软弱围岩小净距隧道动态施工力学行为分析

基于新奥法施工理念,结合某大跨度、小净距隧道工程浅埋段施工过程,根据采取的双侧壁施工方法,建立了数值模型,对其施工过程进行了三维有限元弹塑性模拟。分析了施工过程中随着各部的开挖,隧道周边各点竖向位移的变化;通过对开挖后地表沉降、支护受力和塑性区的模拟计算以及隧道拱顶沉降监测值与计算值的对比分析,进而对施工过程中隧道结构的安全性及围岩稳定性作出评价。数值计算结果表明,在软岩浅埋隧道中,超前小导管的设置可起到加固围岩和抑制隧道变形的作用,有效控制双线隧道开挖引起的反复扰动是小净距隧道施工成败的关键。     

隧道开挖对邻近非连续接口地埋管线的影响分析

隧道开挖引起的地面沉降会引起邻近区域地埋管线的附加受力和变形，甚至会引起管线的开裂破坏。将隧道开挖引起的地面沉降效应作为外界条件施加于地埋管线上，基于改进的Winkler地基模型，并采用虚拟节点以考虑管线接口处的力学特性，提出了刚度非连续接口管线在隧道开挖条件下响应的简化理论分析方法。通过与弹性理论法、离心机试验和实际工程对比，验证了该方法的合理性。并通过与层状弹性理论解的对比，得到了该方法在非均质地基中的适用性。参数分析认为忽略管线接口存在的连续管线假设在分析接口地埋管线有不合理处。     

浅埋双侧偏压小净距隧道衬砌荷载及其参数敏感性分析

为了研究浅埋双侧偏压小净距隧道开挖的破坏模式及衬砌荷载分布规律,通过现场调研和数值模拟的方法对4种典型计算模型进行分析,分别获得了该类型隧道先行洞开挖和双洞开挖后隧道的破坏模式。然后针对该类型隧道的破坏特点,在基本假定的基础上建立了浅埋双侧偏压小净距围岩压力计算的力学模型,并结合公路隧道设计规范中有关成果,推导出能够考虑隧道左、右洞先后施工过程的隧道围岩压力计算理论。此外,通过数值模拟的方法对该类型隧道的围岩压力计算参数进行敏感性分析,获得了各计算参数对该类型隧道围岩压力的敏感性影响规律。     

厦门海底隧道陆域浅埋段动态施工过程分析

基于地下工程施工力学理念,结合我国首条海底隧道--厦门翔安隧道工程陆域浅埋段施工过程,根据目前采取的CRD施工方法,建立数值模型,对其施工过程进行了模拟.分析了施工过程中随着各部的开挖,隧道变形动态发展历程;对浅埋隧道地表沉降采用经验预测和数值模拟进行了分析,数值计算结果反映了地表沉降随隧道各部开挖的动态变化过程;通过对初期支护时变受力体系分析,可以为施工过程中结构安全性评价提供依据;对开挖过程中隧道围岩应力状态和塑性区发展历程的分析,为洞室稳定性评价提供了理论依据.通过对大跨浅埋隧道在复杂地质条件下动态施工过程分析,可以进一步了解施工过程中围岩--支护系统相互作用的动态力学响应,为隧道动态设计与施工提供了科学的方法.     

深挖路堑下伏隧道锚围岩承载特性研究

针对油溪长江大桥北岸开挖路堑下伏隧道锚的特定工程地质背景,为研究该浅埋隧道锚围岩承载特性,通过围岩地质与力学特性评价、工程经验模型预测、有限差分数值模拟和现场模型试验验证的综合研究方法,对隧道锚围岩的变形承载特性开展了系统研究.研究结果表明:工程经验模型预测的承载力结果最低,为10.2倍设计荷载;模型试验加载获得的极限...     

浅埋隧道围岩应力及位移的显式解析解

浅埋隧道施工引起的地层位移将传递至地表进而形成地表沉降,施工前准确预测地层位移是有效控制地表沉降的前提。基于复变函数法,利用逆映射函数求解z平面复势函数的级数形式,并结合柯西-黎曼方程（C-R条件）对Verruijt提出的浅埋隧道围岩应力及位移隐式解析解中的解析函数求导,得出了浅埋隧道应力及位移函数的级数显式表达式;与Verruijt隐式解析解相比,该显式解析解直观,便于被工程人员使用,其编程计算量也较小;为确定显式解析解中的未知系数,基于浅埋隧道洞室变形产生的原因,提出了3种隧道洞室边界的变形模式和2种变形比率,合理调整变形比率可以实现多种边界条件组合。工程实测地层位移与显示解析解的计算结果吻合度高,验证了所提显式解析解的正确性和实用性。     

分岔隧道大拱段围岩稳定性监控 与爆破振动效应分析

 分岔隧道是一种新型的隧道结构形式,其设计方案、开挖支护方法对围岩稳定性至关重要。以沪蓉西高速公路庙垭隧道为工程背景,基于大拱段跨度大、浅埋等工程特点,通过围岩变形监测、支护体系受力监测和爆破振动现场监测,分析分岔隧道大拱段围岩变形特点和控制措施,并探讨爆破振动对浅埋地表稳定性的影响,得到浅埋大拱隧道施工开挖的围岩变形规律、支护体系受力状态以及其爆破振动效应的特点,判定浅埋山体的稳定性及支护参数选取的合理性。该研究为分岔隧道的现场施工提供了必要的依据,对今后类似工程的设计和施工具有重要的参考价值。     

浅埋偏压连拱隧道施工工序优化研究

为了优化浅埋偏压连拱隧道施工工序,依托四川省某浅埋偏压公路连拱隧道工程,利用ANSYS建立了该隧道某代表性浅埋偏压断面的二维平面应变模型,模拟了隧道按照设计的8种中洞法施工工序施工的动态力学效应,结果发现:分台阶法施工的拱顶沉降、围岩最大压力和支护结构最大压应力均小于全断面法施工,并且先开挖较浅埋侧隧道的围岩最大压应力和支护结构最大压应力均较先开挖较深埋侧隧道的小,此外,分台阶法施工在缩短工期和节约成本方面更优于全断面法施工。因此,本隧道工程采用中洞法先进右洞分台阶法施工,取得了较好的施工效果。     

浅埋暗挖法施工技术与质量控制措施

浅埋暗挖法在隧道施工中应用较为广泛,具有很高的实效性。然而在实际施工中,非常容易引起地面沉降,因此,就要做好有效的控制工作。论文结合工程实例,对浅埋暗挖施工技术进行解析,并结合浅埋暗挖隧道施工造成地表沉降的影响因素,提出浅埋暗挖法隧道施工地面沉降控制措施。     

山区高速公路软弱围岩隧道施工地表移动分析

针对太行山区保阜高速公路韩家庄隧道软弱围岩条件下工程实际情况,利用随机介质理论对隧道施工所引起的地表移动进行分析探讨.在该工程中,隧道穿越地段围岩岩性较差,围岩内空收敛变形量大,隧道跨度大.大跨度软弱围岩隧道工程由于其自身围岩变形量大、施工难度高等原因需要对其开展大量的研究.因此,为确保地面自然坡的安全和隧道正常使用,对隧道施工所可能引起的地表移动进行预测极为必要.将浅埋隧道开挖所引起的地表移动视为一随机过程,应用随机介质理论模型,对隧道施工所引起的地表移动进行具体计算分析.通过理论计算与工程实例进行计算比较,提出安全施工技术方案.     

用于估计多隧道开挖地面沉降的解析解(英文)

对于均质弹性地基中单隧道和多隧道开挖施工,本文给出了用于计算二维和三维地面沉降的近似的显式解析解。该解析解是对点荷载下Mindlin位移解进行积分并利用泰勒级数展开而得。利用该解析解,可以计算多个任意相对位置的隧道掘进引起的地面沉降。对于隧道开挖面不同支护程度的情况,可以采用一个原位应力释放度(系数)来模拟。通过一个单隧道开挖的弹性有限元计算对比,对简化的解析解进行了检验,两者计算结果的差距在9%以内。简化解析解的有效性,通过两种情况(两条相互平行隧道和两条相互垂直隧道)的计算得到验证。     

紧邻建筑物的浅埋隧道开挖施工方案仿真分析

以重庆轻轨6号线小什字车站区间隧道为例,利用FLAC3D软件建立了由建筑物造成的浅埋偏压隧道计算模型;运用有限差分数值方法对三种不同开挖施工方案进行了数值仿真,得出了浅埋、偏压隧道围岩的地层变形与塑性区的分布受开挖施工先后顺序影响较大.研究结果表明,采用CD法开挖小什字浅埋偏压隧道,首先开挖右导坑是不适宜的;实际施工采...     

下穿施工影响下既有隧道和地层的位移解析解

在既有隧道下进行浅埋隧道开挖会引起地层产生位移,继而导致既有隧道变形。由于既有隧道与地层刚度差别巨大,常规的解析法无法计算存在不同刚度的地层位移场。基于镜像法,采用当层法对既有隧道刚度进行等效,建立综合考虑新建隧道-岩土体-既有隧道三者相互作用的计算模型。以北京地铁10号线国贸站-双井站区间下穿既有1号线区间工程为例,采用该计算方法,研究新建隧道下穿施工对地层及既有隧道的影响。研究表明,计算结果与实测变形吻合较好,解析解能很好的解释既有隧道对地层变形的阻隔和扩散作用。研究成果为下穿施工引起的既有隧道及地层沉降计算提供了一种新的解析方法。     

大断面浅埋高速铁路隧道施工关键技术研究

为了提升高速铁路隧道施工技术,总结了大断面浅埋隧道的判定方法,并以某铁路隧道为研究对象,利用MIDAS软件建立计算模型,对比了台阶法、留核心土法、CD法、双侧壁法的加固效果,并从隧道进洞、超前支护、塌方处治等方面探讨了大断面浅埋隧道的施工要点。同时,以双侧壁导坑法为例,计算了不同开挖高度和开挖面距离下隧道围岩的变形。     

穿越地表建筑物浅埋隧道开挖引起的地表沉降

采用解析法研究穿越地表建筑物浅埋隧道开挖对地表沉降的影响,推导出了穿越地表建筑物浅埋隧道施工引起的地表沉降公式,依托广州地铁五号线右线区庄区间隧道穿越地表建筑物工程实例,验证了此方法的可行性,可为类似穿越已有建筑物隧道工程提供一定指导。     

浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制措施探讨

在隧道工程施工中,浅埋暗挖施工技术的应用较为常见,但是,在隧道开挖施工中,由于受到地质条件因素、施工工艺因素等的影响,可能会造成地面沉降问题,影响工程建设安全,因此,对隧道开挖沉降及控制要点进行详细探究迫在眉睫。对此,本文首先对隧道施工中的浅埋暗挖法进行了介绍,然后对隧道开挖施工中地面沉降的产生原因进行了分析,并结合工程实例,对隧道工程浅埋暗挖施工工艺及地面沉降控制措施进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。     

泥水盾构掘进引起的地面沉降——传统计算理论的评析与修正

综述现有计算盾构隧道施工引起的地面沉降的主要方法,评价其在杭州庆春路过江隧道工程中的适用性;并根据现场实测,对部分计算理论进行修正。对于横向地面沉降,Peck公式、修正Loganathan法、Chi法、Celestino法及Vorster法拟合精度均较高,而Sagaseta法、VerruijtBooker法、LoganathanPoulos法、Loganathan法及Park法均高估了沉降影响范围。对于纵向地面沉降,当地层损失较大时,考虑偏移的Yoshikoshi法和修正Sagaseta法的拟合结果与实测较为接近;而当地层损失较小,盾构掘进参数对地面位移的影响较显著时,Yoshikoshi法和修正Sagaseta法的拟合效果并不理想。     

连拱隧道围岩压力计算方法与动态施工力学行为研究

由于双连拱隧道的多分部开挖支护的结构荷载转换过程多,围岩应力变化和围岩与结构相互作用关系复杂,目前在设计、施工中仍然存在一些问题:(1) 勘察设计围岩分类与施工揭露实际围岩级别常有差异,并难以实现及时变更.(2) 尚无满足连拱隧道特点的围岩压力理论,特别是在浅埋偏压条件下围岩荷载估计偏差较大.(3) 施工中经常出现支护失效、衬砌裂缝及渗漏泄水等工程安全、质量问题.针对连拱隧道中的问题,进行围岩压力计算方法和动态施工力学行为研究,主要研究成果有:(1) 对于连拱隧道,围岩塑性区受中墙及施工方案影响较小,主要与最终开挖跨度有关.在计算荷载时要考虑最不利工况,连拱隧道坑道宽度取整个连拱隧道的宽度是合理的,偏于安全的.(2) 应用比尔鲍曼理论求得塌落拱曲线方程,然后用作图法在连拱隧道外侧作一个切线与以地形的坡度求出的塌落拱曲线方程的切线相平行,两平行线的距离即为地形偏压临界覆盖厚度.运用此方法求得连拱隧道大跨度条件下的偏压连拱隧道地形偏压临界覆土厚度,为偏压连拱隧道设计提供可靠依据.(3) 针对连拱隧道断面远大于单线隧道,围岩压力大于按单线隧道宽度修正结果所出现的问题,提出对于大跨度双连拱隧道,在极浅埋、浅埋条件下,仍然分别采用全土柱理论荷载和谢家烋理论荷载;在深埋条件下,推荐双连拱隧道竖直地层压力采用适合双连拱大断面隧道特点的修正比尔鲍曼理论围岩压力计算公式.(4) 对于浅埋偏压连拱隧道,不仅要考虑非对称的地层主动荷载,还要调整浅埋侧地层被动荷载,提出浅埋偏压连拱隧道地层主动偏压荷载和被动不均匀荷载确定方法及地形偏压情况下隧道支护结构的合理计算方法,并求得不同坡率、不同围岩级别条件下浅埋侧土体的弹性抗力系数的合理取值,为设计中偏压连拱隧道采用荷载结构模式计算时浅埋侧土体的弹性抗力系数取值提供参考.(5) 在充分吸收国内外围岩分类经验的基础上,针对隧道施工期间的现场围岩判别特点与要求,提出一种现场围岩快速评价方法,该方法以定量与定性指标相结合,现场观察、量测及快速评价.另外针对隧道围岩实际力学指标难以获取的难题,提出应用围岩Q指标和现场点荷载强度推测围岩物理力学参数的方法,并结合围岩快速评价结果,综合确定隧道围岩实际力学指标.(6) 对于浅埋偏压连拱隧道,侧导洞应该先开挖深埋侧侧导洞,而主洞应该先开挖浅埋侧主洞;而对于非偏压连拱隧道,在围岩条件较好时主洞开挖可采用上下台阶法,且主洞开挖合理的工作面间距应约为2.0D～3.0D(D为单拱跨度);在中隔墙完成后,部分回填,使正洞初期支护能直接作用在中隔墙上,不仅有效提高支护整体刚度,还使中隔墙受力更合理,改善中隔墙受力状态.经富溪偏压连拱隧道工程施工与现场监测结果检验,提出的连拱隧道坑道宽度取值、偏压连拱隧道深浅埋分界、围岩主动压力与围岩被动压力计算方法、现场围岩级别快速评价以及施工方法正确合理,可为工程建设提供重要技术支持和经验.     

浅埋偏压隧道围岩稳定性数值分析研究

以红石沟隧道为工程实例,针对隧道入口段浅埋偏压的情况,建立数值计算模型,运用数值模拟软件FLAC3D对隧道入口段进行模拟,分析了隧道开挖状态下围岩应力场、位移场、塑性区的变化特征,为工程设计和施工提供了依据。     

前文村隧道浅埋段施工技术研究

依托前文村1号隧道工程,介绍了该隧道浅埋段的超前支护大管棚、超前小导管注浆和超前锚杆的施工工艺及方法,针对无法采用常规的三台阶施工技术开挖的浅埋段隧道,提出了三台阶临时仰拱法施工技术,对类似隧道浅埋软弱围岩地段的施工具有一定的参考价值。