黄土隧道三台阶临时仰拱法力学特性研究

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作者 冯卫星 祝焕然 +2 位作者 刘柳 韩冰 姜涵 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第11期72-77,共6页

研究目的:针对大断面浅埋黄土隧道围岩自稳能力差的问题,开挖工法以分步开挖为主,但由于分步开挖增加初期支护封闭成环时间,极易引起隧道拱顶变形大、地表沉降大的风险。本文在三台阶七步法的基础上,建立考虑临时仰拱支护时机的力学分... 研究目的:针对大断面浅埋黄土隧道围岩自稳能力差的问题,开挖工法以分步开挖为主,但由于分步开挖增加初期支护封闭成环时间,极易引起隧道拱顶变形大、地表沉降大的风险。本文在三台阶七步法的基础上,建立考虑临时仰拱支护时机的力学分析模型,基于实测和理论数据对该黄土隧道围岩与支护进行动态分析,提出适用于浅埋黄土隧道的支护方法——三台阶临时仰拱法。研究结论:(1)在隧道开挖初期,围岩应力迅速释放,其中上台阶开挖拱部围岩应力释放率为25%,中台阶开挖完应力释放率为61%;(2)不同位置临时仰拱对拱顶变形控制效果为:上台阶>中台阶>下台阶,根据现场施工的便捷性,最终确定中台阶临时仰拱法更具优势;(3)通过现场试验发现三台阶临时仰拱法相比三台阶七步法拱顶沉降减小了32.8%,因此缩短初期支护封闭成环的时间提高了结构的整体性,降低了拱顶出现大变形和地表沉降的风险;(4)本研究成果可为大断面浅埋黄土隧道支护提供一种简单易行的解决方案。 展开更多

关键词 大断面浅埋黄土隧道 现场监测 三台阶临时仰拱法 围岩-支护特征曲线 联合支护

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软弱围岩大断面隧道变形控制技术研究 被引量：1

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作者 袁建飞 张路凯 +2 位作者 陈斌 蒋望涛 王建望 《水利与建筑工程学报》 2025年第2期169-177,共9页

为了有效控制隧道及周围环境的沉降变形,合理选择并优化软弱围岩大断面的隧道施工技术,以万家山隧道为例,利用智能化超前地质预报明晰隧道软弱围岩的分布特性,结合施工风险源优化原施工方案,确定采用三台阶临时仰拱封闭法施工;同时,结... 为了有效控制隧道及周围环境的沉降变形,合理选择并优化软弱围岩大断面的隧道施工技术,以万家山隧道为例,利用智能化超前地质预报明晰隧道软弱围岩的分布特性,结合施工风险源优化原施工方案,确定采用三台阶临时仰拱封闭法施工;同时,结合现场监测和数值模拟手段,分析隧道围岩变形及周围环境地表沉降变化趋势。结果表明:随着隧道开挖施工进行,隧道拱顶沉降和地表沉降逐步趋于稳定,数值模拟结果与现场监测数据验证了该趋势,这充分说明采用三台阶临时仰拱封闭法的优化方案可有效控制软弱围岩大断面隧道变形。 展开更多

关键词 软弱围岩 大断面隧道 变形控制 三台阶临时仰拱封闭法 数值模拟

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高铁隧道不同围岩段施工工法调整研究——以西延高铁新尚家沟隧道为例

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作者 罗玉生 何学东 +3 位作者 岳继龙 刘柳 王克伟 冯卫星 《江苏航运职业技术学院学报》 2025年第1期28-39,共12页

针对新建西延高铁新尚家沟隧道出现Ⅳ级围岩进入Ⅴ级围岩段施工工法需要转换的问题,提出工法调整方案。采用悬臂掘进机施工将V级围岩段三台阶临时仰拱法调整为与IV级围岩段一样的上下台阶法,并用数值分析方法说明工法调整后围岩和支护... 针对新建西延高铁新尚家沟隧道出现Ⅳ级围岩进入Ⅴ级围岩段施工工法需要转换的问题,提出工法调整方案。采用悬臂掘进机施工将V级围岩段三台阶临时仰拱法调整为与IV级围岩段一样的上下台阶法,并用数值分析方法说明工法调整后围岩和支护结构是安全的。实践表明,采用悬臂掘进机掘进施工将V级围岩段三台阶临时仰拱法调整为上下台阶法是可行的,消除了洞内施工工法转换带来的施工烦琐与影响施工进度的问题。新尚家沟隧道Ⅳ级围岩进入Ⅴ级围岩段施工工法调整是成功的,可为类似工程提供借鉴与参考。 展开更多

关键词 西延高铁 隧道 悬臂掘进机 上下台阶法 三台阶临时仰拱法 工法调整 数值分析

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三台阶+临时横撑+临时仰拱组合法在隧道下穿新建铁路线施工关键技术研究

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作者 李武刚 《建筑机械》 2025年第12期103-107,共5页

青峰隧道在2次穿越既有铁路过程中,不但面临了顺层偏压、危岩落石、滑坡及岩堆、有害气体、放射性等不良地质条件,被评定为Ⅱ级风险隧道,而且施工安全风险较高,采用三台阶预留核心土法开挖时,极易出现围岩收敛、沉降等显著变形问题,以... 青峰隧道在2次穿越既有铁路过程中,不但面临了顺层偏压、危岩落石、滑坡及岩堆、有害气体、放射性等不良地质条件,被评定为Ⅱ级风险隧道,而且施工安全风险较高,采用三台阶预留核心土法开挖时,极易出现围岩收敛、沉降等显著变形问题,以及掌子面溜塌、初支开裂等施工难题,严重影响了隧道的安全施工。为了保障既有铁路的运营安全,文章对三台阶预留核心土法进行了优化,创新性地提出了三台阶+临时横撑+临时仰拱组合法,在铁路中心线两侧各50 m范围内采用机械开挖,在50~200 m范围内采用控制爆破开挖,该组合工法在青峰隧道的施工中成功应用,显著减少了隧道围岩拱顶沉降及周边收敛,有效降低了施工风险,提升了隧道施工开挖的安全性。 展开更多

关键词 下穿新建铁路线 三台阶 临时横撑 临时仰拱法 关键技术

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三台阶预留核心土+临时仰拱法在软弱富水围岩隧道中的应用

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作者 黄开龙 连其龙 《价值工程》 2025年第3期138-140,共3页

董奉山隧道地质情况差,其中V级富水软弱围岩浅埋段施工安全风险高,辅洞采用三台阶预留核心土法开挖过程中出现围岩收敛、沉降等变形较大,掌子面溜塌、初支开裂等问题,无法有效确保隧道安全进尺;为确保施工安全,加强开挖过程中支护效果,... 董奉山隧道地质情况差,其中V级富水软弱围岩浅埋段施工安全风险高,辅洞采用三台阶预留核心土法开挖过程中出现围岩收敛、沉降等变形较大,掌子面溜塌、初支开裂等问题,无法有效确保隧道安全进尺;为确保施工安全,加强开挖过程中支护效果,减少围岩收敛变形,项目对三台阶预留核心土法进行优化,形成了三台阶预留核心土+临时仰拱法,并在董奉山隧道中应用,从而减少了隧道围岩拱顶沉降及周边收敛,提升了隧道开挖安全性。 展开更多

关键词 软弱围岩 台阶法 预留核心土 临时仰拱

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CRD工法及三台阶七步开挖工法的对比和改进 被引量：61

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作者 崔小鹏 孙韶峰 +1 位作者 王广宏 侯敏 《隧道建设》 2010年第2期131-133,178,共4页

就三台阶七步开挖工法及CRD工法的优缺进行分析和对比,并在2种工法的基础上做综合评价并改进,提出核心土加临时仰拱台阶法的新施工思路和方法,以求对隧道开挖工法进行补充和完善。

关键词 CRD法 三台阶七步开挖法 核心土加临时仰拱台阶法

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浅埋暗挖法隧道中临时仰拱对支护体系的作用机理分析 被引量：6

7

作者 李金奎 任恒 杨承源 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第12期17-23,共7页

目的:大跨度隧道通常需要采用分部开挖和临时支撑的支护结构协同作用以控制围岩稳定性。临时仰拱为临时支撑结构中最为常用的,研究临时仰拱在隧道开挖过程对支护体系产生的力学作用,以便更深入地了解临时支护结构对围岩的作用机理。方法... 目的:大跨度隧道通常需要采用分部开挖和临时支撑的支护结构协同作用以控制围岩稳定性。临时仰拱为临时支撑结构中最为常用的,研究临时仰拱在隧道开挖过程对支护体系产生的力学作用,以便更深入地了解临时支护结构对围岩的作用机理。方法:以连接大连恒隆广场与大连地铁2号线的人民广场站地下通道为工程背景。该工程采用CRD(交叉中隔壁)法施工,其地下通道具有跨度大、埋深浅和围岩力学性质较差等特点。通过对现场监测的数据与MIDAS/GTS有限元软件数值模拟的结果进行对比,验证了模型的正确性。在此模型基础上,通过设置有、无临时仰拱介入2种施工组,以位移、内力和弯矩三方面为研究方向,分析在有、无临时仰拱介入条件下的支护体系承受围岩压力的作用规律。结果及结论:隧道的支护体系由于受到临时仰拱横向支撑反力的作用,其对地面沉降量和中隔壁的位移控制效果显著;通过将隧道拱底的隆起变形向拱底两侧分散可减少对中隔壁的压力,保护隧道整体不出现过大的单一方向变形,以免损坏支护体系。临时仰拱可有效地优化支护体系的受力形式,控制了围岩的变形。 展开更多

关键词 地下通道 CRD法 临时仰拱 围岩压力 数值模拟

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大断面公路隧道临时支护结构拆除参数研究 被引量：3

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作者 何飞 《施工技术》 CAS 北大核心 2017年第S1期733-736,共4页

为了探究center cross diagram method(CRD法)临时支护结构拆除对初期支护结构的扰动规律,以某公路隧道施工中临时支护结构作为研究对象,采用有限元方法,对临时支护结构拆除顺序及拆除长度2种关键拆除参数进行模拟分析。

关键词 公路隧道 CRD法 临时中隔壁 临时仰拱 拆除顺序 拆除长度

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风积砂围岩浅埋暗挖隧道施工技术 被引量：5

9

作者 史宝童 肖均 《施工技术》 CAS 北大核心 2011年第4期64-66,共3页

针对风积砂地层颗粒单一、级配不良、黏聚力低、稳定性差的特点,结合榆神高速神木一号隧道工程,通过对不同施工方案的比较分析,介绍了水平旋喷桩和三台阶临时仰拱法在大跨度风积砂隧道施工中的应用。经施工开挖检验,水平旋喷桩完整性好... 针对风积砂地层颗粒单一、级配不良、黏聚力低、稳定性差的特点,结合榆神高速神木一号隧道工程,通过对不同施工方案的比较分析,介绍了水平旋喷桩和三台阶临时仰拱法在大跨度风积砂隧道施工中的应用。经施工开挖检验,水平旋喷桩完整性好,咬合度高,单轴抗压强度达11MPa;三台阶临时仰拱法分部开挖面积小,利于及时支护,施工体系转换灵活,可有效控制围岩变形。 展开更多

关键词 风积砂地层 浅埋暗挖 三台阶临时仰拱法 超前支护 水平旋喷桩

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黄土隧道三台阶施工预制临时仰拱技术及应用研究 被引量：9

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作者 夏海 徐光阳 +4 位作者 傅金阳 肖欧辉 张跃辉 赵宁宁 阳军生 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S01期431-439,共9页

为解决隧道临时支护结构施作耗时长、拆除后难以利用的难题,提出一种可重复使用的预制临时仰拱设计与施工方案,并在黄土隧道三台阶七步法中进行应用试验。通过对比现场光纤光栅传感器测试数据和数值模拟结果,对预制临时仰拱实施效果进... 为解决隧道临时支护结构施作耗时长、拆除后难以利用的难题,提出一种可重复使用的预制临时仰拱设计与施工方案,并在黄土隧道三台阶七步法中进行应用试验。通过对比现场光纤光栅传感器测试数据和数值模拟结果,对预制临时仰拱实施效果进行研究。研究结果表明:1)预制临时仰拱制作简单、拼装快速并可重复应用,可在大断面隧道三台阶临时仰拱七步施工方法中快速形成临时仰拱,使中台阶开挖后初期支护体系临时封闭成环;2)与传统三台阶七步开挖施工方案相比,采用"三台阶七步开挖+预制临时仰拱"方法可以有效改善大断面黄土隧道施工中初期支护结构受力与变形,其中初期支护结构最大主应变降低约72%,拱顶沉降降低约78%;3)设置预制临时仰拱使中台阶封闭成环,可以很好的改善初期支护结构与围岩的相互作用性能,有效减小隧道开挖后围岩塑性变形范围,保证隧道施工安全。 展开更多

关键词 预制临时仰拱 大断面隧道施工 支护结构 三台阶七步工法 现场测试 变形控制

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软弱地层大断面隧道三台阶七步法与临时仰拱法适应性分析的对比研究 被引量：24

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作者 陈洁金 高超 +1 位作者 晋婉晴 阳军生 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期180-186,共7页

软弱围岩力学性质较差、强度低、自稳能力差。目前在软弱围岩隧道施工中常采用的三台阶七步法经大量工程实践表明存在初期支护变形大、地表沉降大、难以及时封闭、对突发事件的应变能力较差等特点。针对广东赤竹、高栋两座高速铁路隧道... 软弱围岩力学性质较差、强度低、自稳能力差。目前在软弱围岩隧道施工中常采用的三台阶七步法经大量工程实践表明存在初期支护变形大、地表沉降大、难以及时封闭、对突发事件的应变能力较差等特点。针对广东赤竹、高栋两座高速铁路隧道洞口段软弱围岩具体条件,进行三台阶七步法和三台阶临时仰拱法两种施工工法的对比试验,在隧道拱顶沉降、周边收敛和地表沉降测试基础上,从工程应用效果以及数值仿真模拟等方面进行了系统的工法适应性研究。结果表明:在该类软弱围岩地层大断面隧道施工中,三台阶临时仰拱法在控制拱顶沉降、地表沉降、围岩应力、塑性区扩展面积及深度方面要优于三台阶七步法,所得结论对其他类似工程具有借鉴意义。 展开更多

关键词 软弱围岩 三台阶七步法 三台阶临时仰拱法 高铁隧道 数值仿真模拟

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三台阶大拱脚临时仰拱法与微台阶法在砂质黄土隧道中的适用性对比分析 被引量：10

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作者 耿启军 屈振荣 +2 位作者 蔡国庆 韦靖威 刘梓萌 《铁道建筑》 北大核心 2019年第11期67-69,共3页

在软弱围岩隧道施工中常采用三台阶大拱脚临时仰拱法和微台阶法。针对蒙华铁路阳城隧道上覆砂质黄土下伏软弱围岩的典型工况,采用MIDAS有限元软件对三台阶大拱脚临时仰拱法和微台阶法的施工过程进行了数值模拟。结果表明:采用大拱脚临... 在软弱围岩隧道施工中常采用三台阶大拱脚临时仰拱法和微台阶法。针对蒙华铁路阳城隧道上覆砂质黄土下伏软弱围岩的典型工况,采用MIDAS有限元软件对三台阶大拱脚临时仰拱法和微台阶法的施工过程进行了数值模拟。结果表明:采用大拱脚临时仰拱法施工最大拱顶沉降、最大水平收敛、最大掌子面挤出位移和最大地表累计沉降均小于采用微台阶法施工,三台阶大拱脚临时仰拱法能更好地控制围岩变形,更适合于上覆砂质黄土下伏软弱围岩隧道施工。该工法已在蒙华铁路实际工程中应用,取得了良好效果。 展开更多

关键词 铁路隧道 工法适用性 砂质黄土隧道 数值模拟 三台阶大拱脚临时仰拱法 微台阶法

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超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术 被引量：15

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作者 周保生 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期186-190,共5页

文章基于深圳市城市轨道交通9号线给排水管线改迁及恢复工程箱涵暗挖段施工实例,针对传统的CRD隧道施工方法存在的不足,提出了超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术。该优化CRD法技术原理是:首先,通过对隧道围岩进行注浆加固,保证工作面处... 文章基于深圳市城市轨道交通9号线给排水管线改迁及恢复工程箱涵暗挖段施工实例,针对传统的CRD隧道施工方法存在的不足,提出了超浅埋暗挖隧道优化CRD法施工技术。该优化CRD法技术原理是:首先,通过对隧道围岩进行注浆加固,保证工作面处于稳定状况;其次,施作超前大管棚、超前小导管,与型钢拱架联合发挥棚架作用,避免拱部坍塌的危险,有效减小地表沉降;第三,在保证支护结构安全稳定的前提下,优化临时仰拱、中隔墙的临时钢架,将临时仰拱优化为临时型钢梁,取消临时仰拱、中隔墙的挂钢筋网及喷混凝土施工;第四,将隧道分成4个工作面,同时开挖,逐步成环,保证快速安全地进行土方开挖。文章重点对隧道土方开挖、型钢钢架安装的关键施工技术进行了详细论述。该技术应用于超浅埋暗挖隧道施工,既保证了隧道施工的安全,又降低了施工的成本,加快了施工进度,取得了显著效果。 展开更多

关键词 超浅埋暗挖隧道 雨水箱涵 优化CRD法 施工技术 临时仰拱

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某高层建筑悬挂结构施工关键技术 被引量：9

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作者 裴传飞 田云雨 《建筑技术》 2023年第13期1579-1582,共4页

为满足建筑立面和使用要求,某地块塔楼采用“悬(倒)挂式”结构体系,该体系由核心筒、悬挂桁架、悬挂外框(吊柱、钢梁)结构组成。外侧悬挂钢柱由下至上将力传递到塔楼顶部悬挑桁架上,最终由顶部桁架传递到核心筒结构。综合对比施工的便... 为满足建筑立面和使用要求,某地块塔楼采用“悬(倒)挂式”结构体系,该体系由核心筒、悬挂桁架、悬挂外框(吊柱、钢梁)结构组成。外侧悬挂钢柱由下至上将力传递到塔楼顶部悬挑桁架上,最终由顶部桁架传递到核心筒结构。综合对比施工的便利性、安全性、成型状态等影响因素。选择与设计受力相反的“逆做法”进行施工,无柱层搭设临时支撑结构体系,通过施工全过程的施工仿真模拟计算,对吊柱因压拉受力转换提供补偿数据,支撑分级卸载安全性验算,并分析一次性加载和逐级加载数值,验证了方案的合理性,可为类似的工程提供参考。 展开更多

关键词 悬(倒)挂式结构体系 逆做法 仿真模拟计算 分级卸载 临时支撑

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倒挂井壁法施工在地铁出入口中的应用 被引量：4

15

作者 谢申举 丁贵松 +1 位作者 郑立志 郭志明 《建筑技术》 2020年第7期816-818,共3页

北京地铁14号线京顺路站A出入口明挖基坑施工中,针对地面及地下的复杂环境,采用倒挂井壁法施工。通过分期开挖、临时支撑+换撑的方法保证了施工关键工期的节点及施工安全。

关键词 倒挂井壁法 临时支撑 分期开挖 换撑

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隧道穿越绿泥石片岩地段施工方案优化比选 被引量：2

16

作者 解亚东 朱高云 陈强 《施工技术》 CAS 2020年第19期110-113,共4页

何家寨隧道在穿越绿泥石片岩段的原设计方案采用台阶法+临时仰拱支护进行施工。项目在施工过程中按照原方案施作30m后,根据掌握的现场围岩情况及实时监控量测数据分析得出:掌子面开挖完成后,围岩的自稳能力较差,易在拱部出现坍塌、掉块... 何家寨隧道在穿越绿泥石片岩段的原设计方案采用台阶法+临时仰拱支护进行施工。项目在施工过程中按照原方案施作30m后,根据掌握的现场围岩情况及实时监控量测数据分析得出:掌子面开挖完成后,围岩的自稳能力较差,易在拱部出现坍塌、掉块等不良地质情况,需要对围岩进行及时支护,形成新的应力分布空间。初期支护完成后整个围岩沉降变形可控,满足设计要求。根据施工经验和查阅相关资料,采用环形开挖预留核心土穿越隧道绿泥石片岩段,可以最大程度减少临时支护对施工的干扰,减少临时拱架安装和拆除的工作量,降低施工成本,降低施工安全风险及难度,提高施工效率。 展开更多

关键词 隧道 绿泥石片岩 预留核心土 台阶法 临时仰拱 监测

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铁路隧道三线分岔大跨段变截面施工技术 被引量：7

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作者 任东平 《铁道建筑》 北大核心 2021年第12期105-108,共4页

重庆铁路枢纽东环线樵坪山隧道三线(东环正线+两条引入重庆东站的联络线)分岔处施工存在15.12、19.77、24.53 m三种宽度大断面安全平顺过渡的问题。本文首先介绍了各大跨段的支护参数及其过渡段施工方案的比选,然后阐述了各大跨段间过... 重庆铁路枢纽东环线樵坪山隧道三线(东环正线+两条引入重庆东站的联络线)分岔处施工存在15.12、19.77、24.53 m三种宽度大断面安全平顺过渡的问题。本文首先介绍了各大跨段的支护参数及其过渡段施工方案的比选,然后阐述了各大跨段间过渡段施工中单侧扩挖及工法转换的方法,重点分析了台阶法+临时横撑向三台阶临时仰拱法过渡段、三台阶临时仰拱法向双侧壁导坑法过渡段的施工方法,并给出了具体施工步骤。两大跨段已安全、顺利施工完毕,施工方案对类似工程具有参考价值。 展开更多

关键词 铁路隧道 大跨段 现场试验 变截面 过渡段 工法转换 三台阶临时仰拱法 双侧壁导坑法

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棋盘山隧道岩体开挖方法 被引量：1

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作者 于增义 祁文洋 郭光照 《山东交通科技》 2011年第1期69-70,80,共3页

结合向莆铁路FJ-3A标段,棋盘山隧道1#斜井段施工,对隧道的开挖方法进行总结,重点阐述了三台阶临时仰拱法、双侧壁导坑工法、三台阶七步开挖法的使用条件、施工工艺及具体施工要点。

关键词 隧道 岩体开挖方法 三台阶临时仰拱法 双侧壁导坑工法 三台阶七步开挖法

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象山铁路隧道全风化花岗斑岩地层施工方案优化

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作者 张华双 《隧道建设》 2009年第S2期177-180,共4页

针对象山隧道全风化花岗斑岩地层,结合前期的上下微台阶预留核心土环状开挖法的变形情况,分析得出该地层施工控制要点,优化施工方案,提出单侧壁导坑开挖法、三台阶+临时仰拱开挖法,坚持执行隧道开挖"十八字"方针,通过加强支... 针对象山隧道全风化花岗斑岩地层,结合前期的上下微台阶预留核心土环状开挖法的变形情况,分析得出该地层施工控制要点,优化施工方案,提出单侧壁导坑开挖法、三台阶+临时仰拱开挖法,坚持执行隧道开挖"十八字"方针,通过加强支护、增加临时支撑、初支快速封闭、二次衬砌紧跟等一系列措施有效地控制了隧道变形。 展开更多

关键词 全风化花岗斑岩 浅埋 三台阶+临时仰拱开挖法 单侧壁导坑法 变形控制

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上软下硬地层大断面铁路隧道施工方案优选研究 被引量：3

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作者 孟令瀚 安栋 荆鸿飞 《北方工业大学学报》 2020年第2期129-134,共6页

为进一步提高复杂围岩条件下隧道开挖的安全稳定性,依托八苏木铁路隧道工程,通过数值模拟的方法研究了上软下硬复合地层下大断面铁路隧道施工方案优选,对比分析台阶法、三台阶临时仰拱法、CRD法和三台阶七步法的初支结构位移及内力.综... 为进一步提高复杂围岩条件下隧道开挖的安全稳定性,依托八苏木铁路隧道工程,通过数值模拟的方法研究了上软下硬复合地层下大断面铁路隧道施工方案优选,对比分析台阶法、三台阶临时仰拱法、CRD法和三台阶七步法的初支结构位移及内力.综合结构位移及内力考虑,使用三台阶七步法进行开挖为最优方案. 展开更多

关键词 铁路隧道 上软下硬地层 大断面 台阶法 三台阶临时仰拱法 CRD法 三台阶七步法

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