大跨度小间距偏压隧道施工模拟

为了解决大跨度小间距偏压隧道施工工序和两隧道开挖时相互影响的问题,采用有限差分数值模拟方法对大跨度小间距偏压隧道进行了施工工序和空间效应的计算分析,结果表明不论采用哪种开挖方式,隧道受力均具有不对称性,中间夹岩和埋深较大一侧拱腰是应力集中区域,先开挖埋深较浅一侧更有利于围岩的稳定性。两隧道同时开挖时掌子面只要保持在一定的范围外,即可保证两隧道的相互影响较小。     

偏压隧道CD法导坑开挖顺序数值分析

根据隧道开挖与支护过程中围岩应力变形规律,提出"二次平衡"概念.基于浙江省境内一偏压公路隧道的设计、施工以及地质情况,采用有限元软件ADINA模拟CD法不同顺序开挖导坑的施工过程,对比分析地面、围岩位移以及初期支护和二次衬砌的最大主应力.结果表明:地面沉降以及围岩最大位移都与导坑开挖顺序有关.从埋深大的一侧开挖导坑比从另一侧开挖导坑初期支护最大主应力小21.6%,二次衬砌最大主应力小35%.拱底是支护结构的薄弱部位,在设计、施工时要引起足够的重视.最后经过综合分析,确定了从埋深大的一侧导坑开挖为优选方案,可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考.     

某陡倾连拱隧道开洞顺序对比模拟分析

文章通过对一陡倾山体中开挖连拱隧道进洞顺序进行模拟对比分析,以确定陡倾连拱隧道合理的开挖方案,分析得出:1不同进洞顺序对地表累积沉降、累积水平位移总量与拱顶沉降曲线累积值相差不大,只是因开挖顺序不同,其对应的变形增长分析步有所不同.2衬砌的受力以拱部与中隔墙结合部位最大,设计施工过程中,中隔墙与拱部的结合部位就作为重点控制部位.3中隔墙的位移分布很不均匀,表现为上部较大下部较小,偏向浅埋侧,但先深埋侧后浅埋侧顺序产生的最大位移明显大于先右后左顺序所产生的值.根据文中不同开挖顺序产生的位移可知:先深埋侧后浅埋侧顺序施工利于中隔墙位移的控制等.     

地表倾角和埋深对浅埋偏压隧道塑性区的影响范围研究

浅埋偏压隧道施工安全是隧道施工的常见问题.采用FLAC3D有限差分软件,针对地表倾角和埋深对隧道塑性区范围的影响,分为两组不同工况的隧道开挖进行了数值分析.结果表明:随着地表倾角增加,左边墙和左拱脚的水平位移逐渐减小,当地表倾角为35°时位移值为负,出现了向左的位移,右拱腰的竖向位移增大趋势要大于左拱腰,随着隧道埋深的增加,位移的大小随埋深的增大均逐渐增加;剪应力主要集中在左右拱脚和左右边墙处,塑性区首先出现在这些区域,并随着剪应力的增加范围逐渐增大.     

地铁站地下连续墙穿越人防隧道施工技术

结合合肥地铁一号线明光路站地下连续墙施工工程,根据地下人防隧道拱顶埋深高度、地下连续墙和人防结构相对位置,采取相应的施工措施:拱顶埋深较小时采用板桩围护开挖,修筑封堵墙,破除人防回填后加固;埋深较大时采用全套管钻机清障,冲击钻回填后加固;地下连续墙与人防同槽时采取旋挖钻钻孔,人防隧道两端粘土回填至地面,隧道中部砂浆填充至洞顶,粘土回填至地面后加固。解决了地铁站超深地下连续墙在复杂地质且有人防隧道时的成槽难题,保证了基坑的安全。     

节理岩体隧道围岩塑性区范围研究

为了研究浅埋偏压条件下节理倾角对隧道围岩变形的影响,选择地形偏压的浅埋隧道为研究对象,采用遍布节理模型来模拟岩层的各向异性特征,分7组不同节理倾角工况对地形偏压隧道进行数值模拟,分析不同工况下隧道围岩的变形量和塑性区,结果表明:随着节理倾角的增大,隧道垂直方向的变形表现出先减小后增大的趋势,水平方向的变形表现出先增大后减小的趋势;当节理倾角为15°时,隧道垂直方向的变形量和水平方向的变形量最小;当节理倾角为60°时,隧道水平方向的变形量最大.随着节理倾角改变,围岩塑性区范围随之发生变化,当节理倾角为15°时,隧道围岩塑性区范围最小,隧道最为稳定.     

不同地形偏压与隧道受力变形的关系

为了研究由地表倾斜引起的偏压对隧道受力、变形特性的影响,依托三卿口隧道工程实例,针对洞口浅埋偏压地段,基于平面应变问题,数值模拟了地表倾角为0°、5°、……、45°共计10种工况.结果表明地表倾角小于35°时,隧道的拱顶沉降、周边收敛、衬砌弯矩、衬砌轴力变化较小,而当地表倾角大于35°时,各数值急剧增加;偏压情况下隧道的敏感部位为左墙脚、左边墙、左拱脚、右拱脚,而且在倾角大于35°时,左拱脚弯矩出现反号(内侧受压,变为内侧受拉).建议在隧道设计、施工中,当地表倾角小于35°时(相当于地面坡度1∶ 1.4),可以不考虑地形偏压对隧道的影响,反之,则要考虑.     

隧道埋深及开挖方法对于二衬支护时机的影响

为了研究隧道埋深和施工方法对二衬支护时机的影响,以广梧高速公路牛车顶隧道为工程背景,建立数值计算模型,分别改变隧道埋深和施工方法,得到相应的隧道二衬支护时机.结果表明：通过数值计算,可定量得到二衬及掌子面之间的允许距离和埋深的关系;当埋深较小时,二衬与掌子面的允许距离随着埋深的增加而增加;当埋深超过某一限值时,隧道二衬与掌子面的允许距离基本不变;开挖工法对二衬与掌子面间的允许距离影响比较显著,而对仰拱与掌子面的允许距离影响很小.随着开挖断面分部的增加,开挖对围岩的扰动减小,因而可以适当延缓构筑二衬时机.若选取Ⅲ级围岩中的全断面开挖法作为参考基准,则围岩中二衬与掌子面的允许距离将由于选择不同工法需进行修正,相应的修正值为：全断面法1.0,上下台阶法和中隔壁法均为1.5.     

盾构下穿施工对既有城市道路沉降影响研究

以合肥市地铁建设四号线天水路站-翠柏路站盾构区间为工程背景,研究盾构下穿对既有城市道路造成的影响。运用MidasGTSNX建立数值分析模型,研究隧道埋深和开挖距离对道路沉降的影响。结果显示：先开挖左线时,沉降在开挖第五到第十环过程中发生突变;埋深在2D以内时,随着开挖的进行,沉降曲线从“单谷”转为“双谷”,但沉降峰值始终保持在左线隧道中心线附近;埋深超过2D,双线隧道的相互作用可以忽略,全线贯通时的沉降峰值出现在双线隧道中心线上方;埋深始终与影响范围成正比,与影响程度成反比。合理安排这两种因素能够有效控制道路沉降,保证施工安全。     

西施坡隧道浅埋段CRD法与正台阶法比选分析

为了解决隧道浅埋段开挖方法优选问题,采用有限元方法建立了隧道有限元网格计算模型,分别对CRD法和正台阶法施工过程中塑性区分布、隧道位移、初期支护受力进行了计算与分析.计算分析结果表明:典型断面处CRD法开挖对地面造成影响的变形区较正台阶法大,CRD法产生的塑性区面积约为正台阶法的2倍;CRD法产生的拱顶沉降和水平收敛分别是正台阶法的74%和83%,满足公路隧道施工技术规范要求;CRD法在X方向产生的拉应力约为正台阶法的2.6倍.隧道浅埋段开挖宜采用正台阶法施工.     

隧道洞口边坡变形控制与数值分析

为了保证隧道洞口边坡上建筑物的安全,必须控制边坡变形值,以满足产生的附加应力小于建筑物的允许值.某隧道洞口位于居民区,由于拆迁的不彻底,某居民楼距离隧道边界仅仅3m,所以洞口路堑开挖时要严格控制边坡的变形,保证居民楼正常使用,根据边坡上该建筑物的结构特点和使用年限,确定该边坡允许变形值为15 mm;在采用锚杆、喷混凝土联合钢筋网预加固的前提下,模拟了每步开挖路堑的长度和宽度,得到沿隧道方向每步长度开挖2 m且宽度3 m,边坡变形满足要求,并进行了跟踪监测.此结论可为类似工程的设计、施工提供借鉴和参考.     

黄土隧道边坡信息化施工安全管理

根据隧道边仰坡的破坏机理建立了围岩变形5个阶段的预警反馈机制.构建的信息化施工安全体系在忻保高速沙塔隧道施工中的边坡稳定性预警及安全控制方面起到了重要作用.     

热力隧道上穿既有地铁6号线隧道方案比选

随着城市地下轨道交通的发展,上穿既有线路的情况时有发生.由于新线穿越既有线路不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降,而地铁运营对变形又有着非常严格的控制标准,所以选择最合适的施工方法十分重要.以热力隧道上穿北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间工程为依托,通过三维数值模拟软件FLAC3D分别对从左侧竖井向右侧竖井开挖热力隧道;右侧竖井向左侧竖井开挖热力隧道;从两侧竖井向中间开挖热力隧道三种施工方式进行数值模拟分析.并从三种施工方案中比选出对既有地铁运营区间影响最小的施工方法.通过进行安全分析可以表明:从两侧竖井向中间开挖热力隧道能有效减小地铁6号线运营区间的变形,为更加合理的施工提供了重要依据.     

山岭隧洞群施工通风设计

良好的隧洞作业环境是保证隧洞工程质量、提高施工效率、维护施工者身心健康的重要条件。锦屏二级水电站引水隧洞群水文地质条件复杂,具有高埋深、大洞径、洞线长的特点。独特的施工环境决定了引水隧洞采取钻爆法施工,无轨运输。为改善洞内施工环境,提供引水隧洞的正常施工作业环境,采取压入式通风方案,并通过Fluent软件进行数值模拟,结果显示通风效果良好,为实际工程提供了科学依据。     

防水堵漏法在黑沟隧道裂缝漏水整治中的应用

对黑沟隧道裂缝漏水工程整治提出了一整套治水方法 ,并制定工艺流程。该方法与传统方法相比 ,具有施工工序简单合理 ,操作方便等特点 ,且技术可靠。工程应用表明效果良好 ,达到了预期的目的 ,可以在类似工程推广应用。     

隧道中墙承载模型与稳定性判据研究及其应用

如何确定连拱隧道和小净距隧道中墙的合理宽度是隧道设计中的难题.建立了中墙承载应力与隧道跨度、中墙宽度和隧道埋深之间的关系,应用数值方法计算了不同中墙宽度、不同隧道埋深情况下中墙内的垂直应力,采用回归的方法确定了中墙承载的修正系数K与隧道跨度和中墙宽度的关系,从而建立了连拱和小净距隧道中墙的承载模型.将单轴抗压强度作为连拱隧道混凝土中墙的极限强度,根据极限平衡理论建立了小净距隧道原岩中墙加锚支护的极限强度,最后分别给出了连拱隧道和小净距隧道中墙的稳定性判据.举例说明了中墙稳定性判据在设计中的应用,并采用弹塑性损伤有限元计算结果验证了判据的可用性.     

复杂边坡工程稳定性监测及信息施工

以革大型复杂边坡中系统为例,提出了基于施工全过程安全监测及监测信息反馈指导下的复杂边坡工程信息化施工方法,结合岩石力学应力释放与转移原理、块体稳定理论及其它方法,介绍了信息化施工方法在该复杂边坡工程硐室快速安全施工、边坡与硐室合理开挖顺序及不稳基坑边坡风险施工中的具体实施过程及对施工的指导作用。     

黄土连拱隧道开挖的模型试验与压力拱分析

针对黄土连拱隧道复杂的施工力学特性,研究黄土连拱隧道动态开挖全过程中隧道轮廓位移、围岩的应力及压力拱分布规律.通过大型室内模型试验模拟黄土连拱隧道中的导洞开挖,利用相关监测元件对隧道轮廓位移、围岩的径向及环向应力进行采集和分析;采用有限差分软件对开挖过程的位移及压力拱进一步分析.研究表明：随着黄土连拱隧道不同导洞的开挖,各监测点位移时程曲线总体形状呈台阶形增长,且各台阶的增长对应各导洞初期开挖的位移突变;黄土连拱隧道的压力拱范围比同等级围岩的连拱隧道更大,先行导洞开挖完时,其拱顶压力拱大约为1D（D为隧道洞高）,单洞开挖完时,其拱顶压力拱范围大约1.5D;从第一先行导洞开挖到双洞完成,中隔墙上部围岩压力拱范围经历了0.5D→1D→0.5D→1D的变化,形成了多次应力重分布,对此范围的围岩应及时注浆或打入锚杆,加强支护.     

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．