浅埋偏压段大断面隧道施工方案及施工工序优化

采用FLAC5．0有限差分数值计算软件,对大断面、软岩、浅埋、偏压段隧道——包西铁路洞子岩隧道进行了三台阶、CRD和双侧壁导坑法的施工力学行为模拟分析,确定了采用双侧壁导坑法施工方案较优。分析了双侧壁导坑法不同施工工序时的围岩位移、支护内力、地表沉降以及塑性区的变化,得出了先开挖浅埋侧侧导坑后再开挖深埋侧侧导坑施工工序较优,且能有效地控制隧道围岩周边位移。数值模拟计算结果与现场监控量测值基本吻合。     

公路隧道下穿古长城施工优化研究

依托银川滨河新区长河大街延伸项目隧道工程,采用ABAQUS对不同开挖方法(两台阶法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法)及支护方案展开数值模拟研究,通过计算得到结构应力、古长城沉降值,并与监测数据进行对比分析.结果表明:采用双侧壁导坑法开挖和支护方案二得到古长城的沉降值为2.809 mm,较两台阶法、单侧壁导坑法分别减小了 119.47％和64.15％,表明双侧壁导坑法对保证古长城的安全更为有效.相关结论可为隧道下穿古建筑类似工程提供借鉴.     

基于深基坑开挖的临近初支隧道变形特征研究

深入研究基坑开挖引发临近既有隧道的变形特征可为地下工程的安全施工及监测提供参考依据。文章以济南市轨道交通预留段隧道旁新建深大基坑为研究对象,结合周边环境和地质情况,采用有限元软件建立二维有限元模型,通过对基坑开挖过程中临近在建隧道变形的模拟,得到桩顶及上、下行隧道位移变化规律。结果表明：基坑开挖至16.7 m时,隧道左下侧隆起而右上侧沉降;开挖至21 m时,隧道左下方沉降0.2 mm,同时右上侧沉降1.4 mm;上行隧道的水平位移远远大于下行隧道,隧道径向收敛以水平收敛为主,水平收敛值是竖向收敛值的1.5倍;隧道的水平位移前期受支护桩的阻断抑制作用位移变化较小,后期受开挖侧土压力减小导致位移逐渐增大。     

哈尔滨城市地铁大断面隧道施工稳定性分析

以哈尔滨城市地铁隧道施工为工程背景,基于区域地质条件,构建了有限元数值模型,分析双侧壁导坑法和交叉中隔墙法(CRD法)施工过程围岩变形和受力变化规律,结合现场监测手段,分析大断面隧道的施工方法及其稳定性。结果表明:弱围岩区域隧道施工,无论是隧道变形总量还是施工引起的地表沉降,双侧壁导坑法均比CRD法有优势,且应力变化、最大应力值均较小,围岩主应力分布也较均匀,而CRD法仅在隧道变形收敛有优势;通过分析现场监测数据可知,施工的先后顺序会影响变形,后开挖的断面会影响先开挖的,使用双侧壁导坑法也能够很好的满足施工的变形控制标准。     

断层特征与掘进方法对隧道围岩稳定性影响分析

以都昌至九江高速公路温泉隧道为工程背景,采用有限元方法对隧道穿越不同断层倾角、隧道与断层相对位置、隧道不同开挖方法等情况下围岩的稳定性进行了模拟计算分析。结果表明和无断层情况相比较,断层的存在使得围岩的整体位移增加,拱顶沉降增加约18.3%,仰拱隆起增加约35.1%,围岩位移最大区域向垂直于断层方向偏移,不再具有对称性;断层位于隧道拱肩处时拱顶沉降量最大,断层位于隧道拱脚时,对围岩拱顶沉降量的影响最小,围岩最为稳定;采用上下台阶法进行开挖其拱顶位移量要比采用侧壁导坑法开挖所产生的位移量大77.04%,仰拱隆起量大60.3%;断层倾角为45°时,隧道开挖时围岩相对比较稳定。     

不同间距下溶洞对分离式隧道稳定性的影响

为了解分离式隧道中间存在溶洞时溶洞对隧道稳定性的影响,通过FLAC3D 分析了岩溶区溶洞对分离式隧道围岩应力与变形的变化规律。结果表明:溶洞会对分离式隧道顶部、底部围岩的应力及变形产生较大影响。当分离式隧道之间存在溶洞时,在隧道顶、底部一定范围出现拉应力集中区,其中拉应力最大值多分布在隧道顶部,但底部拉应力增长快;围岩的压应力则增幅不大,且最大值分布在隧道之间而非洞壁处;围岩的剪应力均有所增加;围岩的位移有所增加且隧道顶部附近围岩有较大程度的位移增长。当隧道间距增大时,洞壁附近围岩的最大拉应力、压应力及上下两侧位移量均有所下降。当隧道间距在1 倍隧道开挖断面宽度时,溶洞对隧道的影响较显著, 而当间距大于1. 5 倍宽度时可忽略不计。     

高速铁路隧道下穿高速公路地表沉降影响分析

针对京沪高铁金牛山隧道下穿既有公路的地表沉降影响,运用有限元软件ANSYS对隧道下穿既有公路进行数值模拟,考虑台阶法、双侧壁导坑法和CD法3种开挖方式,得出地表沉降的规律,并通过对比高速公路路面沉降控制基准值,对高速铁路隧道下穿高速公路的安全性进行了评价,结果表明,以变形控制为基准的最优开挖方式为双侧壁导坑法.     

浅埋偏压隧道进洞施工围岩稳定分析

针对破碎岩体浅埋偏压隧道围岩稳定性问题和进洞工法的取选,选用ABAQUS有限元软件对广西岭顶隧道分别采用三层台阶法、中隔墙法和双侧壁导坑法施工进行数值模拟研究,分析不同施工方法下围岩及支护结构的应力、应变及塑性区分布变化等情况.结果表明:由于隧道存在明显的浅埋和偏压作用,进洞适宜采用中隔墙法和双侧壁导坑法施工作业,能较...     

大断面软弱围岩隧道洞口段施工工法比较分析

山岭隧道建设条件复杂,通常洞口段埋深较浅、围岩破碎,在施工过程中易发生坍塌、边仰坡失稳等事故．根据某隧道洞口段地质情况、地形条件以及设计参数,对拟采用的交叉中隔壁法和双侧壁导坑法进行施工和数值分析对比．研究结果表明：从施工上看,采用交叉中隔壁法有利于工期;从数值分析看,采用交叉中隔壁法和双侧壁导坑法完成开挖后,隧道结构y向最大沉降分别为6．65cm和1．68cm,临时支撑X向最大变形分别为20．5cm和4．42cm,采用后者施工变形更小;从计算结果看,采用双侧壁导坑法施工,围岩和隧道支护结构受力更小．采用交叉中隔壁法施工后,C25喷射混凝土Y向最大拉应力为3．07MPa,远大于采用双侧壁导坑法的1．27MPa,且超过该喷射混凝土的极限抗拉强度．因此,从隧道变形和受力分析看,采用双侧壁导坑法施工更安全．     

不同掌子面间距下浅埋偏压小净距隧道稳定性研究

浅埋偏压小净距隧道结构特殊,两主洞同时施工时掌子面间距的合理选择对隧道稳定性尤为重要.以延崇高速公路头炮隧道为背景,通过ANSYS及FLAC3D软件建立隧道模型并进行数值模拟,采用了双侧壁导坑法先开挖深埋侧隧道的基础上,将规范中建议的小净距隧道施工时掌子面间距为1～2倍洞径的范围细化为4种不同工况,从隧道上部边坡位移、...     

浅埋大断面隧道核心土数值模拟与分析

针对浅埋大断面隧道采用双侧壁导坑法施工时核心土的预留问题,依托重庆轨道交通六号线二期北碚站工程,对浅埋大断面隧道采用双侧壁导坑法开挖时,核心土的留设进行数值模拟,比较分析了预留核心土前后围岩的变化情况。结果表明:合理的留设核心土可有效降低地层沉降速率;改善围岩受力情况;同时表明护拱法和临时回填对治理隧道塌方效果良好,对类似塌方处置有指导意义。     

不同施工工法对断层隧道的力学响应分析

断层破碎带是隧道施工中常见的不良地质构造,在断层破碎带附近施工时常常会引发围岩失稳甚至塌方等问题。因此依托某高速公路隧道,利用FLAC3D建立三维分析模型,研究施工方法对隧道围岩稳定和支护结构的影响,计算结果表明：在3种施工工法下,断层破碎带位置围岩的拱顶沉降值和拱底隆起值显著大于围岩正常段的,同时初期支护结构在断层破碎带和围岩正常段交界处的受力最大。环形开挖预留核心土工法施工引起的拱顶沉降最大值为51.45 mm,拱底隆起最大值为121.25 mm,初期支护结构的主应力最大值为15.27 MPa,各项数据均优于其余两种工法的对应值,表明该工法对保持围岩稳定效果最佳。现场监测结果也表明断层破碎带附近的拱顶沉降值要大于围岩正常段的拱顶沉降值,在现场施工中要加强断层破碎带位置处的监测并做好安全措施。     

基于现场监测及数值分析的隧道双导洞超前施工优化研究

依托新建兰渝高铁桃树坪富水弱胶结粉细砂隧道工程,基于现场监测和数值模拟分析相结合的方法,对大断面富水砂地层条件下的隧道施工方案进行了优化和分析,研究了大断面隧道CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步法三种施工方案的优缺点,改进了大断面隧道双侧壁导坑法施工技术,提出了"底部双导洞超前施工"的新工法.跟踪桃树坪隧道3#斜井施工工区底部双导洞超前工法试验段进行的现场围岩压力、拱顶沉降和水平位移的现场监测,验证了工法的安全、可行性;基于数值模拟分析,确定了施工中上半断面的最佳开挖高度5.4m,超前导洞1部与上半断面5部间合理步距25m,优化了底部双导洞超前施工工法的技术参数,为富水弱胶结粉细砂地层隧道的施工提供了技术保障.     

盾构隧道下穿既有城市隧道施工力学分析

针对合肥地铁1号线盾构下穿南一环下穿隧道工程存在的安全风险,运用 FLAC3D实现了隧道盾构开挖的模拟,分析了盾构推进过程中下穿隧道结构以及在建隧道应力应变分布规律。研究表明：盾构机在监测断面前后20m范围内掘进对下穿结构竖向位移和拱顶沉降影响最大,处于盾构隧道上方及中心线上的监测点沉降变形较大;下穿隧道的底板南北侧出现拉应力,拉应力最大值达到1.088MPa。开挖结束,盾构隧洞周围土体最大隆起位移为6.22mm,最大沉降为4.96mm;最终两个隧洞周围土体位移分布规律基本一致。拱顶沉降随开挖的变化规律与监测点相似。根据模拟结果提出的施工防护措施有效,沉降实测值均在预警值以下,模拟结果与实测结果规律基本一致,模拟效果较好。     

不同深度TRD墙对基坑的影响分析

以淮安东站深基坑项目为实例,运用有限元软件Midas模拟分析围护结构6种不同埋深对水平位移的影响。结果表明：随着插入深度的增加,位移最大值会下移;TRD工法墙深度不断继续增大时,减小的水平位移并不显著,且地表整体的沉降曲线形状类似凹型;沉降值随着离基坑边距离的增加,先快速增大,然后达到沉降最大值后,开始缓慢减小最终趋于稳定;通过数值模拟得出基坑TRD工法搅拌墙的理想埋深深度,再根据现场施工监测数据进行验证,形成TRD工法搅拌墙的施工方案。可为类似工程提供借鉴。     

双侧壁导坑法在大跨度铁路隧道施工中的应用

结合工程实例,介绍铁路大跨度隧道双侧壁导坑法在破碎围岩施工中的具体应用。     

松散堆积体围岩隧道施工方案对比分析

在某高速公路大型堆积体围岩隧道施工中出现了拱顶塌方、超前支护砸毁、二衬开裂现象,致使施工方案多次变更,为此,采用大型室内饱和固结排水剪试验获得堆积体力学参数,结合现场监测和设计方案,利用三维数值模拟方法模拟了上下台阶法、三台阶分步开挖法及单侧壁导坑法等方案施工过程,对各方案进行了对比分析.结果表明,单侧壁导坑施工方案能有效减小拱顶位移和塑性区的发展,二衬受力也相对合理,因此较适合松散堆积体围岩隧道.分析结果可为同类型松散堆积体围岩隧道施工和方案设计提供参考.     

下穿既有运营公路大断面浅埋隧道方案优选及监测分析

在建商合杭客运专线新大力寺隧道下穿安徽省208省道段,隧道埋深浅,隧道围岩节理裂隙发育、稳定性差.新大力寺隧道施工过程中,S208省道正常运营;针对隧道实际工程情况,选择更优的施工方案保证省道正常运营与施工隧道的安全是工程的重难点问题.以新大力寺隧道下穿S208公路段工程为背景,采用数值模拟方法,对比分析了二台阶法、三台阶法、六步CD法和双侧壁导坑法等4种施工方案施工引起的下穿省道路面沉降变化,新建隧道围岩和支护结构的稳定性;考虑省道行车荷载对下穿隧道施工的影响,分析不同施工行车荷载影响下隧道施工的稳定性.基于数值模拟分析结果表明:采用六步CD法施工,下穿隧道结构的变形及结构内力控制良好,隧道施工引起的路面沉降较小;但六步CD法施工中隧道拱顶位置衬砌内力较大,施工中采用少扰动的原则,减少对隧道拱顶围岩的影响.     

某黄土深基坑复合土钉墙变形监测分析

依托某高速铁路明挖隧道黄土深基坑工程土钉墙支护结构，对深基坑施工过程中周边地表竖向位移、基坑侧壁深层水平位移、基坑坑底隆起进行监测，根据变形监测结果分析了基坑随施工进行和时间变化产生的变形情况，总结了深基坑的变形规律。结果表明：基坑周围地面沉降随基坑开挖深度增加而增加，现场监测基坑周围地表沉降最大值为7.43 mm;随着基坑开挖施工进行，土钉墙支护对基坑整体变形约束较小，呈现整体向基坑内部的倾斜变形，最大水平位移出现在基坑顶部附近深度约0.5 m处，变形值为10.84 mm;基坑整体变形较小，安全储备大，但考虑到湿陷性黄土遇水强度会显著降低的特性，为了保证基坑安全，选取的基坑设计参数是合理的；施工中须做好坑外防渗、排水。研究结果可为同类条件的基坑设计和施工提供借鉴。     

桩锚复合支护结构对临近铁路侧基坑开挖的影响

以临近铁路基坑为研究对象,运用有限元软件Abaqus建立临近铁路侧桩锚复合支护结构模型,模拟分析铁路两侧沉降、桩顶水平位移、桩顶沉降,并与监测结果进行对比,研究桩锚复合支护结构对基坑开挖过程的影响。结果表明:随着基坑开挖的进行,铁路两侧沉降逐渐增大,中期发展较快、后期趋于稳定;监测和模拟结果均显示阳角部位桩顶水平位移最小,表明阳角L型桩体布置能有效限制桩体水平位移,降低失稳风险;基坑开挖过程中,适当增加中部锚索的锁定值可提高支护效应,降低风险;数值模拟和现场监测结果吻合较好,数值模拟可用于指导施工工况。