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                  海底隧道怎么施工?有哪些施工技術要點?

                  2022-08-24
                  991 次

                  橋梁在設計的過程中,尤其是大跨徑橋梁,經常需要考慮來往船只的噸位,來決定橋梁的設計高度,往往因此增加了橋梁的修建難度以及施工工期,但是海底隧道的存在就很好的解決了這個問題,那么海底隧道主要的施工工藝又有哪些,哪些地方是我們同樣可以運用到別的工程中去呢?


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                  一、海底隧道軟弱地層施工穩定性控制研究

                  1.緒論

                  1.1 研究目的

                  從國外海底隧道施工現狀和發展趨勢看,在海底隧道施工方面都積累了一定的經驗,但在富水、軟弱地層中修建大斷面隧道并無先例,因此,本課題結合xx海底隧道的地質條件復雜、開挖斷面大、無成熟的經驗可借鑒等特點,對軟弱地層施工方法、沉降控制、輔助工法等進行深入研究,總結出一套適合軟弱地層、大斷面、海底隧道施工的技術和方法,利用研究成果指導施工,優化設計,非常具有實際意義。

                  1.2 研究內容

                  本課題緊密結合xx海底隧道施工,通過現場監測、數值計算和理論分析進行研究。

                  (1)利用數值方法,模擬現場土層和施工條件,對CD和CRD工法分別建模計算、進行數值模擬分析和比較,綜合考慮,確定合理的施工方法;

                  (2)設計六種不同的工況和兩種不同工序,對各種工況開挖過程中的地層三維變形狀態進行數值模擬,分析和總結變形、失穩規律,在此基礎上優化CRD工法各部之間的步距和工序;

                  (3) 將變形分配控制原理應用于隧道施工,確定控制目標值,通過監測反饋,分步控制,將變形控制在安全范圍之內;

                  (4)研究鎖腳錨桿的作用機理,對鎖腳錨桿的施工效果進行數值模擬,系統地研究其受力和變形規律,優化鎖腳錨桿的設計和施工方法;

                  (5)建立初支和圍巖相互作用的突變模型,利用初支剛度和圍巖的弱化剛度研究圍巖的突變失穩。從理論上解釋了壁后注漿加固機理,結合現場監測,驗證充填注漿對控制沉降的作用。

                  2.陸域淺灘段CRD工法和CD工法施工沉降控制研究

                  2.1淺埋大跨軟巖隧道施工方法

                  近年來國內外的工程實例表明,在各種地質條件下隧道施工的方法很多,但適合大斷面隧道的基本施工方法有六種:臺階法、上半斷面臨時閉合臺階法、CD工法、CRD工法、側壁導坑法、眼鏡工法(雙側壁導坑法)。

                  大量施工實例統計結果表明:

                  在控制沉降方面施工方法擇優順序為:雙側壁導坑法、 CRD工法、CD工法、預留核心土臺階法、臺階法;

                  在控制水平位移方面施工方法擇優順序為:CRD工法、雙側壁導坑法、CD工法、上半斷面臨時閉合臺階法、臺階法;

                  從施工進度和經濟角度方面擇優順序為:臺階法、預留核心土臺階法、CD工法、CRD工法、雙側壁導坑法。

                  xx海底隧道斷面大、圍巖軟弱、地質條件復雜,臺階法難以適用,雙側壁導坑法是在對地表沉降要求特別嚴的情況下采用的施工方法,所以根據海底隧道的實際,只考慮采用CD工法或CRD工法。

                  本章對這兩種施工方法進行模擬和比較。

                  2.2 工程及地質概況

                  xx隧道海底段長4200m,淺灘段上部覆土厚度平均為7.35m,通過的地層主要為填筑土、粘土、砂質亞粘土、黑云母花崗巖,為V類圍巖,開挖跨度為16.74m,開挖高度為12.261m。

                  2.3 隧道入口端CD法與CRD法開挖引起的沉降量比較

                  模型建立

                  采用FLAC3D進行計算分析,模型范圍向下取50m、向上取到地表、隧道左右兩側各取50m、縱向從洞口取50m。

                  模型位移邊界條件

                  隧道左右兩側給定X方向位移約束;底面給定Z方向位移約束;縱向邊界面(不包括洞口邊界面)給定Y方向位移約束。

                  模型中采用8節點六面體單元進行網格劃分,地層及管棚加固區采用摩爾-庫侖模型,隧道結構采用線彈性模型,模型共劃分16900個單元,18438個單元節點。




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