的隧道施工方法。

它通过采用现代机械设备和爆破技术,能够实现大断面隧道的快速掘进和质量保障,适用于各类地质条件和不同隧道类型的施工。

二、工法特点铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法具有以下特点:1. 高效快速:采用机械化设备进行掘进,能够大幅提高工程进度和效率,大幅缩短施工周期。

2. 质量可控:通过合理的爆破设计和现代测量技术,确保施工质量达到设计要求,避免了传统手工开挖的不确定性。

3. 灵活适应:能够适应各种复杂地质条件和不同断面形状的施工要求,具有很强的适应性和灵活性。

4. 安全可靠:通过科学的工艺流程和安全措施,保障了施工过程中的工人和设备的安全,减少了事故风险。

三、适应范围铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法适用于各类大小断面的隧道建设,尤其适用于以下场景:1. 高速铁路和城市轨道交通线路的隧道建设,要求快速且高质量。

2. 复杂地质条件下的隧道施工,如软土层、高风压、高地下水位等。

3. 大断面隧道,如车库、站厅等,需要机械化设备进行快速施工。

工法基于以下原理进行实施:1. 爆破控制原理:通过合理的爆破设计和控制技术,将爆破能量集中在需要掘进的岩石体上,以达到快速掘进和确保施工质量的目的。

2. 机械化掘进原理:采用隧道掘进机等机械设备进行掘进作业,节约人工成本,提高施工效率。

3. 安全控制原理:采取严格的安全措施,保护工人和设备的安全,减少施工事故风险。

五、施工工艺铁路隧道钻爆法大断面机械化快速掘进施工工法包括以下施工阶段:1. 前期准备:包括方案设计、设备选型、人员组织等准备工作。

2. 隧道掘进:通过隧道掘进机进行机械化的掘进作业,控制好掘进速度和进度。

3. 爆破作业:根据岩石特性和施工要求,进行合理的爆破设计和爆破作业,确保安全和质量。

4. 支护衬砌:根据隧道设计要求,进行支护衬砌作业,确保隧道的稳定性和使用寿命。

超大断面隧道开挖技术

超大断面隧道开挖技术

三、CRD法施工
3.施工工序间距
CRD法施工开挖步序示意图
3 1
3
1
3部 施工 导洞
1部 施工 导洞
4
2
3部 施工 导洞
1 部 施工 导洞
4
2
一般地段Ⅲ-Ⅲ Ⅲ
4
洞口地段Ⅲ-Ⅲ

视稳定情况临时支撑待拆除段
水平支撑段
3 部施工导洞
3

二次衬砌施工段
2
水平支撑段 水平支撑段
1
1 部施工导洞


仰拱已施工段


汉诺威~维尔茨堡 曼海姆~斯图加特 汉诺威~柏林
科隆~法兰克福 马德里~塞维利亚 汉城~釜山 台北~高雄
西班牙 韩 国 中国台湾
二、工程概况
笔架山隧道位于普兰店湾北一公里处,隧道进口 里程DK67+255,出口里程DK67+600,隧道全长345m; 隧道位于直线上,隧道内进口至DK67+450为16‰的上 坡,DK67+450至出口为3‰的上破;隧道最大埋深约 31m。
初期仰拱施工段

三、CRD法施工
4.施工步骤
(1)超前支护
进洞时拱部采用φ 108 大管棚配合小导管超前注浆加固地 层,其它地段拱部采用超前小导管超前注浆加固地层。 超前支护类型及参数
序 号 超前支护类型 使用范围 洞口段 DK67+272~DK67+292 DK67+543~DK67+583 暗洞段 DK67+272~DK67+583 参数 Φ 108×5mm热轧无缝钢管,环向 间距30cm,节长3m、6m,仰角 1°,长度80m。注浆压力0.71.0Mpa。 L=3.5m外径42mm,壁厚3.5mm热 轧无缝钢管,仰角10°,环向间 距50cm,注浆压力0.4-0.6Mpa

超大断面隧道开挖方法

超大断面隧道开挖方法

超大断面隧道开挖方法辜建军(中铁二十三局集团第三工程有限公司,四川成都61I130)应用科技j__1毡蕊-誉瓢疑镪≈崃藿飞奎曦商畏警文拳褥鬻磷谖警撼嚣除法薅獠禽瓷蠢撩海等多穗谴芙冁煎隧遘蠢猿灏篱祷攀誊.i i;i}i≮《。

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j随着国内铁路等建设进入新的大发展时期,大断面隧道数量也随之增加,在大断面隧道开挖施工中由于需要考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及空气动力学的影响等多方面因素而使隧道开挖难度大大增加,也使得隧道开挖成为全线控制的关键环节。

1全断面开挖法全断面开挖具有较大的工作空间,适用于大型配套机械施工,且其施工速度快,并由于是单工作面作业而便于施工组织和管理;但由于该种方法开挖面大而导致围岩相对稳定陛刚氐,同时由于每循环工作量相对较大要求有较强的开挖、出渣能力及相应的支护能力。

该种工艺施工时宜采用液压凿岩台车,隧道较短则可采用多功能台架气腿凿岩钻7L 技术:装渣则宜采用大斗容的铲装机、挖装机或装载机,锚杆施工可根据现场情况选用凿岩台车、锚杆台车或锚杆钻机,混凝土喷射应采用喷射能力不小于5m3/h的湿喷机,条件允许则可采用集装料、配料和喷射于—体的喷射三联机。

全断面开挖应有较大的断面进尺比以求获得较好的爆破效果,但由于开挖断面大、用药量大导致爆破引起的震动较大,因此需进行严格的爆破设计,对于有严格振动要求的隧道应采用可刚氐炸药用量30%,爆破振动减小50%的下导洞超前法开挖。

2台阶法所谓台阶开挖法即是将断面横向分割为两个或三个部分来分别进行开挖,其根据地质条件、断面大小和机械配备隋况可分为两台阶或三台阶,台阶开挖法对围岩的使用范围很广,对开挖设备的配置较全断面法要求低,但采用该种方法施工应注意台阶长度的选择,一般根据初期支护形成闭合断面的时间要求和上半断面施工时开挖、支护以及出渣等机械设备所需空间大小要求进行选择,—般在钻爆法开挖的石质隧道内采用长台阶法而在机械开挖的土质隧道内采用短台阶法。

全断面开挖施工工艺

全断面开挖施工工艺

全断面开挖施工工艺一、工艺概述全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺,适用于铁路客运专线隧道的Ⅱ级围岩地段,全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。

二、适用条件隧道Ⅱ级围岩设计采用全断面开挖。

全断面开挖采用全断面掘进台车钻孔,光面爆破,以保证隧道一次成型,并减少对围岩的扰动。

三、作业内容⒈施工测量;⒉凿岩台车就位;⒊钻孔;⒋装药;⒌起爆;⒍通风;⒎出渣。

四、质量检验标准⒈隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。

⑴检查数量:每一开挖循环检查一次;⑵检查方法:采用仪器测量。

⒉隧道开挖必须严格控制欠挖。

当围岩完整、石质坚硬时,岩石个别突出部位(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌必须小于5cm。

拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

⑴检查数量:每一开挖循环检查一次;⑵检查方法:采用自动断面仪等仪器测量周边轮廓断面,绘断面图与施工图断面核对。

⒊洞身开挖必须核对地质。

在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙的结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等,核对施工图地质情况,判断围岩稳定性。

⒋光面爆破或预裂爆破钻孔眼,必须根据钻爆设计图准确标示出钻孔位置。

钻孔时必须按钻爆设计要求严格控制钻孔的间距、深度和角度。

掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。

周边眼的间距允许偏差为5cm,外插角必需符合钻爆设计要求,孔底不得超过开挖断面轮廓线15cm。

⑴检查数量:每一开挖循环检查全部掏槽眼和10%周边眼;⑵检查方法:测量。

⒌光面爆破的钻孔痕迹保存率。

硬岩不得小于80%,中硬岩不得小于60%,并在开挖轮廓面上均匀分布。

⑴检查数量:每一爆破开挖循环检查一次;⑵检查方法:对照钻爆设计资料,观察、计数检验钻孔痕迹保存率。

五、施工准备⒈编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书;⒉确定卸渣场的位置和范围,汽车运输道路的引入和其他运输设施的布置;⒊施工用风、用水和用电设施布置。

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨摘要:随着我国高速铁路和客运专线的建设,出现了大批的超大断面隧道,这些隧道的开挖断面面积往往在150m2以上,对于软弱破碎围岩,超大断面隧道的施工难度很大。

本文对其进行阐述。

关键词:超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法前言:近年来,国家加大了交通基础设施建设,特别是客运专线和高速铁路建设进入了前所未有的高峰期。

以“四纵四横”为重点,规划中的客运专线大部分项目己经开工建设,有的即将竣工,剩余项目也将陆续开工。

高速铁路对路线线形要求较高,因而在山岭地区,桥隧占全线的施工比重大。

高速铁路一般设计列车时速为200~250Km/h,为了克服高速列车在隧道内运行所引起的空气动力学问题,新建的高速铁路隧道基本采用双线隧道,线路中超大断面隧道在山岭地区相继出现,这些隧道净空面积为100m2以上,开挖断面面积达到150m2以上。

特别是对于软弱破碎围岩,超大断面隧道的施工难度大,而以往所建的单线铁路和普通铁路隧道基本上是采用传统的矿山法修建,但是工程实践证明,随着隧道跨度和断面的增大,围岩变形的时间效应将进一步显现,隧道开挖引起的应力重分布对隧道的稳定性影响更大,特别对于软弱破碎围岩,这些影响更为明显。

一、软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法一般为台阶法、预留核心土环形开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等,如图1所示。

上述分部开挖的工法是为了通过小断面、支护及时封闭、临时支护或支撑等技术来保证隧道稳定性,这些开挖支护方式有其积极意义,但它限制了大型隧道施工机械的使用,进度慢、安全性差,在遇到深埋条件时,往往还不能实现变形控制要求。

另外,施工一味为了安全而采用过量的支护措施和多分部施工方法,施工工期长,有时又因支护不当而出现安全、质量事故。

图1隧道常见的开挖工法图软弱破碎围岩的研究目前多集中在矿山领域,而在铁路隧道方面的研究较少。

矿山巷道与隧道的差别很大,矿山巷道的断面尺寸一般较小,使用时间较短,对围岩变形控制要求低,而隧道相对断面尺寸较大,使用年限较长,对围岩变形的控制也较高,这些差别也就决定了两者研究的侧重点必然不尽相同。

深埋超大断面单拱隧道开挖有限元分析

层 ,上 下 台 阶进 度 相 差 l ,每 次 5m
。 j j 蜘 0 杂 土土层 20 0
22 0 0 2 0 0 4 25 0 0
a _
2 5 1 5 2 0 04 . 03 . 02 .5 0. 2 1 5 2 0 2 5 3 0
进 深 与 导 坑 相 同 。 隧 道 断 面 施 工先
后 顺 序 如 图 l,开 挖 尺 寸 和 面 积 见
表 1 。
最 大 开挖 宽 度2 .8T;襄渝 线 狗磨 0 6 l i 湾 隧 道 开 挖 跨 度 为 2 . 0 5m, 断 面达 2 0 ;渝 怀 线 杉 树 陀 三 线 车 站 隧 6 m
mm ,纵 向和 横 向间距 均 为 1 5 ; . m 二 衬 作 为 安 全 储 备 采 用 钢 筋 混 凝 土
衬 砌 ,厚 lm。 隧道 采 用 2 种施 工 设
m , 属 于极 少 见的超 大跨 单拱 隧道 ,在 其 开挖 前先 进 行 有 限元 分 析 ,
分别 从 开挖 稳 定性 、锚杆 轴 力、初 衬 受 力和 围岩 变形 等4 面对 特 大跨 方 隧 道 的 开挖 方 案 修建 技 术进 行 了分 析和 讨 论 ,得 出一 些有 益 的 结论 ,
1 工程概况
本 超 大 断 面 单 拱 隧道 为 铁 路 隧
0m . I T 道 开挖 最 大 宽度 2 . 8m ,最 大 高度 道 ,埋 深 8 ,跨 度41 1I ,高 度 1 1 1 I 5I ,开 挖 断 面2 3 4 D 。隧道 建 2 . 7 T 4 .6I _ 2 51 ,断面 面积 8 9 1 73I 3 1 2 .5 i F 。埋 设 中 出 现 了 “ 、 长 、 大 、深 ” , 多 深0 ~3m为杂 土 土层 ,埋深 3 4I ~1 T i

客专线铁路大断面隧道开挖施工技术

隧道 开挖 施工 中 的—些 难题 。
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....
......
....
2 三台阶法施工工艺简介 21 开挖 爆破 . 三台阶开挖采用挖掘机或 ^ 工风镐开挖 , 开挖采用光面爆破 , 局部坚硬 地层采用微振动爆破, 卸汽车出碴 , 自 初期支护紧跟掌子面。 机械配备 自 制多 功能作业台架人工钻孔 、装药, T2 凿岩机配合 ,L 5 侧卸装载机装碴, Y -8 ZC0 自卸汽车运输。 上台阶采用斜眼掏槽。周边跟装药采用空气柱间隔不耦合装药 , 导爆索 连接, 炮眼均用炮泥堵塞 , 长度不小于 3 c 。 0 m 其它眼采用连续装药方式。 起爆 网路采用非电导爆管微差起爆网络 , 电雷管引爆。 颐序为 : 起 掏槽眼—掘进 眼一内圈眼一 周边眼叫 芪 板眼。三台阶开挖示意、 炮眼布置见图 1 。 2 工艺 流程及 工艺 . 2 要求 开 挖步 骤及 开挖 工 艺 流 程 见 图 2和 下
— — — — —
武广铁路客运专线 X T 标牛轭湾隧道 , XJ 1 1 全长 9 3 ,隧道最小埋深 8m 1 m, . 隧道通过大部分为1 V级围岩。隧道开挖断面大, 0 V、 全断面积约 10 6m, 开挖断面横向宽度 1. m 高度 1. m 46 , 9 2 4 。该隧道穿越地层地质复杂, 8 地质风 险大, 不良地质较多, 存在断层破碎带和岩面接触不整合等不 良工程地质现 象, 由于山势较高且偏压 , 分布有碎石土及粉质黏土层 , 易风化 , 遇水极易软 化, 隧道开挖易塌方。地下水丰富。以往的大断面隧道施工大部分都采用 C D 法等工法开挖, 本工程采用三台阶( 临时仰拱 ) 法施工 , 成功的解决了大断面
表。
图 1三 台阶 开 挖 示 意 、 眼 布 置 图 炮

隧道开挖施工(全断面、台阶法)-10月份第四周学习内容

2.3隧道开挖施工隧道开挖方法应根据隧道的地质条件,隧道的断面尺寸,机械设备配置,以及周边条件等因素综合选择,常用的的开挖方法有全断面、台阶法(两台阶、三台阶)、中隔壁法(CD法),交叉中隔壁法(CRD 法),双侧壁导坑法。

2.3.1全断面开挖施工全断面开挖:隧道开挖时整个断面一次爆破成型的施工方法,适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ~Ⅱ级围岩地段,Ⅲ级围岩单、双线铁路隧道采取了有效的预加固措施后,可采用全断面开挖。

开挖循环进尺应根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。

一、作业内容施工测量、钻爆设计、凿岩台车或开挖台架就位、钻孔、装药起爆、通风、出渣。

二、工艺流程图全断面开挖施工工艺流程框图及施工方法示意图见图2.3.1-1。

三、工序步骤及标准(一)施工准备1.编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书;2.按计划准备充足开挖、支护所使用的各项材料,使其满足施工要求。

施工设备及各种机料具已准备就绪;3.施工人员经过培训,均能满足现场施工要求;(二)超前地质预报1.在施工过程中通过超前预报对地表及围岩变化情况进行监测,随时掌握动态情况,提前研究技术措施和施工方案。

2.隧道施工地质超前预报手段可采用常规地质分析法、超前水平钻孔法、反射波法等。

地质分析法可对开挖作业面的地质情况进行准确判定,超前水平钻孔可预测前方30m的地质情况,地震波反射法可预测前方100~150m的地质情况。

3.地质超前预报应做到准确及时,动态预报可能发生地质灾害的位置、性质,为验证和修改(变更)设计及调整施工方案提供依据。

当地质条件和设计不符合时,应及时会同各方进行设计变更,以便修改支护参数或开挖方式,确保施工的安全。

(三)施工测量测量技术人员利用洞内中线控制桩点,画出工作面开挖轮廓线,并标记出钻孔位置。

(四)凿岩台车(多功能台架)就位根据工作面的开挖轮廓线把凿岩台车(多功能台架)开到指定位置,固定台车,并调整台车的高度,便于工作。

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铁路客运专线大断面隧道开挖方法分析
摘要隧道建设已开始跨入“大断面化”时代,在大断面隧道开挖施工中,要求采用快速、安全的施工方式,以保证围堰、掌子面稳定性。

对此,本文首先对大断面隧道工程常用开挖施工方式进行介绍,然后以某铁路客运专线为研究对象,对大断面隧道开挖施工技术要点进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。

关键词铁路;大断面隧道;双侧壁导坑
1 引言
随着交通量的提升,铁路隧道必须拓宽,大断面隧道工程应运而生,并已经成为大运输量铁路工程运输发展趋势。

大断面隧道工程开挖施工方式有很多种,比如台阶法、双侧壁导坑法、三台阶七步法等等,只有合理选用开挖方式,并加强施工技术控制,才能够保证工程项目建设的顺利进行。

因此,对大断面隧道工程开挖施工技术进行详细探究迫在眉睫[1]。

2 大断面隧道开挖技术
2.1 双侧壁导坑法
①开挖左导洞上台阶,再施工其初衬和临时支护;②开挖左导洞下台阶,再施工其初衬和临时支护;③开挖右导洞上台阶,再施工其初衬和临时支护;④开挖右导洞下台阶,再施工其初衬和临时支护;⑤开挖核心土上部,再施工其初衬;
⑥开挖核心土中部,再施工其临时支护;⑦开挖核心土下部,再施工其初衬;⑧拆除临时支护,再施工全环二衬。

2.2 三台阶施工
①先施工超前支护,然后开挖上弧型导航,再施工初衬;②开挖中导洞左上边墙,再施工其初衬;③开挖中导洞右上边墙,再施工其初衬;④开挖中导洞左下边墙,再施工其初衬;⑤开挖中导洞右下边墙,再施工其初衬;⑥依次开挖中导洞核心土上、中、下台阶;⑦开挖仰拱,再施工其初衬,最后施工全环二衬。

2.3 CRD法
①开挖左导坑上部,再施工其初衬和临时支护;②开挖左导坑下部,再施工其初衬和临时支护;③开挖右导坑上部,再施工其初襯和临时支护;④开挖右导坑下部,再施工其初衬;⑤拆除临时支护,再施工全环二衬[2]。

3 工程背景
某铁路客运专线隧道工程里程7238m,隧道最大埋深处约为225m,其最小
埋深处约7m。

隧道围岩为砂岩夹泥岩,但风化程度不同,隧道上方的围岩分为全风化、强风化、弱风化3种。

最上层地表出露为全风化层,厚度10~3.5m,属Ⅲ级硬土;中间为强风化层,厚度24~20m,属Ⅳ级软石;弱风化层,厚度55~0m,属Ⅳ级软石[3]。

4 双侧壁导坑法模拟
新奥法施工的主要思想是通过施工量测合理控制施做支护结构时间,充分发挥围岩自身承载能力。

在实际施工过程中,隧道从开挖到施做支护结构,其间均有一定的时间间隔,时间间隔的长短会直接影响围岩的位移变形和支护结构、二次衬砌的内部受力状况。

在应用FLAC3D软件进行隧道开挖动态开挖过程中,通过围岩应力逐步释放的方法来实现
(1)开挖隧道左侧上部①,每次循环开挖进尺设为3m,由于隧道开挖和施做初支存在一定时间间隔,应力释放25%,计算平衡;距离左侧上部①掌子面3m处,施做初期支护和临时支撑,每循环长度设为3m,初期支护和架立工字钢(临时支撑)采用不占空间的壳结构来模拟,此时采取应力释放60%,计算平衡。

(2)距离左侧上部①掌子面3m处,开挖隧道左侧下部②,每次循环开挖进尺设为3m,由于隧道开挖和施做初支存在时间间隔,应力释放25%,计算平衡;距离左侧下部②掌子面3m处,施做初期支护和临时支撑,每循环长度设为3m,初期支护和架立工字钢(临时支撑)采用不占空间的壳结构进行模拟,隧道左侧下部初期支护和临时支撑完成后,使左侧导洞的初期支护和临时支撑形成封闭的环状。

此时采取应力释放60%,计算平衡。

(3)距离左侧上部①掌子面6m处,开挖右侧上部③,每次循环开挖进尺设为3m由于隧道开挖和施做初支存在一定时间间隔,应力释放25%,计算平衡;距离右侧上部③掌子面3m处,施做初期支护和临时支撑,每循环长度设为3m,初期支护和架立工字钢(临时支撑)采用不占空间的壳结构来模拟,此时采取应力释放60%,计算平衡。

(4)距离右侧上部③掌子面3m处,开挖隧道右侧下部④,每次循环开挖进尺设为3m,由于隧道开挖和施做初支存在一定时间间隔,应力释放25%,计算平衡;距离右侧下部②掌子面3m处,施做初期支护和临时支撑,每循环长度设为3m,初期支护和架立工字钢(临时支撑)采用不占空间的壳结构来模拟,隧道左侧下部初期支护和临时支撑完成后,使右侧导洞的初期支护和临时支撑形成封闭的环状。

此时采取应力释放60%,计算平衡。

(5)距离右侧上部③掌子面12m处,开挖隧道中间顶部⑤,每次循环开挖进尺设为3m,由于隧道开挖和施做初支存在一定时间间隔,应力释放2500,计算平衡;距离中间顶部⑤掌子面3m处,施做初期支护,每循环长度设为3m,初期支护采用不占空间的壳结构来模拟,此时采取应力释放60%,计算平衡。

(6)距离中间顶部⑤掌子面3m处,开挖隧道中间中部⑥,每次循环开挖
进尺设为3m,应力释放25%,计算平衡。

(7)距离中间中部⑥掌子面3m处,开挖隧道中间底部⑦,每次循环开挖进尺设为3m,由于隧道开挖和施做初支存在一定时间间隔,应力释放25%,计算平衡;距离中间底部⑦掌子面3m处,施做初期支护,每循环长度设为3m,使整个隧道断面初期支护封闭成环(包括左右导洞的临时支护)。

初期支护采用不占空间的壳结构来模拟,此时采取应力释放60%,计算平衡。

(8)距离中间底部⑦掌子面12m处,拆除临时支撑,施做二次衬砌,应力完全释放,计算平衡。

隧道开挖过程中,在隧道的拱顶和拱底产生竖向位移极值,在隧道洞室左右两侧中部产生水平位移极值,在此处设位移监测点,如图1所示。

由云图可得测点在不同施工水平位移如图2和图3所示。

5 结束语
综上所述,在本工程施工中,采用双侧壁导坑施工技术进行铁路客运专线大断面隧道开挖,并应用FLAC3D软件进行隧道三维动态施工模拟,在隧道横断面内,随着各部分的开挖,出现竖向位移极值,左、右拱腰处产生水平位移极值,均在隧道断面开挖完成后达到极值,施做初期支护和二次衬砌后,围岩位移基本没有变化。

另外,在隧道纵断面内,隧道全施工过程中,在掌子面前方的围岩产生了竖向位移,发生了应力重分布,处于受压状态,且产生了塑性变形区域,开挖影响范围约在掌子面前方一倍隧道跨度长度以内。

施作初期支护和二次衬砌后,最终达到稳定。

参考文献
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