基于强度折减法的中断面黄土隧道施工方法研究

为了研究中断面黄土隧道的开挖施工方法,本文借助有限元软件和抗剪强度折减法,对中断面黄土隧道的四种施工方法(全断面法、上下台阶法、台阶分部法和CD法)进行了有限元数值模拟,并获得了中断面黄土隧道施工中的抗剪强度安全系数。结果表明:对于中断面黄土隧道,CD法的施工安全系数最大,全断面法的施工安全系数最小,因此,对于中断面黄土隧道,建议采用CD法进行施工。     

黄土连拱隧道施工过程的数值模拟和方案优化

针对汾柳高速公路离石隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的受力问题,运用有限元程序ANSYS6.1对三导洞法和上下台阶法进行了动态数值模拟,建立了不同施工工序下围岩的位移场和应力场,并以此对这两种施工方法进行了对比分析,得出三导洞法较优.对隧道的施工具有一定的指导意义.     

黄土连拱隧道施工过程的数值模拟和方案优化

针对汾柳高速公路离石隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的受力问题,运用有限元程序ANSYS6.1对三导洞法和上下台阶法进行了动态数值模拟,建立了不同施工工序下围岩的位移场和应力场,并以此对这两种施工方法进行了对比分析,得出三导洞法较优。对隧道的施工具有重大的指导意义。     

青岛某隧道开挖引起地表沉降分析

结合胶州湾海底隧道青岛接线端工程实际,通过实际监测数据和数值试验反分析,获得岩土体物理力学参数,采用数值模拟方法模拟了该隧道ZK1+810~ZK2+110区间实际采用的上下台阶法和原计划采用的下导洞超前全断面法隧道开挖全过程,对比分析了两种施工方法引起地表沉降规律。研究结果表明:两种工艺施工引起地表沉降均经历四个阶段,即超前影响阶段、沉降急剧增长阶段、沉降缓慢增长阶段和沉降趋于稳定阶段;上下台阶法开挖引起地表沉降最大值大于下导洞超前全断面开挖引起的地表沉降最大值;上下台阶法开挖引起地表沉降横向范围一般距隧道中心线两侧约2D,下导洞超前法施工地表沉降横向范围一般约1.5D~2D;下导洞超前法施工对地表沉降纵向范围比上下台阶法小。该结论为隧道设计、施工提供了技术支持。     

中断面黄土隧道最优开挖施工方法研究

为了研究中断面黄土隧道施工方法的最优开挖方案,利用有限元分析法对中断面黄土隧道的四种施工方法(全断面法、上下台阶法、台阶分部法和CD法)进行数值模拟,分别从地表变形、控制点位移和围岩塑性区范围出发,对四种开挖方法进行对比分析.结果表明:对于中断面黄土隧道,从地表变形和控制点总位移来看,CD法均为最小;从塑性区分布范围来看,四种施工方法对应的塑性区分布范围相差不大,最小的是台阶分部法.从而为以后的中断面黄土隧道的设计和施工提供相应的理论依据.     

小净距隧道开挖工艺对围岩稳定性的影响

为研究小净距隧道的不同开挖工艺对围岩稳定性的影响,对重庆花土岗隧道分别利用全断面法、上下台阶法和单侧壁导坑法进行了开挖有限元数值模拟,分析了小净距隧道不同施工方法对洞周围岩稳定性的影响.结果表明:全断面法对隧道围岩及中夹岩柱的水平位移和应力影响较大;上下台阶法和单侧壁导坑法影响相对较小.施工中应根据实际情况选择合理的开挖方法,及时施作支护并加强监测,保证施工质量.本文的分析方法和计算结果对小净距隧道设计、施工具有一定的参考价值.     

某隧道台阶开挖法模拟分析

以甘肃省某隧道为例,应用ANSYS有限元软件,对采用上下台阶法开挖大断面隧道的稳定性进行了模拟分析,通过对隧道变形、围岩塑性区分布及初衬、二衬应力的分析,得出了台阶法能有效控制围岩的变形,使衬砌有较好的受力条件,但围岩在施工过程中会出现较大塑性区,为今后类似隧道施工提供了依据。     

大断面公路隧道施工初探

公路的发展迫切需要大断面隧道,通过介绍隧道基本开挖方法和辅助施工方法,并对全断面法、双侧壁导坑法、台阶法和中隔墙法进行了分析比较,选择了适合大跨度隧道施工的方法,为大断面隧道施工提供了参考。     

悬臂式隧道掘进台架在隧道施工中的应用

隧道施工在以硬质围岩为主的Ⅲ级围岩地段一般采用全断面法,采用全段面掘进台架进行组织施工,在Ⅴ级围岩地段采用两台阶或三台阶法组织施工,在Ⅳ级围岩地段,施工方法是用比较混乱,采用台阶法,比较安全,但施工进度比较慢,采用全断面,进度较快,但十分不安全,且规范不允许,容易发生安全事故,本文介绍悬臂掘进台架是一种改性的全断面法,形式还是台阶法,但实际施工组织以全断面法,不仅进度快,而且保证施工安全,规范了Ⅳ级围岩隧道施工,本文着重介绍台架的制作、使用和施工组织。     

渝怀铁路彭水隧道出口大跨段施工方案的数值分析

对渝怀铁路彭水隧道出口段大跨度隧道，采用中壁法和下导坑超前台阶法两种不同施工方法开挖过程的二维有限元计算，对比分析了两种开挖方式下引起的地层沉降、隧道围岩塑性区、隧道衬砌内力以及拱顶下沉的变化特点，结果得出采用下导坑超前台阶法施工要比中壁法安全，因此该大垮度隧道宜采用下导坑超前台阶法施工。     

大跨径隧道双上侧壁导坑法施工技术

大跨径隧道双上侧壁导坑法是根据隧道软硬围岩相间的情况,将双侧壁导坑法与上下台阶法相结合的一种技术.以开挖断面的起拱线为界,将隧道横断面分为上下两部分,上部采取双侧壁导坑法施工,下部分左右幅先后开挖,适用于上部围岩较差、下部围岩较好的单向三车道及三车道以上隧道.详细介绍了洞身超前支护、洞身开挖、洞身初期支护与临时支护的施工方法与注意事项.工程应用结果表明,与传统的双侧壁导坑法相比,该方法安全可靠、灵活多变、经济社会效益明显.     

深埋长大泰宁隧道现场监控量测及分析

结合泰宁隧道的工程实践,通过拱顶沉降、围岩收敛、围岩压力和钢拱架内力的现场监控量测工作,研究复杂地质条件下上下台阶法施工时围岩的稳定性。研究的方法、分析过程和结论可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测和进一步的理论研究提供参考和借鉴。     

地质雷达在隧道工程中的应用

以RAMAC地质雷达在二峨山公路隧道中地质超前预报的应用为例,介绍了地质雷达的工作原理与方法,并结合开挖掌子面的详细地质描述,准确预测了开挖前方围岩的节理破碎带和地下水发育区,为新奥法隧道施工提供科学、准确的信息,避免了隧道施工的盲目性,保障了施工安全及工程质量。     

浅埋黄土连拱隧道施工方案优化研究

双连拱公路隧道在平面线路、洞口位置的选择上较分离式隧道自由度大,在一些中短隧道建设中,往往采用双连拱隧道结构形式。山西省离石隧道为我国第一条黄土连拱公路隧道。本文结合该工程实际,进行黄土连拱隧道的关键施工力学问题研究：正洞上下台阶法与侧壁导洞法施工方案比较研究;先左洞（靠山一侧）施工方案和先右洞施工方案的对比。计算结果表明对于偏压黄土连拱隧道应采用先开挖靠山一侧的侧壁导洞法进行施工。     

秦岭输水隧洞微震活动特征研究

岩爆是深埋地下岩体工程中面临的世界性难题。针对秦岭输水隧洞岭南工程开挖过程中面临的岩爆问题,本文基于微震监测技术,分析了相邻洞段不同开挖方式、相同开挖方式不同洞段条件下的微震活动特征。结果表明:微震活跃性与岩爆风险高低密切相关,可作为岩爆防治的重要参考依据;埋深与岩性相近条件下,钻爆法比TBM法的微震能量相对更低,岩爆风险相对更低,但TBM法掘进效率更高;微震活跃性与开挖进尺、隧洞埋深不存在明显正相关性,围岩较好、微震活跃性较低时可适当增加掘进速度,提高开挖效率,当围岩变差、微震活跃性较高时宜适当降低掘进速度,延缓或降低岩爆风险。本研究结果可供类似工程岩爆防治和微震监测参考。     

马鞍子梁软岩隧道围岩变形规律及支护技术模拟分析

结合马鞍子梁隧道工程,采用FLAC数值模拟方法对该隧道上下台阶法施工全过程进行模拟分析,完成了现场监测研究,与数值模拟预测的结果进行了比较,得到了软岩隧道的围岩变形规律,提出合理的支护方案。结果表明,该开挖方法适用于此软岩隧道,竖向位移主要集中在拱顶和拱底处,拱顶位移比较大,水平位移主要集中在隧道两肩和两脚处。现场监测表明:隧道开挖初期拱顶下沉与水平收敛变形速率比较大,处于不稳定状态,随时间变形速率较小,曲线趋于稳定状态。FLAC数值模拟预测结果与实测结果基本一致,一次支护和二次衬砌的合理间隔时间为30d。     

用浅埋暗挖法在软土地层中施工人行过街地道

软土地层中采用浅埋暗挖法施工,一直是个比较难解决的问题。不仅限制了地下工程暗挖技术的发展,也限制了地下空间开发的步伐。针对上海轨道交通M8线(杨浦线)1号、2号出入口过街通道在软土地层中采用的浅埋暗挖法施工,介绍了大管棚加小导管注浆为超前支护手段,开挖采用CRD分部开挖工法,附以掌子面全断面注浆加固等辅助工法,使工程获得成功。     

妈湾跨海通道前海湾隧道工法方案比选

妈湾跨海通道前海湾隧道工程是濒海地区、人工填土与软土复合地质条件下,穿港、深埋、特长的大型水下城市隧道工程。该工程建设条件与地质条件极为复杂,不仅濒海工程建设受自然气候与海洋环境条件影响大,两岸陆域人工填海造陆更增加了工程场地地质条件的复杂程度,同时,穿越远期航道的独特竖向位置也对工程的安全风险提出了挑战。在深入分析建设条件与项目特点的基础上,提出“水陆并重、综合比选”的工法比选原则,进行盾构法、沉管法、堰筑法及钻爆法等多工法方案比较,认为盾构法能够适应复杂的地层条件,与之相接的陆域明挖基坑工程技术难度与风险可控,且受自然条件制约少、对周边环境影响小、场地需求低,可作为推荐工法方案继续深入开展相关课题研究。     

砂性土层大直径浅埋隧道掘进试验及离散元模拟

隧道断面的增大致使盾构施工的风险增大,尤其是高水压砂性土层,大直径浅埋隧道盾构对周边岩土体的扰动以及土层变形的影响是目前需要研究的新课题。本文以武汉地铁7号线大直径越江隧道段为工程背景,建立了大直径浅埋隧道盾构掘进室内缩尺试验模型,采用螺旋出土盾构设备(包含螺旋杆、螺旋出土器及套筒),以恒定的推进速率进行了隧道掘进,并且对地表沉降进行了监控。同时,本文建立了同尺寸的浅埋隧道盾构掘进离散元模型,对盾构掘进过程中地表沉降、开挖面前方土层中颗粒配位数以及黏结破裂区域进行了分析研究,并与室内试验结果进行了对比分析。结果表明:地表竖向位移与室内试验结果吻合度较高,盾构掘进地表各点处的沉降均随着掘进距离的增大而增大;盾构掘进影响区域主要分布在隧道顶部至地表、一定范围内的周边土体以及开挖面前方一定范围内的盾构区域;颗粒接触点处的黏结破裂区域主要分布在盾构区域和隧道顶部区域。