浅埋暗挖大跨度隧道变形特征及控制分析

本文针对浅埋暗挖大跨度变截面隧道开挖变形问题,以西安地铁6号线隧道区间段为依托,采用数值模拟手段分析了基于浅埋暗挖原理施工的大跨度变截面隧道土层的开挖变形规律,通过对隧道区间段两种施工开挖方法的比选,确定了中洞台阶法的施工方法,并优化了施工参数,为浅埋暗挖大跨度变截面隧道变形控制提供参考.     

截面尺寸对瓦斯隧道的施工影响分析

穿越煤层的隧道往往含有高压力瓦斯,行业内称之为瓦斯隧道。为探究隧道截面对瓦斯隧道围岩稳定性的影响,采用Midas GTS NX数值软件进行模拟和分析,主要按隧道截面尺寸划分为3种工况,并对比3种工况下的沉降和应力大小。由分析可知:随着隧道开挖断面尺寸的增大,隧道衬砌的拱顶沉降越大,锚杆应力也随之增大,掌子面围岩应力也逐渐发生变化。该结论可为类似工程和瓦斯隧道防突提供参考。     

浅埋暗挖大断面连续变截面矩形隧道CRD法施工技术研究

在浅埋地表修建暗挖大断面连续变截面矩形隧道,保证隧道围岩及地表建筑物安全,是隧道施工的难题。以深圳地铁8号线盐田港西站B出入口暗挖段为研究对象。采用FLAC3D数值计算软件,对CRD施工方法进行模拟分析,系统研究了变截面处水平位移、竖向位移变化规律,并对地表沉降进行了分析,结果表明:CRD法能够较好地控制浅埋暗挖大断面连续变截面矩形隧道围岩变形,保证隧道围岩及地表安全。     

隧道衬砌尺寸优化方法

结合某隧道工程实例,采用有限元分析,研究了衬砌断面尺寸优化方法;通过优化前后受力和变形比较,表明变截面衬砌受力更均匀,较单一截面衬砌更合理;且分析了尺寸优化对隧道衬砌设计的意义.     

沉管隧道底板减重方案下结构受力分析

为了减小沉管隧道管节重量,提高管节在浮运过程中的干舷高度,减少浮运航道疏浚量,提出将原底板的截面形式进行转换的管节减重方案。后使用有限元模拟软件对截面转换前后的隧道结构受力进行计算分析,研究截面转换对沉管隧道结构受力的影响。计算结果表明：底板截面形式转换后,顶板与侧墙处的结构内力大小几乎不受影响;底板跨中处由于结构自重减小,地基反力作用相对增强,导致底板跨中处弯矩相应增大;底板中墙端与侧墙端处由于底板跨中所分配荷载相对变大,所承担弯矩有一定程度上的减小。该计算结果为沉管隧道管节进一步优化设计提供了参考。     

上海世博会电力电缆隧道工程的规划及科研

上海世博北京西路～华夏西路电力电缆隧道是国内第一条大截面、长距离、非开挖施工的电力电缆专用隧道。本文介绍了世博北京西路～华夏西路电力电缆隧道的工程背景,深入分析了该隧道的路径和截面规划原则,对隧道工程技术和安全性的科研成果进行了概括,对今后电力电缆专用隧道的实施有指导意义。     

走滑断层错动下山岭隧道关键断面变形及损伤演化

山岭隧道受选线制约大多要穿越活动断裂带,而活动断裂带的运动会对与之相交的隧道结构的安全产生影响。为此,对穿越走滑断层的隧道在地震中所遭受的破坏展开调研具有现实意义。以滇中引水工程香炉山隧洞为背景,建立隧道-断层三维有限元分析模型,研究走滑断层错动下隧道关键断面的变形特征。基于所建立的有限元模型,采用相对位移法对断层错动量、断层破碎带宽度和穿越角度的影响进行参数分析。研究结果表明：穿越角度为45°时,截面的变形模式为水平椭圆,而穿越角度为135°时,截面的变形模式为直立椭圆;随着断层破碎带宽度的增加,位于断层中间位置处的隧道截面的变形程度减小;走滑断层错动下,隧道截面变形最为严重的区域出现在拱顶和拱底,在进行山岭隧道的设计时需要重点关注。     

阻塞比对地铁隧道烟气流速及温度分布的影响分析

采用FDS模拟技术研究地铁隧道截面阻塞比和隧道截面形状对临界通风速率、临界通风下顶棚最高温度分布及列车周围温度分布的影响。结果表明:阻塞比增加,圆形截面隧道的烟气流速增大,矩形隧道的先增大后减小,且圆形的大于矩形;阻塞比增加,临界通风速率减小,且当阻塞比相同时,圆形截面的临界通风速率大于矩形截面;在临界通风速率下,阻塞比对隧道顶棚温度的影响主要集中于列车着火位置上部,且随着阻塞比的增加,隧道顶棚最高温度升高。     

市政隧道箱涵结构设计

以Q市政隧道工程为例,进行了隧道箱涵结构设计问题的探讨,具体包括合理覆土厚度的确定,箱涵结构钢筋布置,通风口的布设,结构正截面和斜截面抗弯承载力验算,极限状态下箱涵结构状态的验算等方面.分析结果表明,隧道箱涵结构设计及处理在整个隧道工程设计中十分关键,箱涵结构处理既要充分考虑结构设计的便利性、经济性,又要考虑后续市政线缆管道的埋设情况,加强箱涵结构设计与后期建设运营管理之间的协调.     

类矩形盾构隧道纵向等效抗弯刚度解析解

结合类矩形盾构隧道截面特点,分别对中性轴位于截面上部边缘(环缝完全闭合)、截面上拱部、截面腰部和截面下拱部4种情况进行分析,并进一步考虑螺栓预紧力和环缝影响范围,推导得到类矩形盾构隧道的纵向等效抗弯刚度解析解,并对影响纵向等效刚度的相关因素进行探究.研究表明:当施加弯矩小于环缝启动弯矩时,环缝全部闭合,等效纵向抗弯刚度...     

锚杆支护技术在软岩隧道施工中的应用

以隧道工程施工锚杆支护作为研究背景,对当前软岩隧道支护、软岩隧道的岩体含义等展开了探讨研究,并提出了锚杆支护技术应用在隧道工程需要实行的质量控制措施,以期保证软岩隧道工程施工质量与支护效果。     

关于圆形隧道卡斯特纳公式的讨论

隧道围岩的应力及变形是隧道力学中的基本问题,它直接影响到隧道的安全评价及施工支护措施。20世纪50年代提出的卡斯特纳公式,描述了圆形隧道的塑性区半径和塑性区的应力分布规律,公式已成为隧道力学分析的理论基础。以满足莫尔-库伦准则或Mises准则的理想弹塑性材料为例,按照塑性力学加卸载准则,证明了圆形隧道的开挖过程是加载过程,支护过程是卸载过程;对圆形隧道开挖和支护过程进行了弹塑性FLAC有限差分数值计算,同时针对外压和地应力均为0、内压值为支护应力的隧道进行弹性分析。结果表明,围岩的应力分布在开挖后与卡氏公式相符,但在支护后则与卡氏公式不符。弹塑性分析中,支护引起的围岩应力增量及位移增量分别与弹性分析中的应力和位移相同。因此在涉及塑性变形的隧道力学分析中,卡氏公式只适用于开挖阶段,不适用于支护阶段。     

分岔隧道大拱段衬砌结构受力分析

大拱隧道受结构和跨度的影响,其初期支护与二次衬砌各自承受不同的围岩压力。给出了大拱隧道的荷载计算方法,并以某高速公路隧道为例,按荷载结构法分析计算了衬砌内力。计算分析表明,初次衬砌所受荷载比二次衬砌大得多,所以初次衬砌是主要承载结构。分析方法对类似隧道衬砌设计具有参考意义。     

双连拱隧道锚杆支护监测分析

在张石高速公路二期工程中岔道2号双连拱隧道现场监测的基础上,对初期支护体系中的锚杆支护进行了监测分析,并对双连拱隧道锚杆支护的设计、施工提出了一些建议,验证了锚杆支护体系在设计和施工上的合理性。     

复杂条件下隧道支护体时效可靠性探讨

以Kelvin-Voigt黏弹性模型作为大埋深隧道支护体流变模型,推导了隧道支护体的位移时效方程;提出了支护体时效可靠性的定义,即支护体时效位移曲线(Ur(ti))与位移阀值的交点(A点)到位移收敛值间弧段长(AB)与围岩与支护体发生作用点(O点)与位移收敛点(B点)之间弧段(OB)长的比值,即就是pf=AB/OB。在此基础上,运用自编程序计算了若干工程实例。工程实例表明:支护体的破坏概率与支护体弹性模量(E2)、围岩弹性模量(E1)以及支护厚度比较敏感;随着围岩弹性模量的降低,相同支护强度的支护体破坏率越小。     

钢拱架应力反分析隧道初期支护力学性能的研究

适时分析软弱破碎围岩段衬砌结构的内力状态是隧道动态施工中的关键性问题之一,对判断隧道施工安全状态和评价支护结构稳定性具有重要意义。考虑钢拱架已作为软弱围岩段公路隧道初期支护的重要形式,现通过分析隧道施工现场钢拱架支护的自身特点和受力特性,建立含有钢拱架和喷射混凝土的隧道复合初期支护的地基曲梁力学模型。然后运用地基曲梁相关理论,通过现场监测的钢拱架应力推求出隧道复合初期支护内力解析式,从而迅速得到隧道支护结构的应力集中部位。最后,经由台阶法施工的隧道工程实例运用表明,基于实测钢拱架应力求解隧道初期支护内力的解析研究是分析软弱破碎围岩段隧道支护力学性能的一种新方式,并能及时有效地为隧道现场施工安全提供直观、可靠的力学依据和技术支持。     

中条山隧道洞口浅埋黄土段大管棚超前支护施工

以中条山隧道浅埋进洞施工为研究对象,论述了管棚超前支护施工技术的施工工艺,通过对隧道施工中的监控测量结果分析,验证了大管棚超前支护应用在浅埋黄土隧道进洞施工支护效果良好。     

不同支护应力下土质隧道压力拱分布规律试验研究

隧道开挖使得围岩应力重分布而产生拱效应,拱效应的作用范围与隧道支护结构设计的安全储备以及经济性密切相关,并且一直都是岩土工程界的一个重要研究课题。作者根据相似原理,选用中砂为实验材料,采用卸载支护压力模拟隧道开挖。通过实测不同支护力条件下洞周土体径向和环向的土压力数据,分析了土拱拱体在不同支护作用下的发展变化规律,结果表明:压力拱拱体内外边界随着支护压力的减小而不断扩大,最终达到厚度为1.3倍洞径左右的稳定压力拱拱体。研究结果对地下“洞”室的开挖以及衬砌设计具有参考意义。     

软弱破碎围岩隧道超前支护确定方法

 如何合理确定超前支护类型及参数范围是保证软弱破碎围岩隧道施工的关键问题。针对该问题,提出包含施工安全性评价、超前支护方式选择、超前支护参数确定3个方面的隧道超前支护确定方法。首先,对隧道围岩的变形预测值 和控制标准值 进行比较,判断是否需要采用超前支护措施;进而采用工程类比法初步确定可能采取的超前支护方式,对采用超前支护后的隧道围岩变形预测值 与控制标准值 进行比较,选择满足变形控制标准的超前支护方式;在此基础上,对超前支护参数的敏感性和加固有效性进行分析,并制定出支护参数的上限值和下限值。将该方法成功应用于贺街大断面高速铁路隧道施工中,弥补了以往经验设计方法的不足,为定量化确定隧道超前支护提供一种思路,对软弱破碎围岩条件下隧道安全施工的理论研究和工程实践具有一定指导意义。     

软土隧道支护压力与稳定性下限有限元分析

隧道开挖面的支护压力计算和稳定性分析至今尚未有比较成熟和简便的计算方法,本文基于岩土塑性极限分析理论,在分析下限有限元方法中引入非线性Power-Law屈服准则,通过对屈服准则的线性化处理,得到平面应变条件下软土隧道开挖面支护压力计算的下限有限元线性规划模型,编制了相应的Matlab有限元计算程序。计算表明:与极限平衡理论和极限分析上限有限元得到的结果比较,可以说明引入非线性Power-Law屈服准则的塑性极限分析下限有限元对隧道开挖面支护压力的计算和稳定性的分析是适用的。同时,总结了隧道埋深系数、土体重度系数等对隧道开挖面支护压力与稳定性的影响。