隧道斜通道辅助竖井施工技术应用

文摘   2024-10-26 20:05   广西  

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一、工程简介

在城市修建地下暗挖区间隧道中,单竖井和龙门吊提升方案被广泛采用, 但无论是单竖井设计,还是在组合竖井设计中,影响主隧道施工进度关键的出碴与进料工序在每开挖与支护工序中占用的时间比例很大,是开挖与支护的关键工序,而竖井出碴、进料都需垂直提升,由于出碴与进料只能从一个通道口出入,因此势必造成进料与出碴不能同步进行,且施工交叉较多,不便于施工管理,严重影响到主隧道施工进度,也增加了主隧道开挖后不能即时进行支护的时间,影响到了主隧道施工安全,对此问题,国内尚无经验可循,为解决这一难题,综合考虑隧道施工工期、成本和安全需要,提出了将竖井出碴与进料分离的方法,即增设一斜通道与主隧道斜交的方案以辅助竖井施工。
二、工艺原理、特点及适用范围

为减小斜通道施工与主隧道施工相互交叉影响,待主隧道初支已封闭成环一定距离后,再施工斜通道,因而需分析该斜通道施工作用下,对斜通道自身和对主隧道初支结构的变形和受力情况的影响, 鉴于常规理论计算难以实现,需借助有限元分析软件进行斜通道施工三维动态数值模拟论证方案的可行性,在此基础上改进施工方案,并进行施工实时监测,通过全过程的施工监控量测,监视斜通道及主隧道结构的稳定,随时调整支护参数,使斜通道能安全顺利地建成。斜通道施工三维动态数值分析模型见图1。该技术适用于长大道隧道竖井暗挖隧道工程施工。

图1 斜通道数值分析模型

三、应用效果

本技术成功应用于某城际轨道交通工程富水浅埋暗挖段隧道中。该工法特别适用于长大隧道的修建中,采用竖井辅助隧道施工的暗挖地下工程施工。应用效果如下:

1.原双线隧道单洞每月进尺为9m左右,按新方案增设一斜通道缩短出碴与进料作业时间后,双线隧道单洞每月进尺为14m,这不仅满足项目工期双线隧道单洞每月进尺12m的要求,且比计划工期提前4.5个月完成,创造了很可观的经济效益。节约人工费:50(万元)/月×4.5月=225万元,节约机械使用费:20(万元)/月×4.5月=90万元,活动投入:10万元,所以,直接经济效益为225万元+90万元-10万元=305万元。属于小投入,高产出,新颖的工法技术将促进地下工程施工技术进步,经济效益明显。

2.该工法与其它组合辅助坑道工法相比,斜通道自身具有开挖断面小,占地小易于布置、工程进度快、干扰因素少、有利于文明施工等优点,各种资源能较好地利用;且本工法大大缩短了隧道开挖后进行支护的时间,保证了隧道施工和道路行车安全,产生了较好的社会效益和环境效益。

3.为减小斜通道施工与主隧道施工相互交叉影响,待主隧道初支已封闭成环一定距离后,再施工斜通道。在施工前,借助有限元分析软件进行斜通道施工三维动态数值模拟论证方案的可行性,在此基础上改进施工方案,并进行施工实时监测,通过全过程的施工监控量测,监视斜通道及主隧道结构的稳定,随时调整支护参数,使斜通道得以安全顺利地建成。

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