扁平特大断面公路隧道核心土模拟与分析

破碎围岩段大断面隧道施工时,较多采用双侧壁导坑法,预留核心土对在开挖过程中隧道的围岩变形和支护受力有很大影响,对隧道围岩稳定性起着至关重要的作用.文章依托广州龙头山单向4车道公路隧道,对扁平特大断面公路隧道在破碎围岩段采用双侧壁导坑法开挖时,预留核心土厚度的区别和开挖方式的不同进行了有限元模拟,分析了围岩应力、围岩塑性区、拱顶沉降、二衬和核心土临时支护的内力,得出了核心土的合理厚度及较为合理的开挖方式.结论对扁平大跨隧道的设计和施工具有指导意义.     

大断面公路隧道施工技术

介绍了一公路隧道工程设计概况,阐述了Ⅱ、Ⅲ类围岩段双侧壁导坑施工方法及Ⅳ、Ⅴ类围岩段台阶施工方法,并对偏压段施工方案中围岩的稳定性进行了优化数值分析,获得了偏压大跨隧道双侧壁导坑法的合理施工工序。     

大跨径隧道双上侧壁导坑法施工技术

大跨径隧道双上侧壁导坑法是根据隧道软硬围岩相间的情况,将双侧壁导坑法与上下台阶法相结合的一种技术.以开挖断面的起拱线为界,将隧道横断面分为上下两部分,上部采取双侧壁导坑法施工,下部分左右幅先后开挖,适用于上部围岩较差、下部围岩较好的单向三车道及三车道以上隧道.详细介绍了洞身超前支护、洞身开挖、洞身初期支护与临时支护的施工方法与注意事项.工程应用结果表明,与传统的双侧壁导坑法相比,该方法安全可靠、灵活多变、经济社会效益明显.     

两台阶五步开挖法在城市浅埋大跨隧道中的应用

目前城市浅埋大跨隧道通用的施工工法为双侧壁导坑工法,该方法施工工序复杂,工序之间转换频繁,施工过程中将对围岩产生多次扰动,施工组织困难,进度较慢,同时双侧壁导坑法两侧壁钢拱架对应架设精度控制要求高,施工难度大。本文依托重庆市渝中连接隧道工程进行建模数值分析及验算,成功将双侧壁导坑工法优化为两台阶五步开挖法并顺利实施完成。     

大断面浅埋隧道开挖施工技术及其数值模拟

京新高速苏木山隧道进洞浅埋段,开挖断面大,围岩软弱破碎,为V级围岩。为确保隧道开挖施工安全性和稳定性,选择合理的工法施工显得很有必要。针对该隧道的工程地质条件,提出采用双侧壁导坑法开挖施工,并基于三维有限元Plaxis-3D程序,对大断面浅埋隧道开挖施工进行数值模拟。研究结果表明:从隧道周围变形的情况来看,采用双侧壁导坑法开挖修建V级围岩条件下的三车道大跨度隧道是安全的;同时,数值模拟计算结果与现场实测结果是吻合一致的。     

V级围岩隧道施工新方法围岩特性研究

对于V级围岩大跨偏压小净距隧道,传统的施工工法双侧壁导坑法有时并不能满足施工要求,本文以浙江路湾隧道工程为依托,以导坑分步开挖法的新工法为背景,利用ANSYS、FLAC有限元软件分析偏压程度对新工法围岩变形的影响情况,继而给施工一定的指导作用。     

软弱围岩分岔大断面暗挖隧道反挖施工技术分析

在深圳市东部过境高速公路连接线工程中,采用大跨段隧道施工方案与大断面不对称开挖施工方案,采用数值有限元方法,对分岔隧道大跨段施工工法进行研究,分析围岩变形与受力,并分析不对称开挖施工过程的最大剪应力,研究大断面不对称开挖过程中的围岩塑性区、初支受力、临时支撑变形、初衬变形和初衬受力,验证计算非对称双侧壁导坑大断面隧道支...     

隧道大跨段施工围岩变形及受力特征分析

以重庆樵坪山隧道大跨段为研究对象,应用有限元法,对CD法(中隔壁法)和双侧壁导坑法两种隧道开挖工法进行数值模拟研究,对比分析了两种不同开挖工法条件下,隧道围岩竖向位移、应力分布以及支护结构受力特征.结果表明,采用双侧壁导坑法进行隧道施工开挖,其拱部沉降要低于CD法,双侧壁导坑法的拱顶最大沉降和最大上鼓比CD法分别低57...     

考虑时空效应的高风险隧道双侧壁导坑施工参数优化分析

对于围岩地质条件较差的大断面隧道开挖,采用双侧壁导坑法可尽可能减少对围岩扰动的同时有效限制围岩变形。双侧壁导坑法施工过程中围岩变形存在着明显的时空效应特征,且实施过程中,不同分块开挖顺序、掘进进尺以及支护时机下,围岩的稳定性状态有所不同。文章以前石隧道为例,从风险控制理论出发,利用有限差分数值模拟对双侧壁导坑法主要施工参数进行精细化研究。     

公路隧道软弱围岩开挖方法研究

以漳龙高速公路龙岩段乌石山隧道软弱围岩施工为对象,基于公路隧道开挖常用的全断面法、上下台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁小导坑法进行数值计算和理论分析,研究开挖方式对围岩的变形量、应力场、塑性区以及洞周整体稳定性的影响,从力学的角度选择最适合在公路隧道软弱围岩地层的开挖方法,为隧道的合理支护和施工安全提供依据。     

Ⅳ级围岩地铁暗挖车站开挖工法探讨

该文依托重庆地铁金山寺车站工程,提出了设计的双侧壁导坑法在Ⅲ~Ⅳ级围岩施工存在的问题,在车站开挖工法初步增选了三台阶法、保留核心土法,对车站开挖三种工法建立弹塑性有限元进行模拟分析,得到了三种开挖工法的围岩位移分析结果,再经过工法比选,提出了一种安全合理的工法,即保留核心土法,从而指导车站的开挖施工,解决了双侧壁导坑法在Ⅲ~Ⅳ级围岩施工存在的问题,可为类似工程提供参考。     

大跨度暗挖地铁车站开挖工序优化研究

青岛地区良好的地质条件为暗挖工法提供了广阔的应用背景,软土地层条件下难以实现的大跨度浅埋暗挖工法能够在硬岩环境中顺利开展。但随着工程经验的积累,发现传统的双侧壁导坑法及拱盖法在硬岩环境中仍存在优化空间。如何结合地质条件,简化工序成为设计施工的关键。笔者结合不同的地质环境,对施工工序进行优化设计,研究出适用于硬岩环境下的工法,根据工程经验总结阐述了双侧壁导坑法、拱盖法、拱部双侧壁+下部台阶法、初支拱盖法、台阶法等工法施工步序,并对各种工法工序特点、适用地层及其施工耗时进行对比。研究结果表明,优化后的初支拱盖法、能够适用于Ⅱ、Ⅲ及部分Ⅳ级围岩中,适用范围较广,且施工安全性较高,施工周期比双侧壁导坑法缩短了8~10个月,比优化之前的拱盖法缩短了4~6个月,优化后的拱盖法能够在青岛硬岩地层广泛应用。     

爆破施工下小净距隧道围岩稳定性分析

针对辽宁地区某公路隧道的地质情况和施工条件,重点讨论了小净距隧道爆破过程对施工中围岩应力、位移和间距的影响。提出采用有限元法研究小净距隧道爆破施工过程中每步开挖围岩的应力应变状况,以此优化设计方案。爆破荷载以均布压力荷载的形式垂直于洞壁方向作用在隧道洞壁上。结合本隧道台阶法开挖过程提取8个关键点应力应变值。模拟结果显示,开挖前期拱腰受力明显,此后边墙底部应力增长迅速,两洞的内侧边墙应力都普遍大于外侧边墙应力,而应变矢量和最大处主要集中在洞顶。中岩柱左侧的应力应变始终大于右侧说明开挖过程对先行洞侧的中岩柱扰动影响最大,同时左洞中台阶开挖完毕后中岩柱两侧位移差逐渐增大说明中岩柱有膨胀破环的趋势。     

特大断面大跨度隧道围岩变形的现场试验研究

 结合广州龙头山双洞八车道高速公路隧道工程实践,对特大断面大跨度隧道施工中围岩变形进行相关监测,分析变形随时间变化规律、不同开挖工序引起的纵向和径向空间围岩变形规律。研究结果表明：特大断面大跨度隧道采用双侧壁导洞法施工,能较好地控制围岩变形;在特大断面大跨度隧道施工过程中,右导洞上台阶、左导洞下台阶以及核心土开挖对围岩变形影响较大,是施工主要控制点;特大断面大跨度隧道开挖的纵向影响距离大致为一倍洞径左右,与导洞跨度基本相同,为6～8 m;洞顶垂直向径向影响距离约为25 m,左导洞顶30°方向的径向影响距离约为15 m。该研究结论可为类似条件下特大断面大跨度隧道设计施工和现场监测提供借鉴与参考。     

超大断面小净距隧道工法适用性研究

超大断面小净距隧道往往处于洞口段,具有地质条件差、工序多、干扰强等特点。施工中分部过多会影响工效、分部过少易导致失稳,所以合理的开挖工法至关重要。依托济南绕城高速连接线大岭隧道工程,采用数值分析、现场实测方法对半步CD法、CD法和双侧壁导坑法三种可能的开挖工法进行适用性比选研究。以拱顶沉降、夹岩水平位移、夹岩应力为指标对不同工法的施工力学行为进行分析,发现大岭隧道后行洞施工对先行洞产生影响,不同工法的影响程度排序：半步CD法>CD法>双侧壁导坑法。但半步CD法影响程度并未显著高于CD法和双侧壁导坑法,其增加量最大为12%,现场可采用半步CD法进行施工。最后钢架应力、位移等监测数据表明：半步CD法可以保证工程安全、缩短工期、降低成本,是三种工法中最适用的工法。半步CD法的使用产生了较好的经济效益和社会效益,可为类似地质条件下超大断面小净距隧道的设计和施工提供技术指导。     

软弱围岩小净距隧道动态施工力学行为分析

基于新奥法施工理念,结合某大跨度、小净距隧道工程浅埋段施工过程,根据采取的双侧壁施工方法,建立了数值模型,对其施工过程进行了三维有限元弹塑性模拟。分析了施工过程中随着各部的开挖,隧道周边各点竖向位移的变化;通过对开挖后地表沉降、支护受力和塑性区的模拟计算以及隧道拱顶沉降监测值与计算值的对比分析,进而对施工过程中隧道结构的安全性及围岩稳定性作出评价。数值计算结果表明,在软岩浅埋隧道中,超前小导管的设置可起到加固围岩和抑制隧道变形的作用,有效控制双线隧道开挖引起的反复扰动是小净距隧道施工成败的关键。     

上软下硬地层浅埋暗挖工法适应性模拟

以青岛地区埋置于上软下硬典型地层中的地铁车站为例,选取双侧壁导坑法和单拱大空间法,利用三维有限元软件对两种施工方法的整个开挖过程进行数值模拟,重点对开挖过程中的地表和拱顶位移、围岩应力和支护结构内力等方面进行了分析.研究表明,与单拱大空间施工方法相比较,在上软下硬地层中采用双侧壁导坑施工方法能有效控制地表和拱顶沉降以及...     

薄壁面板隔墙法在特大断面隧道施工中的力学特征分析

以某浅埋暗挖城市地铁车站为工程背景,利用有限元数值模拟方法分析了薄壁面板隔墙法的原理和在施工过程中隧道围岩的变形和力学演化特征。分析结果表明,薄壁面板隔墙法的台阶式导坑开挖主导了隧道结构的应力集中特征和变形特征,施工时特大断面隧道的初衬、锚杆和围岩的应力、应变均沿隧道轴向方向阶段性地出现多个应力集中区和位移剧变区,各区域的分界处基本和隧道先开挖侧各导坑开挖端面平齐。而且,中隔墙和预留核心土的设置有效地改善了开挖对特大断面隧道围岩的扰动,使得隧道围岩塑性区小,隧道的拱脚水平相对净空变化指标和拱顶相对下沉指标均能满足特大断面隧道的稳定性要求。     

浅埋偏压小净距隧道的力学特性及方案比选研究

浅埋偏压小净距隧道的围岩位移及力学性能与一般隧道有显著的区别,施工中稍有不慎将发生塌方事故。该文结合重庆南山隧道出口端浅埋偏压段工程实际及现场监测数据,利用ANSYS建立浅埋偏压隧道二维有限元模型及施工监测数据对各工况围岩位移、应力场及锚杆轴力进行对比分析,研究了其施工力学特性。结果表明:两洞开挖顺序不同,最终位移和应力量值存在较大差异,通过增加深埋侧隧道锚杆长度,有效地改善了围岩的受力特性,提高了隧道施工的安全性。分析结果可为不同环境隧道施工选择合理开挖方案提供参考,具有重要意义。