当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置数值分析

寒区隧道防寒泄水洞是避免隧道产生冻害的主要措施之一,对隧道的正常使用以及工程造价具有较大的影响;确定当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置将成为工程施工过程中的重点及难点。利用MIDAS/GTS有限元软件,基于防寒泄水洞与主隧道不同竖向净距及水平净距条件下,从位移、应力及衬砌截面安全系数几方面的变化规律,对主隧道、平导及防寒泄水洞三者布置之间的相互影响进行数值分析。通过对比研究以及综合考虑隧址区最大冻结深度、安全经济要求以及结构影响等因素,最终得出当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置即位于主隧道下方5 m、左侧19 m处。     

盾构重叠隧道施工力学行为分析

我国地铁建设的快速发展,就涉及地铁建设中上下重叠隧道的相关问题进行研究。利用三维有限元方法并结合广州某重叠盾构施工的地铁工程实例分析了下洞(左线)隧道受上洞(右线)开挖产生的影响范围、上洞盾构在不同推进力下对下洞位移、应力和应变产生的影响和下洞局部范围在有临时支护条件下随上洞开挖产生位移和内力变化。分析表明:下洞隧道结构受上洞盾构施工的影响表示形式为上洞盾构前方的下洞结构存在向下桡曲,而在后方则向上隆起,直至趋于一个定值,其中下洞盾构机的盾尾需在上洞盾构机盾头前方的50 m;上洞隧道在推进过程中,推进力是控制下洞结构变形的主要因素。此时,应严格控制上洞盾构隧道施工时盾构机推进力大小并仔细对下洞结构变形进行监测;对下洞隧道施作临时支撑可以有效减小位移和结构的受力特性;分析计算得出的结论对于盾构重叠隧道设计和施工有一定指导意义。     

关角隧道施工涌水对居民饮用水源的影响分析

关角隧道为青藏铁路西宁西至格尔木段增建第二线工程最长隧道,该隧道建设中隧道漏失地下水将对附近居民生活饮用水源造成影响．通过计算和分析,关角隧道隧道主洞穿越和斜井开挖不同含水层的影响半径小于切格日曲地表水源头与隧道主洞的最小垂直距离,隧道施工不会对切格日曲基流量产生影响．     

双洞隧道空间状态下爆破振动影响及控制研究

双洞隧道空间会对爆破振动的衰减规律造成影响,本文结合黔张常铁路桑植隧道探讨爆破振动在双洞隧道空间状态下的影响规律和控制措施。通过在主洞和平行导洞不同区域布置测点测试围岩振动,分析双洞隧道空间状态下主洞爆破对周边围岩的振动影响强度分布规律和振动衰减规律,探讨了萨道夫斯基经验公式的局限性。结果表明:主洞爆破时,平行导洞靠近主洞侧围岩振动影响最大,而平行导洞远离主洞侧围岩因为平行导洞开挖空间的存在受影响最小;双洞隧道空间状态下,萨道夫斯基经验公式对多工况测试数据的一次分析适用性较差。为提高分析精度,须将不同工况测试数据进行单独拟合分析,有效避免萨道夫斯基经验公式拟合误差较大、数据相关性不高的问题。最后基于分析结果提出了针对性的振动控制措施,有效指导了施工。     

地铁车站风道洞桩法施工对地层沉降的影响

以北京地铁8号线某区间站PBA(洞桩法)工法施工为背景,通过FLAC3D数值模拟软件对小导洞开挖顺序进行模拟,得到其最优的施工方案。模拟结果表明:优先施工下层导洞的方案三和方案四产生的地表沉降和拱顶沉降小于优先施工上层导洞的方案一和方案二;同层导洞不同的施工顺序也会对地表沉降和拱顶沉降产生不同的影响。最后通过四个施工方案产生的地表沉降和小导洞拱顶沉降的对比,确定采用方案三进行施工。方案三模拟数值与现场监测数值比对结果表明,二者沉降趋势和沉降量都相差不大,验证了模拟结果的可靠性。     

新城子隧道小间距段导洞作用效果计算分析

研究目的:小间距隧道的工程难点主要是群洞效应以及中间岩柱的稳定性问题,国内目前研究主要集中在浅埋、城市环境以及一般围岩环境,针对挤压性围岩中的小间距问题研究甚少。基于此,本文以兰渝铁路新城子隧道为工程背景,通过数值计算及数据统计分析的方法,研究挤压性围岩中小间距隧道导洞的作用效果,以期为相关工程提供参考。研究结论:(1)挤压性围岩小间距隧道,邻洞的存在对主洞开挖的影响包括中间岩柱的塑性变形和邻洞的变形释放,两种变形效应叠加产生相互影响;(2)先行洞室开挖的影响范围为掌子面前方1.5B,掌子面后方2B;(3)先行导洞的作用,可以明显减小后行洞室扩挖时对先行洞室的影响,同时本线的位移减小至无导洞的10%～20%,影响范围降至1.5B之内;(4)新城子隧道变形统计分析显示,后行左线变形小于右线11.6%～20.4%,当采用导洞应力释放后,左、右线平均值及最大值减小7%～20%;(5)该研究成果可为类似挤压性围岩隧道的设计与施工提供参考。     

北京地铁10号线国贸站换乘通道暗挖施工技术

北京地铁10号线国贸站至1号线国贸站换乘通道主洞长为97.566 m,支洞长63.282 m;支洞步梯段从大北窑桥DB134、DB135号桥墩及DB142号桥台基础间穿过,采用"复合锚杆桩"对既有桥梁(短)桩基础进行加固后开挖。两支洞分叉处北侧为紧急疏散通道开口处,减小此处暗挖施工时群洞效应的影响是安全控制的关键。疏散通道及支洞挑高段最大坡角达35°,开挖安全控制是工程的重点。介绍国贸站换乘通道暗挖施工技术。     

西秦岭隧道TBM主轴承洞内更换方案研究

随着隧道工程技术的发展,隧道掘进机(TBM)在国内应用越来越广泛。主轴承作为TBM关键核心的部件,体积、重量大,在施工过程中发生故障后,受隧道空间限制,在洞内更换困难。通常情况下,主轴承洞内维修更换需要通过迂回导洞进到刀盘前面,开挖扩大洞室后进行,耗时长,效率低。针对项目实际,提出了更换TBM主轴承的左线绕行方案、迂回导洞方案、TBM后退方案,通过对安全性、工作难度、工作量等方面的综合评估,认为TBM后退方案可行性较强。     

黄土地区浅埋暗挖地铁连拱隧道合理错距研究

研究目的:以西安地铁5号线雁鸣湖停车场段暗挖双连拱隧道工程为背景,采用有限元分析方法对主洞开挖过程进行模拟,研究开挖错距(0 m、15 m、30 m、60 m)对地表变形、拱顶沉降、拱腰净空收敛及拱顶应力的影响规律,并结合现场监测数据对黄土地区浅埋暗挖地铁双连拱隧道合理错距进行研究分析。研究结论:(1)四种方案下地表沉降值最大相差仅0.5 mm且均满足规范要求,横向地表影响范围大概在连拱隧道中线两侧约3倍隧道跨径内;(2)拱顶沉降和拱顶应力变化主要集中在隧道上台阶施工阶段,当错距超过30 m后,拱顶最终沉降值及应力值基本不受错距变化的影响;(3)错步方案下先行洞拱腰净空收敛值均大于后行洞,且随着错距的增加,后行洞开挖对先行洞拱腰净空收敛的影响逐渐减小;同步开挖过程中不存在偏压问题,且拱腰净空收敛值比其他三种方案小;(4)同步开挖方案与其他错距方案相比较,未引起过大地表沉降及拱顶沉降,且拱腰净空收敛相对较小,综合考虑安全性、经济效益和施工效率等因素,在黄土地区类似工程中建议优先采用两主洞同步开挖方案;(5)本研究可为黄土地区城市地铁双连拱隧道主洞开挖施工方案优化及力学行为研究提供有益参考。     

大跨度小净距分岔隧道双向施工关键技术研究

分岔隧道的安全施工技术是隧道工程的重点内容。以杭州紫之隧道工程为依托,针对西线大跨段主隧道与匝道小净距交汇处隧道工程,对小净距隧道和大跨度隧道的安全施工技术进行了研究;针对主隧道跨度大及匝道与主隧道超小净距特点,提出大跨度小净距分岔隧道双向施工技术,包括小截面隧道导洞施工、主隧道导洞扩挖、主隧道反向开挖至小净距隧道施工技术,为类似地层分岔隧道施工提供经验指导。     

浅埋暗挖小净距隧道应力集中现象分析

研究目的:小净距隧道暗挖施工中,由于邻近导洞之间土柱应力集中,影响其安全状态和邻近后行隧道的施工,并影响到先行隧道的安全,严重的还可能造成周边建筑物、地中管线等设施的破坏。因此,对浅埋暗挖小净距隧道应力集中现象进行分析,对保证施工安全十分重要。研究结论:本文结合宣武门车站小净距群洞暗挖施工,通过实测数据分析应力集中现象,量化了群洞施工时中间土柱的应力应变效应,分析了土柱沉降规律、土压力变化特征,监测结果显示:(1)相邻导洞中土柱体中间部位沉降值最大,达到-14.8 mm,是其他区域的1.1～2倍,土柱体的沉降与土压力的关系和理论分析吻合,表明该部位产生明显的应力集中;(2)后行隧道对先行隧道产生微小的拉力作用。同时,按照开挖面与监测点的距离,对土柱沉降规律和土压力变化规律进行阶段划分,为采取措施降低应力集中现象提供依据。     

有轨无轨联合出渣在大坡度水工隧洞支洞中的应用

东山供水1#隧洞1-7#支洞施工坡度大、长度长、断面小,控制主洞施工任务重,是该标段施工工期控制的关键性工程。为加快施工进度,保障隧洞如期贯通,根据实际施工情况,进过多次现场考察、分析,将原来的有轨运输方案调整为有轨运输与无轨运输联合出渣的施工方案。该出渣方法与常规出渣方法相比,具有机动灵活、经济实用的特点,产生了较大的技术经济效益。     

小洋山隧道设计

小洋山公路隧道为小间距群洞隧道，主洞跨度之大在国内较为罕见。本文主要介绍其设计构思以及洞身和洞口预支护措施等。     

洞桩法施工引起土体变形的规律研究

研究目的:洞桩法作为一种修建地下车站的新兴工法,发展迅速,但其已有的研究成果主要集中在地表沉降及管线变形上,忽视了地下结构与土体的相互作用,尤其缺乏对于四洞三跨结构洞桩施工引起土体变形研究。本文以北京地铁16号线苏州街站工程为背景,基于实测数据对导洞开挖阶段地表沉降的发展及分布规律进行分析,并结合有限元方法动态模拟地铁车站洞桩法施工过程,研究四洞三跨结构洞桩法各施工阶段引起的土体变形规律。研究结论:(1)多个相邻导洞同时开挖会引起"群洞效应";(2)对地表沉降影响最大的主要是导洞开挖、初衬施工及二衬施工这三个阶段,占总沉降量的比值分别为32%、55%和7%;(3)二衬施工完后,支护体系初步形成,除开挖面底部土体因卸荷产生竖向隆起外,其他土体主要以水平变形为主:拱顶上部土体向车站中心发生一定水平位移,同时拱顶两侧土体受支护结构伸张变形的影响,向车站外侧发生明显水平位移;(4)本研究结论可为洞桩法的推广与应用提供理论依据,并可为类似工程的施工与设计提供参考。     

双侧壁导坑法隧道施工引起的地表沉降分析

以哈尔滨地铁大断面隧道为背景,对双侧壁导坑法施工诱发的地面沉陷及隧道本身的变形规律进行研究。利用MIDAS/GTS建立空间有限元模型,采用数值模拟和实际监测数据相结合的方法,对地表沉降、拱顶下沉进行分析。研究结果表明:地表沉降曲线呈"漏斗"状,且沿开挖导洞中线呈对称分布,影响范围约为2. 5D(D为隧道洞径);左上导洞(1号导洞)、右上导洞(2号导洞)、中上导洞(5号导洞)开挖是引起地表下沉的主要原因;拱顶沉降主要发生在距开挖面15 m(1倍隧道洞径)范围内,最大下沉值为-17. 79 mm,占拱顶总沉降量的66%;采用超前加固的方式控制拱顶下沉效果显著,数值仿真结果与实际监控量测数据吻合较好。MIDAS/GTS有限元数值仿真软件可以有效地预判地层变形。     

某地铁车站土洞勘察与形成机理分析

在某地铁车站的岩土勘察过程中发现该工点有土洞发育,在地质调查的基础上,先采用物探法找出土洞发育的疑似点,然后采用钻探进一步验证。通过对结果的综合分析得出,此土洞由水井成井过程中形成,超静孔隙水压力使土的结构体产生剥落,而动水压力则使土的细颗粒产生迁移,两者共同作用,土洞不断扩大。该土洞对车站工程存在一定影响,应采取措施对土洞进行处理。     

PBA法地铁车站施工诱发地表变形规律研究

研究目的:PBA法在车站暗挖工程中的成功应用能够解决松散软弱地层大面积地下开挖兴建工程的技术难题,基于此,本文以西安黄土地区首个PBA工法车站为工程背景,对先期小导洞开挖数量及开挖顺序的合理确定进行研究,从而得到有效控制地表变形的开挖方式,为该车站的结构设计提供设计参考。研究结论:(1)从车站竖向分析,采用"先上后下"开挖顺序不会对上层土体造成二次扰动,六导洞形式可减少地表沉降约20%,四导洞形式可减少地表沉降约15%;(2)从车站横向分析,采用"先边后中"开挖顺序可有效减少导洞间的群洞效应,六导洞形式可减少地表沉降约10%,四导洞形式可减少地表沉降约10%;(3)从围岩塑性区范围上分析,导洞塑性区主要表现在导洞肩部、帮部及底部,四、六导洞形式采用"先上后下,先边后中"开挖顺序,导洞间塑性区贯通程度及范围都明显减小,可减小由于多导洞开挖对周围土体产生群洞效应的影响;(4)采用"先上后下,先边后中"开挖顺序可有效控制地表变形及塑性区范围,该设计方案可为日后类似黄土地区PBA工法地铁车站提供结构设计依据。     

水压爆破技术在黔桂铁路定水坝隧道掘进中的应用

黔桂铁路定水坝隧道由于应用水压爆破掘进,加快了施工进度,提前完成爆破掘进任务。介绍定水坝隧道主洞与平行导坑掘进中实际应用水压爆破情况,重点叙述平行导坑水压爆破炮眼装药结构以及主洞光面水压爆破炮眼装药结构。水压爆破在定水坝隧道掘进所取得的实际应用效果,证明水压爆破具有显著的节能环保作用。     

某铁路隧道衬砌拱腰拉裂拱顶压溃病害原因探析

隧道衬砌缺陷致害研究是当前热点,对衬砌病害产生原因进行探析对隧道施工及设计来说尤为重要。通过结合相关资料、建立FLAC2D二维模型对某隧道出现的拱腰拉裂、拱顶压溃病害原因进行初探,研究结果表明:(1)拱顶背后存在空洞是引起隧道衬砌拱腰拉裂、拱顶压溃病害的主要原因。(2)拱顶背后存在空洞将引起衬砌受力发生显著变化,具体表现为拱部由衬砌背后无脱空工况下的洞内侧受拉转变成洞外侧受拉,且拱顶衬砌内表面处出现压应力集中。     

高烈度地震区隧道紧急停车带与主洞交叉处地震动力响应分析

隧道紧急停车带与主洞交叉处断面结构形式变化较大,刚度不连续,不利于抵抗地震作用,是隧道断面的薄弱环节。基于土—结构相互作用模型,利用黏—弹性边界条件,运用时程分析方法,结合云南保腾高速公路勐连隧道工程实际,对隧道紧急停车带与主洞交叉区段进行三维地震动力响应分析,总结得出了交叉区段位移及应力的动力响应及分布特性,给出了抗震加固部位及范围。研究结果可为高烈度地震区隧道的薄弱部位抗减震设计提供参考。