隧道开挖

摘要： 以乐雅高速公路光华山隧道三台阶法开挖工程为例,利用有限元软件ABAQUS研究隧道开挖对围岩变形和关键点位移的变化规律,并将现场实测结果与数值结果进行对比分析。结果表明,隧道开挖过程中围岩水平位移小于竖向位移,且变化较小;与拱顶沉降相比,隧道开挖过程使拱腰水平收敛所需稳定时间更长;隧道开挖会导致拱顶发生沉降且仰拱出现隆起;左右侧拱脚和拱腰均向隧道中心移动,且与拱脚相比,隧道开挖对拱腰的水平位移影响更大。实测结果证明数值模拟规律的正确性,可为隧道支护设计及开挖方法选定提供依据。

摘要： 为了研究隧道开挖对管线变形的影响,本文以重庆轨道交通某车站区间隧道下穿既有电力管线的实际工程为研究背景,采用ABAQUS建立了三维数值模型,分析管线与隧道的垂直净距、管线覆土深度、管线与隧道夹角、管线材料、分步开挖等因素对管线沉降变形及轴向变形的影响。研究结果表明:随着垂直净距的增大,管线沉降变形先增大后减小,轴向变形在数值上和范围上都增大;管线覆土深度对管线沉降变形影响较小,但覆土深度会改变管线轴向变形方向;夹角的改变主要影响管线沉降范围,对沉降最大值影响较小,轴向变形范围和最大值随着与隧道的夹角减小而增大;在隧道开挖面接近管线时,对管线变形的扰动甚微,管线沉降变形主要发生在下穿管线阶段和离开管线阶段。

摘要： 玄武岩台地是一种特殊的地貌类型,常发育成蠕变型滑坡。以浙江省新昌县上三高速某段为研究对象,采用三维数值模拟的方法,对不同降雨工况下的隧道开挖玄武岩台地区边坡稳定性进行了分析评价。首先,在详细的地质资料基础上采用三维模拟软件进行建模,继而基于P-III型分布曲线确定降雨重现期,并采用岩土软件FLAC3D进行隧道边坡开挖下的变形模拟,最后进行不同降雨重现期下的边坡稳定性及变形特征分析。研究结果表明:随着削坡工程的进行,由于坡度变陡,导致位移发生突变,同时应力释放;随着隧道的开挖,开挖处上部出现下榻,底部出现隆起,并且最大位移主要产生在较高山体隧道开挖一侧。降雨强度对玄武岩台地型边坡的稳定性影响较大,最不利工况为100年一遇降雨工况,此时滑坡稳定性系数为0.975,最大变形量为8.0 mm。分析其原因,主要是玄武岩台地滑坡的稳定性与硅藻土滑带、节理裂隙面的发育、降雨入渗滞后性有明显的相关性。该研究成果可为同类滑坡的稳定性评价提供参考和依据。

摘要： 以省道205线老龙山隧道为工程背景,在考虑围岩产状影响的条件下利用萨道夫斯基爆破经验公式对老龙山隧道附近既有建筑的爆破影响进行了分析研究。采用最小二乘法对48组现场监测数据进行回归分析,分别得出了爆破振动传播方向与地层产状方向垂直时和平行时的萨道夫斯基爆破经验系数K、α,并以此绘制出两种情况下的爆破振速与距离关系曲线。结果表明:爆破振速沿地层产状垂直方向传播时比沿平行方向传播时大,爆破振动点距离建筑物越近这种趋势越明显,最大爆破振速沿地层产状垂直方向比沿平行方向提高了45.13%;浅孔毫秒延时光面爆破掘进法对爆破振动控制作用大,附近地表振动监测值均小于0.005 cm/s,远小于最小安全允许标准。研究结果可为城市周边爆破施工对既有建筑安全运行提供参考依据。

摘要： 兴泉铁路(兴国—泉州)于都一号隧道下穿樟木压扭性断裂带,须穿过155 mⅥ级富水松散砂土夹碎块石地层。施工开挖遇到突水涌泥、塌方变形的风险极大。通过现场试验、数值模拟等手段,对Ⅵ级围岩段地表深孔注浆固结地层技术进行了研究。结果表明:采用刚性袖阀管注浆法对隧底以上隧道开挖面及开挖轮廓线外5 m地层进行止水和加固,围岩竖向变形量减小35%以上,衬砌竖向应力降低50%,塑性区减少1.5 m。现场试验验证了浆液得到有效扩散,能较好控制Ⅵ级围岩隧道的开挖变形。

摘要： 隧道钻孔爆破开挖技术在城市越岭长隧道中的应用能够有效地提高施工效率,节约建造成本。然而受周边环境的影响,爆破有害效应的影响日显突出,特别是爆破振动影响成为爆破开挖制约的主要因素。根据大盘山城市越岭长隧道进出口段爆破开挖过程中对周边建筑振动影响的实际监测,分析了不同围岩爆破地震波传播衰减规律。结果表明:相同围岩等级下,围岩完整性与萨道夫斯基公式中的关键参数K、α取值存在反相关性,即在相同围岩等级下,完整性越好,关键参数取值越低。建议进口段K、α值分别为350和1.9,出口段250和1.85,并绘制了三个代表性装药量下的爆破振动速度传播曲线。根据绘制的曲线以及现场建筑对振动速度的控制要求,确定了隧道爆破开挖距离洞口的起始位置。为进出口围岩等级和完整性较差、且周边拥有密集建筑群的实际隧道开挖工程提供参考。

摘要： 管幕隧道施工对既有上覆管线附加位移有着显著的影响,根据附加位移可以计算既有管线的形变和内力变化,附加位移的确定是验算既有管线形变和强度要求的关键。管幕隧道施工对上覆既有管线附加位移的影响包括注浆压力引起的既有管线向上隆起和隧道开挖引起的既有管线向下沉陷两个部分。分别采用劈裂注浆理论和随机介质理论计算得到的地表竖向位移的修正值作为两种作用下引起的既有管线位置处土体竖向位移的代表值。通过两者的叠加得到管幕隧道施工引起的上覆既有管线总的附加位移,并给出了两种理论下的修正参数建议表。研究结果表明,文中提出的方法和修正参数建议表能够适用于浅埋管幕隧道工程对上覆既有管线竖向附加位移的计算。

摘要： 使用钻爆法开挖隧道过程中最容易产生的问题就是断面超欠挖,严重的超欠挖会妨碍隧道的正常施工,为有效减少超欠挖量,引入新型的三维激光扫描技术对隧道进行超欠挖检测,先使用三维激光扫描仪采集隧道开挖后实际点云数据,并进行点云数据预处理,再与设计断面对比,计算出超欠挖量、超欠挖面积、超欠挖体积等参数,用参数结合图像的方式即可展示隧道的开挖状态。在实际隧道工程中使用该检测方法,取得了良好的效果,对隧道后续施工方案调整提供依据,为该检测方法的推广使用提供参考。

摘要： 因超大断面隧道具有跨度大、结构稳定性差等特点,在同一隧道工程中需要根据不同的围岩等级和跨度进行变换工法来保证隧道建设顺利完成。目前对工法转换的施工工艺尚无标准可依,针对这一情况,文章以海沧疏港通道工程为例,在CD法施工段与双侧壁导坑法施工段之间采用10m延伸过渡段进行工法转换,在过渡段中挑顶扩挖形成作业面为双侧壁段施工台架提供作业空间,进而将CD段中隔壁逐渐偏移至双侧壁段中心位置,完成工法转换。采用该施工工艺不仅避免对双侧壁段各个导坑的施工造成影响,同时改善了临时支护的受力状况,维持了掌子面附近围岩的稳定。最后将数值模拟得到的结果与现场实测结果对比大致吻合,验证了工法转换施工工艺的可行性。

摘要： 应用悬臂式掘进机进行隧洞开挖具有较高的适应性和灵活性,能够应用于不同的支护模式和断面的挖掘,快速完成施工,具备后续施工优化、有效节约成本的优势,针对隧道的开挖施工具有良好的应用价值[1]。介绍悬臂式掘进机隧道开挖方式与传统方式的对比及具体施工工艺,分析隧道施工中悬臂掘进机的应用性,并以XTR6/260型号悬臂掘进机为例进行应用分析,旨在为施工单位提升隧道开挖的施工管理提供借鉴。

摘要： 为研究复合岩体中隧道开挖的问题,引入考虑胶结尺寸的岩石微观接触模型,以离散元方法为手段,模拟了复合岩体在不同初始地应力条件下隧道开挖引发的破坏过程,就宏观围岩扰动区、最大主应力、胶结破坏进行分析,并讨论了复合岩体情况与均质岩体情况的区别.结果表明:宏观围岩扰动区面积比随地应力的增大而增大,可能导致宏观大变形甚至破坏;地应力10MPa 时,未发生胶结破坏,20MPa、30MPa、40MPa 均发生破坏,胶结破坏数随地应力的增大而增多,且以拉剪和压剪破坏为主;最大主应力从环向看呈下垂水滴状且向下方向最大,在225°,270°和315°方向的最大主应力与离隧道中心的距离成正比;复合岩体在层理面处呈现应力不连续现象.

摘要： 针对我国近年来软岩隧道施工塌方事故不断,采用分部开挖法或多台阶法施工时施工工序繁琐、材料浪费严重、掘进效率低的状况,以稳定隧道开挖面围岩、提高掘进效率为目的,研究超前预加固对软岩隧道开挖面稳定性的影响,研究发现:采用玻璃纤维注浆锚杆对开挖面前方待挖核心土进行预加固,能明显改善围岩的工程特性;隧道开挖面玻璃纤维注浆锚杆加固密度达到0.69根/m2时,开挖面水平位移、地表位移变化以及开挖面前后方拱顶沉降位移比未采用玻璃纤维注浆锚杆加固时急剧减小,开挖面前方待挖核心土体未采用玻璃纤维注浆锚杆加固条件下贯穿的剪切滑移面,再经玻璃纤维注浆锚杆加固后转变为了顶部和底部的局部破坏区,隧道开挖面前方待挖核心土的塑性区深度大大降低,由此推断超前预加固能够提高软岩隧道开挖面的稳定性.研究成果具有重要的理论意义和应用价值.

摘要： 通过建立有限元数值模型,对乌鲁木齐地铁一号线下穿乌准铁路桥的盾构施工过程进行模拟分析.并根据模拟结果,分析隧道开挖对桥梁桩基础的影响:隧道左、右线开挖后,由于受隧道开挖卸载影响,靠近隧道的桩基一侧发生沉降,最大沉降量为2.5mm.对比加固前后桩基位移,发现注浆加固后桩基沉降量减小,桩基状态更加稳定.

摘要： 轨道交通及矿山隧道开挖过程中经常遇到各种地质问题,严重影响工程施工进度及生产作业人员的生命安全,而化学材料具有多样性,其性能指标灵活多变,选择合适的材料类型能够解决各种地质缺陷问题,在应急抢险、防渗堵漏应用中具有较大优越性,经过多年的实践应用及随着化学灌浆设备的普及,已经有很多的成功经验,本文通过大量检索隧洞治理难题及工程经验,结合化学灌浆材料特点,分析了不同材料对应能解决的不同类型隧洞问题,以期正确指导工程实际应用.

摘要： 各向异性岩层中浅埋隧道的稳定性分析和(预)支护的工作效率对于设计、施工有重要意义.以土体稳定性和支护内力为研究标准,基于收敛-约束理论,通过控制变量及反分析方法,对土体依次选取莫尔-库伦、硬化土、各向异性非线性模型,并对支护-土体间的接触形式和有无相对位移的条件进行区分,以研究上述本构的选取对模型计算准确性的影响.利用CESAR-LCPC进行二维三维计算.同时,在此模型的基础上计算不同开挖步长、支护距离下,地表沉降、支护变形、达到开挖稳态的位置,并与已有文献进行对比分析,验证计算结果的可靠性.本文针对了法国土伦南部隧道开挖的工程实例,探讨了在复杂地质条件下隧道开挖的短期稳定性,验证了本工程中的各向异性非线弹性模型的应用.

摘要： 浅覆盖隧道穿过软弱岩体,岩体为厚层块状砂岩,砂岩因长期地下水而软化,砂岩的岩石单压强小于3MPa.静力分析模拟隧道开挖程序,在静力3D数值分析完成后,即三孔隧道完成后,并设置内衬砌,假设多年后初始支撑之喷凝土强度弱化为岩体强度,并假设三孔隧道遭受地震力,地震力分别为平行隧道轴向、垂直隧道轴向及垂直重力方向.地震波的自由场加速度历时曲线采用气象局在921大地震所测得资料,利用FLAC3D进行动力分析,历时时间间隔为0.01秒,持续时间10秒,并进行滤波及基线校正,采用Rayleigh阻尼,人工边界采用自由场边界,于模型底部设置黏性边界,并于模型底部直接施加加速度.动力分析结果,比较三孔隧道在静力作用下及动力作用下,内衬砌的应力变化情形及三孔隧道可能的破坏.分析结果显示由于覆土深度不一,可能会造成内衬砌斜向龟裂,可采用纵向钢筋克服;顶拱及仰拱内衬砌最小主应力(受张)在地震过程中,有突然大幅增大现象,可能造成顶拱及仰拱混凝土的张裂,可采用环向钢筋以避免顶拱及仰拱混凝土产生纵向龟裂;上述分析结亦可用来说明在921大地震中遭受破坏的浅覆盖隧道.

摘要： 台湾降雨量丰沛且地质破碎,山区蕴藏丰富地下水资源,山岳隧道施工遭遇渗涌水问题极为常见,对于隧道施工安全与工期造成相当程度的影响,因此隧道开挖出水量推估极为重要.由于台湾山区地质多破碎且降雨不均等特性,水文地质条件复杂多变,简易的出水量推估方法不容易获得较佳的结果,故本文乃提出三维水文地质模式分析方法,考量不同场景组合(包括不同降雨补注条件、不同等级水文地质环境等),进行不同情境模拟分析,并以实际工程案例推估不同情境可能的出水量,经与实际开挖出水量比对,显示本文所采用方法值得参考.

摘要： 以三峡水运新航道的泄水通道盾构开挖工程为背景,以构造应力场下并行的6条浅埋隧道为研究对象,采用有限差分方法建立三维隧道开挖模型,将构造应力视为沿深度线性变化的水平初始应力,再叠加自重应力以模拟初始应力场.在此基础上,对隧道依次施工引起的地表竖向变形演化规律和围岩应力分布特性进行深入讨论,揭示出隧道围岩应力分布特性和围岩变形规律的一致变化关系,探讨了构造应力大小和隧道间净距对围岩变形和应力分布的影响.研究结果表明:开挖使隧道围岩形成上下型的承载拱;邻近隧道开挖对原隧道的拱顶隆起和应力集中有削弱作用;地表隆起对构造应力水平和隧道间净距变化较为敏感.

摘要： 依托新建京张铁路西黄庄隧道工程,基于有限差分法建立三维计算模型,重点分析了复杂地质条件下超前加固长度和台阶高度变化对隧道围岩变形特性的影响.计算结果表明:超前加固长度和台阶高度对隧道先行位移有显著影响,超前加固长度的增加可减少先行位移值,但当超前加固长度超过5m时增加趋势放缓;减小上台阶高度能够有效控制洞身水平收敛,并且洞身水平收敛几乎不受超前加固长度的影响;上台阶高度对掌子面挤出变形影响较大,综合考虑上、下台阶掌子面挤出变形,认为开挖时上台阶高度为6m较为合适.

摘要： 依托新建京张铁路西黄庄隧道工程,基于有限差分法建立三维计算模型,重点分析了复杂地质条件下超前加固长度和台阶高度变化对隧道围岩变形特性的影响.计算结果表明:超前加固长度和台阶高度对隧道先行位移有显著影响,超前加固长度的增加可减少先行位移值,但当超前加固长度超过5m时增加趋势放缓;减小上台阶高度能够有效控制洞身水平收敛,并且洞身水平收敛几乎不受超前加固长度的影响;上台阶高度对掌子面挤出变形影响较大,综合考虑上、下台阶掌子面挤出变形,认为开挖时上台阶高度为6m较为合适.

摘要： 本发明涉及隧道施工领域，公开了一种隧道微台阶开挖组合台架，包括上部台架和下部台架，上部台架与下部台架可移动连接，下部台架于中部位置处设有用于钻孔作业的可翻转平台，可翻转平台具有水平分布状态和竖直分布状态，可翻转平台处于竖直分布状态时于下部台架中形成过车通道。其中上部台架与下部台架相互配合实现可移动连接，方便两者之间的相互运动，在下部台架中设置可翻转平台，用于辅助钻孔作业，有利于微爆破的正常进行，可翻转平台呈竖直状态分布时于下部台架中形成过车通道，有利于大型工装的正常通过。

摘要： 本发明属于隧道掘进技术领域。一种无水软土隧道的马蹄形护盾开挖装置及隧道开挖方法，包括主机支架、上护盾总成、侧护盾总成和步履行走总成，上护盾总成和侧护盾总成与隧道端面轮廓匹配支撑贴合，在上护盾总成和侧护盾总成与主机支架之间设置有支撑调整机构，所述的主机支架中部设置有供挖掘机开挖工作的工作平台，在主机支架的下部设置有渣土输送机，主机支架的后端设置有钢拱架拼装机构。本发明采用挖掘机或其他具有挖掘功能的设备进行开挖作业，并设计同步出渣装置，使开挖出渣两个工序同时进行，提高作业效率；本申请中采用可调节式护盾结构和超前湿喷装置，保证各个工序作业的安全性，大大提高了安全支护的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种隧道开挖方法、隧道开挖装置、凿岩台车，涉及隧道钻爆技术领域，隧道开挖方法包括：确定隧道的开挖轮廓，并根据开挖轮廓确定开槽路径；沿开槽路径进行开槽；在开槽路径所围设的区域内，确定爆破孔的位置，并根据爆破孔的位置确定爆破孔的加工路径；根据爆破孔的加工路径加工爆破孔；在爆破孔内装设炸药，并进行爆破。本具体实施例提供的隧道开挖方法可以有效避免超欠挖的情况，提高开挖精度，同时，可避免因超欠挖而导致的回填或补挖，可有效提高开挖效率；另外，爆破区域位于开挖路径所围设的区域内，可有效提高爆破过程中的安全性。

摘要： 本发明公开了一种用于隧道开挖的支架机构及隧道开挖装置，用于隧道开挖的支架机构包括支撑架；安装架，安装架用于安装取芯机，安装架转动设于支撑架、使取芯机能够绕支撑架转动；及驱动组件，驱动组件设于支撑架、并用于驱动安装架转动。隧道开挖装置包括前述的用于隧道开挖的支架机构。在进行隧道开挖尤其是硬岩地层的联络通道开挖时，将该支架机构支撑在预设位置，从而提供取芯机的安装支撑，进行后续的取芯机开挖操作；当钻取一个位置后，驱动组件驱动安装架转动，从而使取芯机绕支撑架转动，取芯机在转动的过程中移动到下一个位置进行开挖操作，不仅操作简单，而且能够与取芯机配合实现对硬岩地层的开挖操作。

摘要： 本发明涉及隧道以及地下工程施工试验技术领域，具体涉及一种用于模拟隧道开挖的模型箱、隧道开挖模拟系统及方法，所述隧道开挖模型箱包括顶部开口底部封闭的箱体(1)，所述箱体(1)的两对侧壁均为双层框架结构，且所述双层框架结构的夹层中适于容纳透明板材；其中一对相对设置的侧壁上均设有横向插销道；另一对相对设置的侧壁上均设有纵向插销道，所述横向插销道与所述纵向插销道中均适于容纳插销，所述插销包括调位插销组(22)和半圆插销组(23)；且所述透明板材与所述夹层配合以及所述插销与各所述插销道配合后，能够使得所述侧壁形成整体密闭的结构。本发明一种用于模拟隧道开挖的模型箱能够模拟多种工况的隧道开挖，具有良好的实用性。

摘要： 本发明公开了一种上软下硬地层隧道开挖支护结构及隧道开挖施工方法，属于隧道施工技术领域。一种上软下硬地层隧道开挖支护结构，其特征是：包括拱盖和隧道下层坚硬岩石，所述拱盖由多个拱形钢架、若干根小导管和喷射混凝土层组成，所述拱形钢架沿隧道方向依次布置并连接在一起，所述拱形钢架的拱角扩大后固定于隧道下层坚硬岩石上，所述小导管设置在拱顶部位并打入隧道上部软弱地层内并且其尾部与所述拱形钢架焊接在一起，所述喷射混凝土层将所述拱形钢架包裹在内部并在拱脚部位形成大拱脚。本发明中的拱盖结构强度高，拱盖的拱脚支撑在两侧稳定基岩上，拱盖荷载可传递至下层坚硬基岩，可与山体共同抵抗荷载，可保证施工安全，并可提高施工效率。

摘要： 本实用新型公开了一种隧道开挖施工台架隧道开挖中的临时横撑支护结构，包括隧道主体和施工台架本体，所述施工台架本体的内壁固定安装有横向安装板，横向安装板的上表面分别固定安装有安装箱和两个横向固定框，安装箱的内壁固定安装有双轴电机，双轴电机的两个输出端均固定安装有延伸至横向固定框内部的螺纹丝杠，螺纹丝杠的表面螺纹连接有螺纹筒。该隧道开挖施工台架隧道开挖中的临时横撑支护结构，在实际使用的过程中，能够通过双轴电机的转动带动螺纹丝杠转动，螺纹丝杠的转动通过螺纹筒使横向支撑板向外伸出，并在液压伸缩杆的作用下与隧道内壁进行抵紧，从而实现临时横撑的作用，且提高了支护的有效性。

摘要： 本实用新型涉及隧道开挖技术领域，涉及一种隧道开挖预支护装置及隧道开挖系统。隧道开挖预支护装置包括护壳，护壳呈弧形，沿护壳的弧度方向设置有第一润滑剂孔；护棒，可拆卸地安装于护壳的第一端，护棒上设置有第二润滑剂孔；推进件，设置于护壳内且推进件的活动端伸出护壳的第二端。该隧道开挖预支护装置通过设置弧形护壳，并在护壳上设置第一润滑剂孔、在护壳上设置护棒，并在护棒上设置第二润滑剂孔，降低了护壳掘进时的摩阻力，进而减小了护壳掘进时的阻力。当护壳掘进一定深度后，可立即开挖土体，避免拱顶和拱脚滑塌。由于护壳的保护，护壳外的土体的暴露时间大幅缩短，滑塌的可能性大幅下降，提高了隧道开挖安全性。

摘要： 本实用新型涉及隧道以及地下工程施工试验技术领域，具体涉及一种用于模拟隧道开挖的模型箱及隧道开挖模拟系统，所述隧道开挖模型箱包括顶部开口底部封闭的箱体(1)，所述箱体(1)的两对侧壁均为双层框架结构，且所述双层框架结构的夹层中适于容纳透明板材；其中一对相对设置的侧壁上均设有横向插销道；另一对相对设置的侧壁上均设有纵向插销道，所述横向插销道与所述纵向插销道中均适于容纳插销，所述插销包括调位插销组(22)和半圆插销组(23)；且所述透明板材与所述夹层配合以及所述插销与各所述插销道配合后，能够使得所述侧壁形成整体密闭的结构。本实用新型能够模拟多种工况的隧道开挖，具有良好的实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种用于隧道开挖的支架机构及隧道开挖装置，用于隧道开挖的支架机构包括支撑架；安装架，安装架用于安装取芯机，安装架转动设于支撑架、使取芯机能够绕支撑架转动；及驱动组件，驱动组件设于支撑架、并用于驱动安装架转动。隧道开挖装置包括前述的用于隧道开挖的支架机构。在进行隧道开挖尤其是硬岩地层的联络通道开挖时，将该支架机构支撑在预设位置，从而提供取芯机的安装支撑，进行后续的取芯机开挖操作；当钻取一个位置后，驱动组件驱动安装架转动，从而使取芯机绕支撑架转动，取芯机在转动的过程中移动到下一个位置进行开挖操作，不仅操作简单，而且能够与取芯机配合实现对硬岩地层的开挖操作。