不同开挖方式对隧道稳定性的影响研究

不同施工方式对围岩稳定性的影响差别较大,以北京某站区间浅埋暗挖段为工程背景,以隧道沉降和收敛量以及地表沉降为控制指标,分析三种开挖方式(三台阶、CRD、眼镜工法)的作用效果,结果表明:CRD法对隧道的控制效果较好,开挖影响距离、造成的隧道沉降及地表沉降都较小,而三台阶工法对隧道稳定性的控制相对较差,虽然CRD法工序复杂,成本也相对较高,但能较好的保持围岩的稳定,减少地面塌陷。     

高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究

以南广铁路大邮村隧道V级围岩浅埋段为研究对象,通过隧道施工效应数值分析、技术经济分析,比较了CRD工法和三台阶法两种施工方法。从施工效应角度出发,对地表沉降要求不十分严格的山岭隧道,两种施工方法均能满足隧道施工过程中洞室稳定和结构安全。CRD工法在控制地表沉降及洞室变形方面更优,但从施工成本、施工工效、施工管理等方面台阶法更优。在本工程采用三台阶法施工,提高了施工效率,保障了隧道施工安全和结构稳定。     

基于有限元的三台阶仰拱初支技术

为了解决大断面软岩隧道的软弱破碎围岩径向位移增速快,开挖后初期支护结构不能尽早发挥作用,极大可能导致围岩失稳、发生安全事故等问题,以新建蒙西—华中煤运通道马湾隧道为依托工程,以优化改进后的三台阶仰拱初支开挖法进行施工,并借助有限元软件建立隧道模型,对三台阶仰拱初支开挖法进行数值模拟分析。最终结果表明:按优化改进后的三台阶仰拱初支开挖法能实现仰拱初支紧跟、隧道初期支护整体尽早封闭成环,做到了开挖、支护工序衔接紧凑;隧道最大竖向变形为33. 2mm,拱顶沉降及周边收敛随开挖步的变化均处于施工安全范围内;拱腰初支最大拉应力为1. 08MPa,拱顶最大压应力为13. 8MPa,均符合施工要求,为大断面软岩隧道施工提供一种更安全的新方案。     

长冲隧道进口段开挖方法的优化分析

根据隧址区工程地质特征,建立了长冲隧道进口段的有限元模型;模拟了台阶分部法和CD工法开挖隧道的过程,通过对围岩的位移和应力特征、屈服接近度和支护结构受力特征的分析,从施工工序和施工力学角度对两种开挖方法进行了比较,结果表明设计推荐采用的CD工法较台阶分部法没有明显的优势。     

长冲隧道进口段开挖方法的优化分析

根据隧址区工程地质特征,建立了长冲隧道进口段的有限元模型;模拟了台阶分部法和CD工法开挖隧道的过程,通过对围岩的位移和应力特征、屈服接近度和支护结构受力特征的分析,从施工工序和施工力学角度对两种开挖方法进行了比较,结果表明设计推荐采用的CD工法较台阶分部法没有明显的优势。     

管棚支护体系与施工工法配合效果研究

依托某高速公路隧道工程,采用有限差分软件FLAC3D,以软弱破碎段围岩为研究对象,对各施工工法下(有无超前管棚预支护体系)围岩变形进行分析。研究结果表明:无论采用何种施工工法,超前管棚预支护体系均可有效抑制开挖过程中围岩破坏范围的发展。隧道拱顶沉降均始于掌子面前方一定范围,随着开挖的推进而增大,当掌子面通过目标断面2~3倍洞径后,地表沉降达到峰值并逐渐趋于稳定。在3种施工工法中,对围岩的控制效果,环形开挖留核心土法最好,单侧壁导坑法次之,三台阶临时仰拱最弱。     

大断面浅埋黄土隧道施工参数研究

针对大西客专某大断面浅埋黄土隧道,基于有限元Plaxis-3D分析软件,采用莫尔-库伦模型,对隧道三台阶七步开挖工法进行了施工参数数值模拟。研究了隧道开挖中不同开挖循环进尺、不同台阶长度、不同分块大小施工对隧道变形及稳定性影响。研究结果显示：开挖循环进尺为1 m时,开挖步最大累积变形为30 mm;台阶长度为5 m时,隧道相对收敛为74 mm;上台阶高度为3 m时,隧道相对收敛为76 mm。此开挖参数可以有效地控制隧道变形,保证隧道围岩稳定。     

四川桃巴高速公路南江3号隧道施工方法数值仿真比选

考虑四川桃巴高速公路南江3号隧道不同施工方法的围岩和隧道支护结构的力学问题,基于Ansys数值软件建立三维模型并动态模拟全断面法和台阶法的开挖过程,通过地表沉降、拱顶下沉、围岩应力、初期支护应力和围岩强度发挥系数等参数的对比分析,得出全断面法为较优方案,可供隧道施工参考.     

软弱围岩大跨度隧道三台阶七步法施工可行性分析

为了解决超大断面隧道在穿越软弱围岩地带容易发生失稳坍塌等病害的问题,目前国内大断面隧道施工普遍采用台阶部分法.选取深圳侨城东路隧道标准段为研究背景,首先针对超大断面隧道、地质条件复杂、围岩多为Ⅳ和Ⅴ级的复杂特征,采用原位钻探和室内岩石物理力学实验,获得隧道围岩关键参数;然后,利用FLAC3D数值模拟软件建立隧道模型,模拟三台阶七步施工工法对大断面隧道软弱围岩稳定性的影响;最后,对得到的隧道位移应力变化规律进行总结分析.结果表明:三台阶七步开挖法在侨城东路隧道施工时表现出了很强的适用性,且施工时对于下方隧道影响较小,不仅为侨城东路北延通道工程整体施工提供了数据支撑,也可为类似条件隧道施工工法的选择提供参考.     

复杂断面地铁隧道开挖优化及对建筑物的影响

基于FLAC3D,建立了复杂断面隧道和建筑物的三维数值模型,以沉降量和结构应力最小为优化目标, 对5种工法方案进行了优化,以确定最优工法.用最优工法开挖隧道,预测开挖引起的塑性破坏区,并提出有针 对性的预加固措施.在对塑性破坏区进行预加固的条件下,预测各开挖段地表和建筑物基础的沉降特征及最大 沉降量,对比分析地表沉降曲面与建筑物基础沉降曲面的差异,评价整个开挖过程中建筑物和隧道关键结构的 安全性.数值模拟结果与实测数据规律一致,为复杂断面地铁隧道开挖的环境控制提供了重要的技术支持.      

城市超小净距暗挖隧道施工动态数值模拟分析

采用CRD工法及相关辅助工法对在冲积层中,洞间距仅为1 m,围岩软弱的城市浅埋双洞隧道进行暗挖施工,用数值模拟方法实现了这一复杂开挖施工过程.该方法主要运用有限差分程序,利用应力释放法及三维实体模型对隧道的开挖施工过程进行了三维动态模拟分析,总结了隧道拱顶、地表、地层沉降规律,研究了开挖施工中地层的塑性破坏区变化情况和中间岩柱的受力特点等,并将模拟数据与相关实测数据进行比较,认为此法合理、可行,可为以后的设计和施工提供参考.     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

基于数值分析的大跨隧道不同工序下地层特性研究

利用有限差分软件FLAG3D,建立了浅埋大跨地铁隧道开挖模型.通过分析浅埋大跨隧道分别采用台阶法和双侧壁导坑法不同施工工序下的地层应力位移特性,得出了针对浅埋大跨隧道开挖,采用双侧壁导坑法优于台阶法,并说明了双侧壁导坑法能有效控制变形的理论依据.将数值模拟与现场测试试验结果对比,提出了优化的施工方案,对大跨浅埋隧道类似工程施工具有一定的指导借鉴作用.     

矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究

矿山法地铁隧道中,人防段断面尺寸较大,通常采用与正线不同的开挖工法,以保证施工安全;但人防段往往长度较短,导致在短距离内频繁切换工法,大大降低施工效率。以青岛某地铁人防段为背景,通过有限元计算和现场实测,研究了人防段采用与正线相同工法(台阶法)及不同工法(CD法)时对拱顶沉降、地表变形、净空收敛的影响。结果表明,在Ⅳ级围岩中,人防段这种小长度大断面区间可以采用台阶法,为类似工程提供参考。     

大断面公路隧道开挖工法适应性研究

文章结合成都天府国际机场高速公路龙泉山隧道工程,研究多线并行大断面隧道群的工法适应性。采用数值分析的手段,分别针对2车道隧道与3车道隧道两种工况,考察全断面法、台阶法、双侧壁导坑法等6种开挖工法的应用情况,通过围岩塑性区、围岩变形情况与初期支护结构受力特征等指标计算结果的横向对比,分析不同工法的应用特点,提出不同工况下开挖工法的选择建议。     

超大断面扁平结构隧道开挖方法数值模拟及优化研究

超大断面扁平结构隧道的受力特性和围岩应力分布情况复杂,施工难度大、安全隐患多,寻找一种合适的开挖方法尤为重要.结合某超大断面扁平结构公路隧道工程,提出3种不同开挖方法(三台阶七步法、双侧壁导坑法和双侧壁结合台阶法);运用MIDAS/GTS软件对各开挖方法进行了数值模拟,分别获得了3种方法开挖过程中隧道围岩位移、受力特点...     

不同开挖方案下浅埋分岔隧道施工数值模拟

为进一步分析分岔隧道在不同开挖方案下的结构稳定性和优化开挖过程,以某正在施工浅埋分岔隧道工程为背景,采用有限差分法,对分岔隧道中的不同开挖方案施工进行了数值模拟,对比了分岔隧道在不同开挖方案施工时的位移、应力及塑性区差异,对分岔隧道开挖方案进行了优化。研究结果表明:本工程3种组合开挖方案均能保证分岔隧道的结构稳定,三导洞法中核心土的作用不是特别明显,中导洞法的施工位移和应力比三导洞法的均有所增大,但仍在规范允许范围以内。本工程施工宜采用中导洞法。     

大断面连拱隧道暗挖工法数值模拟研究

浅埋双连拱隧道开挖分部及支护措施繁多,围岩与结构相互作用关系复杂,地表沉降及围岩变形特性与经典沉降槽理论相差较大,工法选择以经验判断为主.针对上述问题,以石家庄六线隧道下穿既有石太直通线双连拱隧道为工程背景,运用有限元分析软件,建立平面应变数值仿真模型,分析三种工法条件下围岩应力、塑性区发展、支护结构内力及地表沉降的特征及规律,为以后类似的工程设计及施工提供借鉴、参考.     

地下铁道由区间隧道扩挖三联拱隧道施工技术

北京地下铁道某地下区间设计有一段大断面三联拱隧道，由于受开挖工作面的限制，采取从区间隧道扩挖的施工方案。拟定了双侧壁导坑法结合CRD工法施工的方案；采用FLAC模拟该断面施工顺序，确定每步开挖工序产生的沉降值，制定了施工控制标准；介绍了该断面初期支护参数、由区间标准断面转换到三连拱隧道的工法及工程效果。建立的分步控制沉降的施工控制模式，有利于控制每一步序沉降值；三联拱隧道段沉降、变形稳定，满足施工控制值的要求。     

浅埋连拱隧道的施工工序比选及优化研究

针对省某浅埋偏压公路连拱隧道,采用数值模拟的手段,研究对比在不同施工工序下,连拱隧道的支护结构最大压应力、隧道拱顶沉降以及围岩最大压力,从而比选出该隧道的最优施工工序。研究表明:分台阶法要优于全断面法,其围岩压力、支护内力等都较小,并且效率更高、造价更低;采用先开挖浅埋侧隧道的施工顺序跟采用先开挖深埋侧的施工顺序相比,前者的支护应力及围岩应力都较后者小,先开挖浅埋侧隧道更优。采用比选出的最优施工工序,隧道实际施工中无异常情况,施工效果较好。研究对于浅埋偏压连拱隧道的施工工序比选及优化具有参考作用。