强风化千枚岩地层隧道开挖方法的数值分析

采用有限差分法对某隧道出口段强风化千枚岩地层中拟采用的传统三台阶七步开挖法与新三台阶七步开挖法的施工过程进行了数值模拟。通过对相应施工方法下隧道围岩发生的变形和支护结构内力的对比与分析,结果表明新三台阶七步开挖法更有利于控制隧道施工期间所引起的围岩变形,可适合于强风化千枚岩地层中隧道出口段的施工。     

大断面洞库掘进方案优化分析

大断面地下洞库的稳定性与开挖过程密切相关,本文对Ⅲ类围岩条件下的三种掘进施工方案进行了有限元数值分析,得出采用下导洞适度超前全断面台阶法要比中导洞掘进法、双侧壁导洞正台阶法安全经济,为同类地下工程施工提供了参考依据。     

浅埋破碎围岩特大断面施工力学特征与安全分析

在破碎围岩条件下,特大断面隧道采用台阶法开挖易产生塌方和大变形等问题。文章依托实际工程,针对浅埋破碎围岩条件下特大断面隧道台阶法开挖进行三维受力分析,模拟台阶法施工的各个阶段,分析各个阶段衬砌的受力变化,得到了横截面上隧道衬砌危险部位安全随台阶法施工的变化。运用断裂力学中的格里菲斯强度理论,从主应力角度分析了隧道衬砌整体开裂系数随台阶法施工步的变化。同时结合现场部分应力数据以及内部围岩挤压数据,分析大断面软弱围岩条件下台阶法施工的可行性。分析和实测皆表明,在浅埋软弱围岩条件下特大断面隧道台阶法施工是可行的。     

软弱破碎围岩隧道开挖工法比选研究

软弱破碎围岩隧道的开挖一直是隧道工程施工的难点,其特点在于围岩开挖后变形量大,掌子面易失衡,施工过程中经常出现掉块滑塌等现象。为了进一步研究软弱破碎围岩隧道的合理开挖方法及施工过程中围岩和支护结构的应力、位移等变化,依托金家庄特长隧道工程,采用FLAC3D三维数值模拟手段分析了隧道在不同开挖方法(两台阶法、三台阶预留核心土法)下的受力及变形规律特征,研究表明:(1)开挖过程中采用三台阶预留核心土法时,围岩整体变形较两台阶法小;(2)从初支、二衬结构受力情况得出,采用两台阶法施工优于三台阶预留核心土法;(3)隧道的开挖工法应随开挖揭示的围岩的情况进行相应的调整。     

黄土隧道短台阶仰拱连续施工技术

对蒙华铁路延安隧道开挖方法进行了研究,通过分析地质围岩情况,研究得出:隧道开挖将Ⅳ级围岩三台阶法调整为短台阶、仰拱连续施工开挖法。实现了上下台阶、仰拱同时爆破开挖、出渣、同时立架、喷混凝土,相同工序集中组织,减少了原三台阶法开挖施工的工序重复作业现象。隧道采用此方法具有工序衔接紧凑、机械利用率高、方便施工组织、隧道施工进度明显加快。     

CRD法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响

以西安地铁三号线太白南路—吉祥村暗挖区间隧道工程为依托,采用台阶法和交叉中隔墙法(CRD法)对隧道施工时的围岩变形进行实时监测,并对数据进行回归处理,应用FLAC3D软件对2种施工方法进行模拟分析,系统研究了2种开挖方法的隧道围岩变形规律。研究结果表明:采用CRD法能够有效控制拱顶沉降及水平收敛量,减小施工对围岩的扰动程度,对于保持软弱围岩的自持能力及稳定性有明显作用;在进行西安地铁隧道施工时,应采用台阶法实现隧道的快速开挖,而对于地层条件复杂或施工要求较高的区段建议选择CRD法进行施工,以便更好地控制围岩变形,保持围岩稳定性。     

南山隧道开挖施工技术

结合南山隧道施工方案,针对该隧道围岩较差、易发生突水、突泥和变形塌方的特点,探讨隧道洞口和洞身开挖施工中不同围岩级别下的开挖方法,介绍了三台阶法、台阶预留核心土法、上下台阶法施工技术以及初期支护和辅助施工措施。     

不同开挖方式对近距离交叠隧道影响模拟研究

研究不同开挖方式对近距离交叠隧道的地层和围岩的影响,揭示不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变变化规律,为近距离交叠地下工程的变形控制、支护设计和开挖优化设计提供理论依据。通过FLAC3D数值模拟,研究在台阶法、眼镜法、CRD法3种不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变发展规律、交叠区围岩塑性破坏规律,研究结果如下：(1) 不同开挖方式对交叠隧道施工过程中不同位置的影响程度不同,揭示既有隧道衬砌变形机制演变过程和衬砌破坏的危险点;(2) 根据围岩塑性区发展和隧道衬砌变形量,开挖下部新线隧道时CRD法优于眼镜法和台阶法,CRD法开挖下部隧道时对变形控制效果最好;(3) 新建隧道穿越既有隧道时,比较理想的施工方案为台阶法→CRD法→台阶法;(4) 任何开挖施工方法都会使已建隧道衬砌的4个部位(拱顶、拱脚、直墙边及拱底)承受拉应力,且拱脚处的最大、最小主应力最大,最易发生破坏。     

长大隧道IV级围岩段全环开挖工法优化研究

针对长大隧道Ⅳ级围岩段采用全环开挖法是否安全稳定的情况,论文以某岩性为灰岩的铁路隧道工程为实例,对比同等条件下Ⅳ级围岩台阶法和全环开挖法2种开挖方式,分析隧道在支护条件下的围岩变形、围岩应力和围岩应变。根据各个方面数据对比,可以得出2种开挖方法的数据虽然有差别,但是相差不是很大,而且全环开挖法的数据优于台阶开挖法,数据也都在安全范围内。因此,仅研究在初期支护的情况下,长大隧道Ⅳ级围岩段可以采用大型机械化配套全环开挖法施工。     

厚层松散堆积体偏压隧道施工方法优化研究

由于穿越厚层松散堆积体浅埋偏压洞口隧道的围岩性质十分不稳定。因而选择合理的开挖工法对隧道安全施工极其关键。本文依托飞仙关公路隧道洞口工程,对中隔壁法、两台阶带临时仰拱法和两台阶预留核心土法三种施工方法进行比选,通过数值模拟,比较三种工况下的围岩塑性区和围岩位移。研究得出在洞口Ⅴ级围岩段宜采用两台阶预留核心土法施工;Ⅳ级围岩段宜采用两台阶带仰拱法施工。该研究成果可为隧道洞口工程施工提供一定参考。     

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。     

涌水大跨分岔式隧道施工方法数值模拟研究

以阳安二线直通线分岔式隧道施工为背景,基于基础理论和数值模拟分析,对比不同施工组织下3种开挖方法在施工阶段的隧道力学行为、对应变形规律及施工重难点。研究结果表明:后建隧道施工导致先建隧道周边围岩应力重分布,左线隧道外侧围岩应力集中系数与右线隧道外侧围岩应力集中系数相比略大,随着两条隧道之间距离的增加,左、右线的围岩应力集中系数减小。通过对分岔隧道最优开挖方法的理论研究和数值模拟,得到三台阶开挖模拟的结果最小;相邻侧隧道施工导致结构整体应力重分布,左线的受力和变形均相对右线大。综合考虑,三台阶开挖法更适用于本工程隧道喇叭口段施工。     

小净距隧道不同开挖方法的数值模拟分析

以六某岳高速公路小净距隧道的V类围岩,两洞净距为6.31m的小净距隧道为例,建立了弹塑性平面应变模型,对小净距隧道开挖的侧壁导坑法、反侧壁导坑法和台阶法三种施工方法进行了数值模拟分析研究,从三种开挖方法最终的围岩应力、位移曲线分析可以认为:本工程V类围岩小净距隧道开挖,侧壁导坑法为最优选方案。     

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。     

三台阶八步开挖法在公路隧道软弱围岩施工中应用

公路隧道软弱围岩施工中,常用的施工工法有存在一定的局限性,采用即能适应复杂地质条件,又能保证隧道施工安全和提高施工质量的施工方法是工艺关键,对公路软岩隧道施工采用三台阶八步开挖法施工工序进行论述.三台阶八步开挖法包括超前小导管施工、开挖施工、初期支护施工、仰拱回填施工、衬砌混凝土施工等步骤.     

岩溶隧道出口段台阶法开挖对比分析

结合隧址地质情况,采用大型有限元分析软件MIDAS/GTS,对比分析了刘官屯隧道出口段采用不同台阶法分步开挖条件下围岩及支护结构的变形规律和受力差异,同时结合工程特点和施工工艺对不同开挖方法进行了比选,最后得出了刘官屯隧道出口段采用三步开挖预留核心土法开挖是既符合隧道设计规范,又满足围岩及支护稳定性要求的结论,且该施工工艺经济、简易。该成果可对同类地质条件下的岩溶隧道施工提供指导。     

隧道临近下伏承压溶腔开挖稳定性施工工法比选

临近承压溶腔对隧道开挖不利影响显著,合理的施工工法对保证隧道开挖稳定性至关重要。以某3车道公路隧道为依托,对隧道临近下伏承压溶腔时,运用全断面法、上下台阶法等6种工法开挖进行模拟。监测隧道洞周位移、隧道与溶腔间围岩竖向位移及初期支护内力,分析不同施工工法对隧道开挖稳定性的影响。计算结果表明:工法不同,拱顶下沉、水平收敛增大趋势不同,出现小幅增大的次数也不同;当前溶腔尺寸及内压条件下,最终拱顶下沉与水平收敛量大小顺序为全断面法上下台阶法三台阶法侧壁导坑法弧形导坑法双侧壁导坑法;地层与隧道间距越大,隧道开挖对地层的影响越小,影响范围向左下、右下方扩散,隧道与溶腔间围岩的稳定性最差;双侧壁导坑法控制拱顶下沉、水平收敛、隧道与溶腔间地层竖向位移效果最好,且能降低仰拱处弯矩与初期支护偏心距,有利于洞周围岩及初支结构稳定性。     

台阶法开挖高度对小净距隧道围岩力学特性及稳定性的影响分析

在小净距隧道施工开挖过程中围岩的变形与稳定性是工程考虑的重要问题,为了研究小净距隧道在台阶法施工中采用不同台阶高度对隧道围岩力学特性及稳定性的影响,文章依托济南顺河高架小净距隧道实际工程,采用数值分析结合现场实测数据对顺河高架南延二期工程地下道路小净距隧道台阶法施工的过程进行分析,建立了不同台阶高度模型,对该小净距隧道不同上台阶高度的施工过程进行了模拟,通过对比不同上台阶高度下小净距隧道围岩的力学特性和稳定性变化规律,得到台阶法施工中开挖台阶高度的合理判定依据,并为有关工程施工提供了参考。     

公路隧道围岩变形监测与分析

结合工程实例,通过对财神梁隧道全断面法和台阶法两种不同开挖方法下典型断面的围岩变形监测,研究了其稳定性状况,并对围岩变形曲线进行了回归分析,从而优化开挖方法和指导施工.     

三台阶七步法在隧道出洞施工中的应用

结合工程实例,通过分析某隧道出口的实际围岩条件,对三台阶七步法和超前小导坑法两种出洞施工方案进行综合必选。切实做好施工过程的监控量测指导施工,运用三台阶法出洞施工工艺解决了该隧道出口端受地形条件限制、布置临时设施成本高、进度慢等施工难题,保证了施工安全和工程质量并减少开挖,最大限度地保护了环境。