连拱隧道开挖面空间效应分析

以铜黄高速公路黄榜岭双连拱隧道为工程背景,应用Ansys有限元程序模拟了连拱隧道的三维施工过程,结合现场信息化监测数据,分析了由于连拱隧道双洞施工进度不同对掌子面空间效应和中隔墙偏移的影响.给出了特定围岩条件下,连拱隧道开挖面位移释放系数与另一洞室开挖进度的定性关系.     

不同净距下小净距公路隧道的数值模拟研究

小净距隧道是目前公路隧道中最常见的一种型式，在我国还处于研究和发展阶段。采用有限元法和强度折减有限元法对不同净距下的小净距隧道进行了弹塑性数值模拟研究，对比分析了隧道围岩位移、应力、塑性区分布以及隧道安全系数随净距的变化规律。结果表明，小净距隧道围岩的各项指标与隧道的净距存在突变关系，最后提出了把围岩各项指标出现突变时的净距作为小净距隧道的合理净距。     

特大跨度小净距隧道中间岩柱可靠度分析及其加固处理措施

魁岐2号隧道位于福州国际机场高速公路二期工程A3标段,隧道跨度达到19.9 m,中间岩柱最小净距为11.7 m,为国内首座双向八车道小净距隧道工程。针对魁岐2号隧道工程的特殊性,利用离散单元法对节理岩体中特大断面小净距隧道的受力情况进行了分析,根据可靠度理论,通过对魁岐2号特大断面小净距隧道中间岩柱的可靠性分析发现,对于特大断面小净距隧道,中间岩柱最薄弱的部位主要集中在岩柱上部,因此,对于特大断面小净距隧道施工过程中宜重点对岩柱上部进行加固处理。同时,根据不同围岩级别中中间岩柱的可靠度值显示,魁岐2号特大断面小净距隧道的净距取值基本上是合理的,整体上能满足稳定性的要求。     

新建隧道施工对既有运营隧道的力学影响分析

以杭金衢高速公路新岭隧道为工程背景,通过对新建隧道对既有运营隧道在静力开挖条件下的受力和变形分析可知,随着新建隧道与既有隧道之间的净距增大,新建隧道开挖对既有隧道的影响逐渐减小,当净距超过20m时,新建隧道的开挖引起衬砌位移、受力变化相对较小,既有隧道结构处于安全状态。据此判别杭金衢高速公路新岭隧道净距设计是科学合理的。     

考虑围岩破坏条件时优化小净距隧道最小净距的研究

小净距隧道由于不受地形条件以及总体线路线型的限制,较连拱隧道有施工工艺简单、造价较低等优点,越来越受到青睐。用有限单元法对小净距隧道不同中柱厚度进行数值模拟,通过格里菲斯破坏判据以及德鲁克-普拉格判据,拟合出最大拉应力及各判据屈服函数与净距的拟合曲线,在保证其稳定的基础上,对小净距隧道最合理净距做出分析。     

隧道的施工监测与安全预报

某高速公路1#隧道为上、下行分离单向行车双洞隧道,净高5.5m,左线隧道长731m,右线隧道长625m。隧道通过地区地形复杂,未发生过3级以上地震,地震基本烈度为度,地层岩性为太古界混合花岗岩,上部覆盖第四系残坡积碎(块)石土。表1　隧道围岩地质情况表岩性结构特性Rb(MPa)Vp(m/s)水文地质条件类别全风化花岗岩粗砂状/670～920空隙水、渗水破碎带角砾状18.363200～3790漏水弱风化花岗岩岩块镶嵌21.11100～1700裂隙水、渗水弱风化花岗岩块状33.72760～3680少许裂隙水微风化花岗岩块状38.83620～4790少许裂隙水1　施工监测　　隧道开挖采用上、下…     

基于S.M.F的小净距公路隧道抗震性能分析

考虑围岩等级、隧道净距等因素,对小净距公路隧道的抗震性能进行了综合的分析。将S.M.F理论推广到Drucker-Prager材料,用以描述中岩墙的复杂应力状态,并基于此评价两隧道间的相互影响;以中岩墙的塑性区贯通作为临界条件,分析了Ⅲ级和Ⅳ级围岩小净距隧道的最小抗震安全间距。研究表明,地震波动在介质突变面上的反射、叠加导致小间距隧道的中岩墙处于非常复杂的应力状态,一旦两隧道间距过小,很可能导致中岩墙的破坏。根据计算,Ⅲ级围岩下的小净距隧道的极限净距不宜小于0.75B,Ⅳ级围岩下不宜小于1.0B(B为隧道断面的开挖宽度)。     

小净距隧道开挖方法和中岩柱加固技术探讨

小净距隧道是有别于连拱隧道和分离式隧道的一种特殊的隧道结构形式，其施工方法和中岩柱加固技术还处于研究发展阶段。论述了小净距隧道开挖方法和中岩柱加固技术。     

公路并行双洞小净距隧道施工技术

小净距隧道是指并行双洞公路隧道间岩石厚度较小 ,一般 <1.5倍隧道开挖断面宽度的一种特殊隧道结构型式。通过工程实例介绍公路并行双洞小净距隧道施工方法及关键技术要求     

隧道揭煤区域预测钻孔控制范围研究及应用

隧道穿越煤系地层时,将面临煤与瓦斯突出危险。准确测定煤层突出参数是确保隧道安全、经济生产的重要因素。在隧道大断面开挖应力扰动情况下,研究分析揭煤区域预测钻孔控制范围,确保隧道安全施工具有重要的意义。以宝鼎2号隧道为工程实例,运用理论分析、数值模拟的方法对隧道大断面开挖过程中前方垂距10 m的煤层应力变化规律进行研究,得出煤岩应力场分布特征。推导出隧道揭煤区域预测钻孔竖直方向控制范围距隧道上轮廓线应至少为12 m,距下轮廓线应至少为8 m;水平方向控制范围距左、右轮廓线均应至少为8.5 m。同时,通过对K15+836煤层现场应用,测得原始应力区瓦斯含量远大于应力扰动区,说明原始应力区瓦斯参数指标才能真实准确反映煤层突出危险性。     

确定小净距公路隧道合理净距的突变模型研究

基于突变理论非线性特性,通过对不同净距情况下小净距隧道的有限元计算,首先建立了小净距隧道中夹岩柱塑性应变能随净距变化的能量多项式函数,然后采用变量代换,得到判断其合理净距的尖点突变的理论模型。最后,把Ansys有限元程序和Matlab数学计算软件相结合,通过一个接口程序,把两个程序之间的数据互相调用,编制了一个基于突变理论的确定小净距隧道合理净距的智能系统。运用该系统,对某小净距隧道的合理净距进行了分析,得出的结果与现场实际量测反映出的结果一致,表明该方法是有很大实际应用价值的。     

四洞并行公路隧道群开挖稳定性影响因素研究

基于正交试验设计方法和数值模拟计算手段,以初支拱顶沉降、边墙收敛变形以及中岩柱的水平位移等稳定性指标为依据,对开挖顺序、净距、埋深、围岩级别和隧道群掌子面错距等因素对于四洞并行山岭隧道群开挖稳定性的影响进行了研究。结果表明:隧道净距控制在1.0B(B为隧道开挖跨度)时,隧道群初支结构的拱顶沉降和收敛位移最小,中岩柱的水平位移也相对较小,对四洞并行隧道是较为合理的净距;相邻开挖隧道的掌子面错距越大于0.75B,对隧道群开挖的稳定性越有利。     

横洞施工对新建隧道主洞及既有隧道变形影响分析

近接工程中横洞开挖施工势必会对新建隧道及既有隧道的衬砌结构造成不同程度的影响,开展横洞施工影响研究对评价新建隧道及既有隧道的安全性具有重要意义。该文依托某工程案例,采用三维有限元数值模拟方法分析横洞开挖施工对新建隧道及既有隧道衬砌结构变形的影响,并进一步分析不同净距条件下横洞开挖施工对既有隧道衬砌结构变形的影响规律,最后结合现场监测数据进行对比验证。结果表明,横洞开挖施工会造成新建隧道衬砌结构不均匀沉降和侧壁外扩并引起既有隧道拱顶隆起和拱腰收敛,不同净距条件下横洞开挖施工对既有隧道衬砌结构的拱顶沉降和拱腰收敛的主要影响范围在距横洞纵向中心35m内。     

混合岩地层大断面隧道施工安全步距优化研究

为满足隧道施工安全要求、施工中各工序协调运行和大型机械设备运作,故要找出合理的最大施工安全步距。采用FLAC3D有限差分软件,对深埋隧道Ⅳ级围岩安全步距进行数值模拟分析,并以实际监控量测数据相印证与参考,探求Ⅳ围岩及支护条件下的安全步距理论值。研究结果发现:当步距120 m时,隧道的竖向位移和水平位移都在限值之内,塑性区也没有扩展,而且支护后没有产生塑性区,并且隧道的竖向位移和水平位移与监控量测结果比较接近。     

襄渝铁路新建二线小净距隧道的探讨

对襄渝铁路新建二线中的小净距隧道从勘察、设计、施工三个方面进行了探讨，力求实现襄渝二线施工后保证既有隧道安全，铁路运输畅通。     

隧道揭煤区域预测最小超前距研究及应用

当公路隧道在掘进过程中穿越煤系地层时,将会面临煤与瓦斯突出的风险。确保隧道安全生产,提前准确测定煤层突出参数是关键。隧道在大断面开挖应力扰动情况下,研究分析隧道揭煤区域预测最小超前距、确保隧道安全施工,具有重要的意义。以宝鼎2号隧道工程为例,采用理论分析和数值模拟的方式,对隧道开挖时应力分布规律进行研究分析,得出煤岩应力场分布特征,并推导出宝鼎2号隧道揭煤区域预测最小超前距为14 m。对宝鼎2号隧道ZK15+895 m煤层进行现场预测应用,测得煤层原始应力区瓦斯含量远大于煤层应力扰动区内瓦斯含量,说明在煤层原始应力区内测定的瓦斯参数指标更能真实、准确地反映本煤层突出危险性。     

新龙门隧道临近既有隧道控制爆破开挖

新建隧道临近通车的既有隧道最小净距只有19 m。爆破掘进施工过程中采用上下台阶多断面开挖,严格控制爆破振动,确保了施工期间既有隧道内设施安全和列车的正常运行。     

瓦斯剧烈爆炸隧道衬砌损伤数值模拟与机理分析

洛带古镇隧道瓦斯爆炸致灾为近年来唯一、典型的公路隧道内剧烈爆炸案例,为探究隧道衬砌在剧烈爆炸效应下的损伤机理,对爆源进行等效、量化研究,采用RHT模型模拟衬砌并修正部分关键参数,在LS-DYNA中使用ALE技术建立与隧道横断面尺寸一致的流固耦合数值模型,模拟了隧道衬砌的损伤过程并分析其受力状态。研究表明:爆心距0~5.1 m范围的衬砌在爆炸冲击波剧烈冲压作用下由局部破坏发展为完全破坏;爆心距5.1~10.9 m范围衬砌上密集的损伤裂缝在拉、压交替作用下扩张将衬砌分割成块状结构形成严重破坏区;爆心距10.9 m以外衬砌主要在拉应力下产生纵向、环向损伤裂缝,为一般损伤区;衬砌受损部位主要位于拱部、曲边墙处,曲边墙脚处的“犄角结构”使得该处破坏尤为严重。数值模拟结果与隧道实际损伤调查情况及基于SDOF法对隧道损伤评价结果基本一致,表明研究方法合理、计算参数取值可靠,可为大型复杂结构体内爆炸或可燃气体爆炸问题研究提供参考。     

并行超小净距公路隧道施工变形监测分析

结合并行超小净距公路隧道工程实践,介绍了施工过程中围岩变形监测方案,主要对隧道地表沉降、拱顶下沉、洞周收敛和围岩内部位移等监测项目进行了相关探讨;基于监测结果,分析了该隧道施工过程中围岩变形规律和特点,为隧道支护合理时机和衬砌参数的优化提供了重要依据和参考,也确保了隧道施工安全.     

瓦斯通风技术在高速公路隧道施工中的应用研究

本文通过对松卜岭隧道上台阶风筒风口至掌子面风速的现场测试,结合实测数据分析揭示大断面半圆形高速公路隧道掘进工作面的风流分布规律,确定风筒出风口距掌子面的合理间距,为瓦斯通风技术在隧道施工提供参考.