爆破振动下双洞隧道衬砌动力响应分析

以浙江省金华市里岩垄坑2号隧道为工程背景,研究Ⅲ级围岩隧道爆破时衬砌动力响应.本文采用MinimateProTM振动监测仪对开挖洞与邻洞进行了爆破振动测量,并利用Midas GTS NX对双洞隧道进行数值模拟分析.研究结果表明:本洞初衬振动速度和位移的最大值发生在拱顶处,横向上的大小远小于纵向和竖向.对于纵向,拱顶及拱肩处的质点振动峰值速度远大于其他关键位置的,各关键位置的竖向位移和速度变化趋势相同,但仍是拱顶处最大;本洞初衬应力最大值位于拱腰处,先行洞应力最大值在左拱腰处;其速度与位移的最大值位于左拱肩;先行洞二衬与后行洞掌子面的纵向间距应为15～20 m.本文研究结果可为双洞隧道的爆破施工提供指导.     

爆破振动下双洞隧道衬砌动力响应分析

以浙江省金华市里岩垄坑2号隧道为工程背景,研究Ⅲ级围岩隧道爆破时衬砌动力响应.本文采用MinimateProTM振动监测仪对开挖洞与邻洞进行了爆破振动测量,并利用Midas GTS NX对双洞隧道进行数值模拟分析.研究结果表明:本洞初衬振动速度和位移的最大值发生在拱顶处,横向上的大小远小于纵向和竖向.对于纵向,拱顶及拱肩处的质点振动峰值速度远大于其他关键位置的,各关键位置的竖向位移和速度变化趋势相同,但仍是拱顶处最大;本洞初衬应力最大值位于拱腰处,先行洞应力最大值在左拱腰处;其速度与位移的最大值位于左拱肩;先行洞二衬与后行洞掌子面的纵向间距应为15～20 m.本文研究结果可为双洞隧道的爆破施工提供指导.     

隧道开挖爆破振动对邻近高速隧道的影响分析

以温州市宁波路太平山隧道工程为依托,利用FLAC3D有限差分数值计算软件,对该隧道开挖爆破全过程进行了数值模拟,研究了隧道开挖爆破震动波对周边金丽温高速隧道的影响分析。结果表明,在既有隧道90 m以外的新建隧道开挖爆破施工对既有隧道结构影响较小,最大振幅位于洞口处衬砌,洞身内部衬砌对围岩影响较小。     

小净距上下交叉隧道爆破振动效应数值模拟

结合改建铁路六盘水至沾益段新建扒挪块隧道以17．5°交角跨越营业线贵昆铁路狮子口隧道的小净距控爆施工,通过对新建隧道施工时产生的爆破振动进行数值模拟与分析,研究爆破振动对既有隧道的影响,计算得到既有隧道质点振动速度以及混凝土衬砌的应力分布,参考实际爆破振动速度,反算得到爆破控制参数,确保了既有铁路的安全运营。     

超小净距隧道爆破施工对既有隧道的影响研究

以兰州枢纽工程北环隧道上穿既有红山顶铁路隧道为研究对象,通过数值模拟,研究了超小净距隧道爆破施工对既有隧道的影响.结果表明:新建隧道台阶法爆破施工,下方既有铁路隧道受到的影响较小,既有隧道二次衬砌振动速度及衬砌应力能够满足安全性要求,新建隧道可安全通过.     

地震作用下隧道衬砌背后不同位置空洞影响分析

以高烈度地震区的敦煌至格尔木铁路阔克萨隧道为工程背景,采用地震动力仿真模拟的方法,研究隧道衬砌背后空洞位置对隧道结构的地震动力响应规律及影响机制,为已运营隧道病害处理提出合理建议,确保地震作用下隧道运营安全。计算结果表明:空洞的存在改变了支护结构的受力状态,当空洞位于拱顶时,拱顶和拱肩为薄弱部位;当空洞位于左拱肩时,左拱肩、拱顶和左拱腰为薄弱部位;当空洞位于左拱腰时,左拱肩、左拱脚和左拱腰为薄弱部位。由计算结果可知,当空洞位于拱顶时对隧道衬砌结构影响最大。所以在实际工程中,拱顶部位更应避免产生空洞并应及时加固治理。     

钢带支护系统在隧道衬砌加固工程中的应用效果分析

以某隧道工程为研究对象,重点分析了隧道拱顶、拱腰和边墙存在空洞时,采用W钢带加固隧道所产生的作用和效果,得到以下结论:隧道衬砌背后不存在空洞时,采用W钢带加固之后拱顶沉降减小了45. 7%,说明W钢带具有良好的加固作用;隧道衬砌在拱顶、拱腰和边墙后侧存在空洞时,采用W钢带加固可以有效提高衬砌的承载能力,并可以改善隧道背后存在空洞带来的问题;采用W钢带加固之后,相比于未加固时,隧道衬砌竖向位移均减小,对于隧道衬砌在拱顶、拱腰和边墙后侧存在空洞时,加固后拱顶沉降依次减小了69. 9%、41. 9%和45.4%,即W钢带对提升拱顶位置处衬砌承载能力的效果最为显著。     

爆破施工对邻近隧道安全的影响

城市交通工程新建隧道爆破施工会对近邻既有工程的衬砌结构产生影响,严重时会影响既有工程结构的安全.本文基于数值模拟方法,计算分析了4种最危险施工条件下,新建崂山隧道爆破对既有仰口公路隧道的影响.结果表明：崂山隧道的进、出口及中间段,爆破施工对既有仰口隧道的左线影响有限,对较远处右线的影响较小.在崂山隧道进口、出口和垂直距离最近处,计算结果都远低于我国《爆破安全规程》（GB 6722-86）规定的交通隧道安全振动速度标准值15 cm/s.但在崂山隧道断层破碎带（F5）爆破施工最危险条件下,计算速度最大值达到15.26 cm/s,该值已达到安全振动速度规定的临界值下限,建议施工过程中需要采取必要的工程安全措施.     

面向爆破应力波小净距隧道混凝土安全振动标准研究

为进一步细化《爆破安全规程》的评价标准,基于应力波理论推导爆破应力波在围岩及衬砌的反射与透射形态,通过爆破应力波引起混凝土与围岩的粘结力失效或混凝土的抗拉破坏的临界值作为临近既有隧道区爆破开挖的安全控制指标。采用有限元软件GTS—NX进行数值计算,得到在爆破开挖时既有隧道衬砌的动力响应特征。通过对爆破荷载下小净距隧道混凝土的动力响应特性研究可知:爆破应力波以球面波的形式延展,其数值呈先增大后减小的趋势,且既有隧道迎爆侧围岩的数值最大,导致围岩损伤、混凝土受拉破坏及二者粘结力减弱。以混凝土与围岩间的粘结力及混凝土的抗拉强度为控制指标得到小净距隧道爆破先行洞混凝土在3 d、7 d与28 d龄期时安全振动速度分别为2.63、6.43与10.24cm/s,该值综合考虑了混凝土与围岩的影响,比规程的评价标准具有较好的安全储能。     

近接隧道爆破施工振动影响分区及安全性分析

本文以某新建高铁隧道垂直上穿既有公路隧道为依托, 采用LS-DYNA 程序建立近接隧道爆破施工模型, 研究新建隧道不同爆破面位置下既有隧道振动响应特征及振速分布规律, 同时结合计算结果和安全振速分区标准探明既有隧道爆破振速的敏感部位及影响范围, 并根据现场爆破振速监测结果, 判断既有隧道结构安全状态。研究表明: (1) 新建隧道推进过程中, 共有69m 处于既有公路隧道影响区, 其中强影响区及以上占82. 75%, 施工中需要采取一定的减震措施, 以保证结构的安全性; (2) 既有隧道拱顶、拱肩部位振速较大, 且既有隧道两线距爆破中心面纵向15m 范围内振动响应敏感, 是实际施工中重点监测的范围; (3) 实际监测结果显示, 既有隧道二次衬砌振速最大值为2. 53cm/ s, 基本满足安全振速分区标准的控制要求。     

暗挖隧道近距下穿既有区间隧道施工方案对比研究

以北京地铁17号线东大桥站下穿既有6号线区间线为背景,研究了新建双洞隧道下穿既有隧道时不同施工方案对既有隧道和新建隧道的影响。采用有限元软件MIDAS-GTS建立隧道施工模型,研究平顶直墙+管棚超前支护、拱顶直墙两种方案施工时既有隧道和新建隧道的变形和受力特征。结果表明:平顶直墙+管棚支护相较于拱顶直墙方案既有隧道沉降减小15%,最大压应力减小32%,最大拉应力减小53%,且在施工过程中既有隧道的位移和应力更小,平顶直墙+管棚支护是更适合的施工方案。     

公路隧道开挖对下部既有铁路隧道影响分析

新建隧道左右线分别上跨既有铁路隧道正洞及斜井,通过分析新建隧道分别采用机械开挖、爆破方式开挖对既有铁路隧道的影响,以及新建隧道运营状态下对既有铁路隧道产生的影响,判断既有隧道的安全状况。     

富水全风化花岗岩隧道变形规律与力学特性

用地质钻机在隧道中心线上方钻取原状土进行土工试验,采用电子水准仪量测地表和拱顶沉降,采用JSS30A数显收敛仪进行隧道水平收敛监测,采用JTM-V2000D型振弦式土压计量测围岩与初期支护间压力、初期支护与二次衬砌间压力,通过对寨子岗隧道围岩变形及压力进行量测,得到了富水全风化花岗岩地区隧道围岩变形规律与力学特性.分析结果表明:深浅埋隧道的划分界限为2倍洞径;隧道洞口段洞顶土体同时存在竖向位移和水平位移;围岩的水平收敛稳定时间及拱顶沉降的稳定时间和隧道埋深关系不大;浅埋隧道的埋深越大,水平收敛值及拱顶沉降值越大,深埋隧道的水平收敛值及拱顶沉降值和隧道埋深关系不大;围岩与初期支护间压力分布比较均匀,浅埋隧道各量测点压力值差异较小,压力随着隧道埋深的增加逐渐增加;深埋隧道各点压力分布的不均匀程度有所增加,各点压力值随着隧道埋深的增加变化很小;围岩与初期支护间压力均大于初期支护与二次衬砌间压力,初期支护与二次衬砌间的最大压力均不大于100 kPa.     

研究浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方案

针对浅埋偏压隧道下穿既有桥梁段施工,结合隧道工程实际情况,采取方案比选的方式分析隧道施工对既有桥梁造成的影响。通过分析得出以下结论:因两侧弧导洞与上断面中导洞施工是造成沉降和桥墩位移的主要原因,所以需在施工中加强此处监测频率;6~#桥墩位移受施工影响最大,4~#桥墩最小;建议采用先施工浅埋侧隧道方案,同时做好位移与裂缝观测,以确保隧道施工质量和既有桥梁安全。     

鹤上隧道震动测试研究

结合大断面小净距隧道的实际施工,后行洞爆破时,对先行洞中夹岩部分和与后行洞对应的未开挖部分进行爆破震动监测对比,得出在大断面、小净距隧道爆破中的一般规律,为类似工程提供参考,并为大断面、小净距隧道爆破震动的研究提供了重要的参考价值。     

关口垭隧道软岩稳定性分析及施工方法探讨

结合工程实例,阐述了泥质页岩在隧道开挖过程中应力重分布的变化特征以及对洞室稳定性的影响,进行了喷层应力、围岩与初期支护间应力、围岩内部位移、二次衬砌应力量测及爆破震动测试等项目的重点监测。     

基于回归分析的小径距隧道围岩稳定性研究

为了更好的掌握小径距隧道的变形特点,以某市某小径距隧道为工程背景,采用指数函数、对数函数、双曲线函数三种形式对监测数值进行拟合,分析隧道拱顶及净空位移趋势,得出最优拟合函数,研究结果表明:指数函数U=Ae(-B/T)的相关系数较高,通过指数函数可以很好地预测围岩的变形趋势;围岩的变形主要分为三个阶段,急剧变形阶段,缓和变形阶段,稳定阶段,左洞的拱顶下沉以及净空收敛量均大于右洞,小净距隧道后行洞开挖对先行洞产生了显著的影响,通过对三类典型断面的分析提出二次衬砌的合理支护时机,研究结果可为类似工程提供参考。     

底部岩溶小净距隧道施工力学特性研究

以某底部含有溶洞的小净距隧道为例,运用有限元软件ABAQUS对隧道采用单侧壁导坑法施工过程中围岩的塑性区、洞周位移以及围岩应力的变化情况进行了数值分析研究并得出结论:对于底部岩溶小净距隧道,先行洞的施工对后行洞塑性区的发展影响不明显,溶洞对隧道拱顶下沉和仰拱隆起量影响较为明显,并且对先行洞洞周收敛值的影响较后行洞大。隧道施工过程中洞周围岩以及中夹岩柱一般处于压应力状态,受力状态较为理想。在施工过程中应重点关注隧道塑性区的发展以及洞周位移值的监控量测。     

增建二线隧道设计

本工程既有隧道衬砌裂纹,漏水现象严重。为保证新建隧道施工时既有隧道运营安全,新建隧道施工前应对既有隧道进行加固维修。新建隧道施工中进行爆破振速控制,以保证既有隧道衬砌安全。新建隧道设计借鉴了既有隧道病害情况,黄土地段采用钢筋混凝土衬砌结构,鸡鸣驿隧道低洞口段设计中心深埋水沟排水,保证排水通畅不冻结。     

基坑开挖卸荷对已建隧道影响分区的研究

对基坑开挖影响周围既有隧道变形机制进行了分析,利用FLAC3D有限差分法模拟了基坑开挖过程中既有隧道洞周的变形和受力情况。结果表明:当隧道位于基坑正下方时,随净距的减小,洞周竖直向和水平向位移均逐渐增大且竖直向位移增大值大于水平向,隧道两侧向内收敛,即拱圈成竖向"鸭蛋"型变化趋势;当隧道位于基坑斜下45°方向时,因开挖卸荷作用,隧道产生了整体斜向上45°方向位移,即靠近基坑内方向移动,隧道衬砌位移变化呈非对称型分布;当隧道位于基坑右侧水平方向时,左半洞周受开挖影响明显,左半部分位移明显大于右半部分。最后,结合规范规定的隧道变形控制标准,考虑无支护条件下进行基坑开挖,将坑外变形控制区划分为敏感区、较敏感区、不敏感区,供类似工程参考。