地面振动荷载作用下隧道支护结构动力分析

锦赤铁路鹰窝山隧道下穿重载运煤公路,由于公路损毁严重,需要压实重修。下穿公路段埋深较小,需要考虑隧道施工阶段地面压路机动荷载作用下支护结构的动力响应。通过分析单轮振动压路机的压实机理,确定了压路机作用于压实层的振动荷载。建立数值模型,分析了不同埋深条件下隧道支护各特征点的内力特征。分析结果表明:在隧道埋深较小时,振动荷载对拱顶弯矩的影响占据主导作用;随着隧道埋深的增加,振动荷载的作用减弱,围岩压力的作用逐渐增强。对于单线铁路隧道,当隧道埋深小于8m时,必须考虑振动荷载的影响。     

富水地质条件下大直径盾构超浅埋始发、接收段管片抗浮计算及反压处理措施

雅万高铁1号隧道采用大直径泥水平衡盾构进行施工,始发段、接收段为超浅埋、富水地质条件,施工难度大。为确保安全,进行管片抗浮计算,并根据计算结果提出相应的反压处理措施。采用技术能够满足超浅埋始发、接收抗浮要求。     

黄土隧道台阶法施工地表裂缝规律模拟分析研究

针对郑-西客运专线铁路黄土隧道施工过程中广泛出现的地表裂缝现象,采用三维离散元计算程序3DEC进行了裂缝开展的数值模拟。考虑黄土原始垂直节理,台阶法施工,分三种隧道覆土埋深工况进行了讨论,分析得出了在各埋深工况条件下地表裂缝的开展规律。     

穿河地铁隧道施工对既有桥桩影响的数值模拟分析

以青岛地铁2号线汽车东站-东韩站区间穿越张村河段为工程依托,运用有限元软件ABAQUS建立3D模型,对地铁隧道穿越河流的动态施工全过程进行数值模拟,分别从桥隧不同间距、隧道不同埋深和有无地下水等三个不同影响因素,计算和分析地铁隧道开挖对既有桥梁桩体的受力和变形的影响规律。桥隧间距选取6 m、9 m、12 m、15 m和18 m,地铁隧道埋深选取4 m、5. 5 m和7. 5 m,并考虑有无地下水作用,在单一变量下共建立8组不同模型,通过模拟结果曲线的对比来分析不同因素的影响作用。结果表明,桥隧间距越近、埋深越大、有地下水作用时地铁隧道开挖引起的临近桥桩的影响就越大;而且在整个地铁施工过程中地铁基坑开挖到坑底时影响最大。     

软土地铁车站抗浮梁抗震性能有限元分析

以天津地铁5号线工程中某地铁车站为例,对软土浅埋地铁车站结构的岩土工程在地震动载作用下的抗震性能和抗浮稳定性进行了二维平面的有限元数值分析研究.研究结果表明:在地震动载作用下,车站主体结构的位移以整体位移为主,局部产生不均匀变形,结构发生一定的扭转;车站埋深对地铁车站的地震响应影响比较明显,埋深越浅,压顶梁与顶板的相对位移就越大;在7度烈度地震作用下,抗浮梁能够很好地起到压顶抗浮的作用,不会出现因抗浮梁脱落而导致结构整体抗浮能力不满足要求的情况.     

沪通长江大桥施工期对桥区河床演变影响分析

为研究大型跨江桥梁工程建设后对桥区河床响应的影响,以沪通长江大桥为例,进行大桥建设期间桥区河床地形、汊道分流比监测,对比分析工程建设前后桥区汊道分流比、桥区河床平面、断面、冲淤变化特征,掌握大桥工程建设后的桥区水动力、大型沉井基础局部冲刷、桥区深槽响应的影响特点,并与前期模型研究成果进行对比分析,为大桥工程顺利建设和工程河段跨江桥梁建设提供科学依据.分析结果表明,大桥施工期间天生港水道桥墩基础局部冲刷及深槽冲刷幅度2～3 m;浏海沙水道28#、29#主墩基础及深槽冲刷幅度较大,深槽断面普遍冲刷4～5 m,主墩28#、29#基础局部冲深28.1 m、19.1 m.大桥施工期间对桥轴线断面流速分布影响较小,桥区汊道分流比基本稳定,对桥区河势稳定影响较小.     

超深埋高承压水复合地层土压盾构下穿西溪湿地保护区建筑物施工技术

杭州地铁机场快线隧道采用盾构法施工,其中最大埋深区间隧顶埋深达到40 m以上,最深位置需穿越上软下硬地层,且需下穿保护区建筑物.因隧道上部圆砾地层和砂层储水丰富且渗透性强,土压盾构掘进随着埋深越来越深,水压也逐渐增大,掘进出现地下水干扰导致螺旋机喷涌,容易超方造成地表建筑物沉降和隧道被淹埋等重大风险.介绍了施工中采用的...     

黄土隧道不同埋深段围岩收敛分析

为降低黄土V级围岩浅埋隧道围岩出现较大变形和坍塌的风险,保证安全施工,研究了黄土隧道不同埋深段围岩的收敛变形特性。通过高精度数显收敛计获取了五个不同埋深断面隧道开挖后20天的收敛数据,考虑了温度变化对数显收敛计钢尺读数的影响,利用数理统计的方法分析了不同断面隧道收敛率和累积收敛值。结果表明:各量测断面的收敛率先降低后趋于稳定,收敛率存在负值现象,埋深越大,其出现的概率越大;随着隧道埋深增加,最大累积收敛值急剧降低,并逐渐趋于稳定。     

暗挖海底隧道地震动水压力响应分析

考虑黏弹性人工边界与流固耦合作用,建立了衬砌结构一土一海水相互作用的力学模型,基于Newmark算法,利用ANSYS有限元软件分析了在不同地震激励和埋深条件下动水压力的影响机理与隧道衬砌的振动响应规律．计算结果表明：在含有竖向分量的地震激励下,动水压力对浅埋海底隧道的内力影响较大,分析时不容忽视;当隧道埋深超过一定值后,结构地震反应变化微小可忽略．同时,针对圆形海底隧道进行的有限元计算结果可为海底隧道的工程抗震设计提供参考．     

武广客运专线狮公岩二号隧道施工技术研究

以武广客运专线狮公岩二号隧道为工程背景,针对该隧道埋深浅、偏压显著、围岩软弱破碎、受降雨影响大、隧道断面大、施工变形大且控制困难等特点,在对浅埋段及显著偏压段隧道进行施工效应分析基础上,提出了系列控制措施,有效控制了隧道变形,保证了隧道施工安全.     

浅埋非圆形隧道开挖引起的力学响应解析解

浅埋非圆形隧道的力学分析对城市地铁隧道的施工安全具有重要意义，其求解难点在于如何考虑重力场的影响以及圆环域保角映射函数的确定.为此，在复变函数理论框架下通过重构解析函数的表达，提出了重力条件下浅埋非圆形隧道力学分析的解耦保角映射方法，该方法将解析函数拆分成两组子函数，并采用不同的局部坐标系进行表达，两组子函数可以分别表达地表边界内与隧道边界外的应力与位移场，同时地表边界与隧道边界也可以单独进行保角映射；利用快速Fourier变换将用于确定解析函数的边界条件方程转化为频域方程进行求解；将本文方法应用于浅埋隧道开挖引起的地表沉降分析.研究结果表明：隧道形状会对地表沉降的大小造成显著影响，其主因素来源于隧道的高跨比；隧道埋深会同时对地表沉降量以及沉降槽宽度产生影响，埋深越小其敏感程度越大；侧压力系数的改变对地表沉降槽的宽度影响较小；与有限元方法相比，本文方法的程序体量极小、计算速度更快且精度更高.     

太行山隧道明挖段基坑施工方案设计

隧道露水河明挖段作为太行山隧道的重要组成部分,施工段主体工程长530 m。隧道下穿露水河床地段,最小埋深12 m,河床主要为砂卵石地层,无自稳能力,露水河两侧太行山山前汇水面积大,雨季易发生空水风险,且隧道洞室围岩为第四系全新统冲积砂卵石,对河水和地下水渗透性较大,这些对隧道前期施工和后期维护产生极大不利影响,甚至影响隧道的施工安全和运行安全。为了有效预防和避免这些不利因素对隧道前后期安全影响,应做好隧道前期施工,即基坑开挖施工。根据现场实际情况,主要介绍该工程基坑开挖施工的围堰施工方案和基坑开挖与支护方案设计,期望对其他相关工程有所借鉴之处。     

关于城市道路隧道线形设计的几点体会

城市道路隧道线形设计是一个综合性课题,与地形、地貌、工程地质、水文地质、社会人文和环境等多方面因素密切相关。它需要设计者在满足设计规范的前提下,结合隧道轴线、埋深、洞口位置及洞外接线、施工场地布置、出渣处理、工期长度、营运养护等综合考虑,进行多方案比较,只有这样才能把城市道路隧道的线形设计得更为合理。     

云台山隧道破碎岩体浅埋段隧道施工技术

针对云台山隧道浅埋段围岩软弱松散、埋深浅等特点,提出采用地表深孔预注浆加固,同时配合超前地质预报、隧道超前支护以及初期强支护,加之后期监控测量的综合控制体系。现场实践证明,该控制体系有效控制了隧道围岩收敛,在安全施工的前提下保证了施工工期。     

基于土质隧道的深浅埋界定范围研究

基于有限元软件ABAQUS进行隧道开挖过程的三维数值分析,从应力、应变的角度出发,对土体隧道深浅埋的界定范围进行了研究,研究结果表明:隧道施工过程中,拱顶C点的位移值最大,并且随着埋深的增加而具有不断增大的趋势;当隧道埋深增加到某一临界状态以上时,拱顶C点位移不再随着埋深的增加而显著变化,而是趋于一个定值;隧道的应力释放规律和其竖向位移规律相同,隧道拱顶C点的竖向应力随着隧道埋深的增大,应力变化曲线也趋于平缓,且C点的竖向应力与太沙基理论计算值较为吻合。在此基础上,结合理论分析的手段确定隧道深浅埋的界限埋深值,并运用现行规范和太沙基理论对此界限埋深值进行了进一步的验证。     

地铁浅埋小净距隧道施工技术

青岛地铁五江区隧道中岩柱最小距离1.495～3.0m,埋深10m,Ⅳ级围岩,为浅埋小净距隧道;隧道围岩塑性区在中岩柱处易贯通,中岩柱很容易造成失稳坍塌。经过反复讨论,确定对中岩柱采用中空注浆锚杆加固,洞身初支采用格栅、拱部径向砂浆锚杆支护,先施工右洞设临时钢支撑,再施工左洞,边开挖边支护。采用提前加固与控制爆破技术,保证了施工安全,平稳地过渡至大断面施工。     

苏州凤凰山连拱加小净距隧道计算

苏州市凤凰山隧道属于软弱围岩中浅埋大跨度连拱加小净距隧道,且隧道穿越凤凰山公墓区,隧道上方公墓密集,对隧道设计和施工技术要求很高。基于地层一结构法,用有限元对隧道施工过程进行模拟,重点分析了围岩位移场和应变场以及初期支护、锚杆和二次衬砌的受力,分析隧道横断面危险点,在设计中采取相应安全措施,并优化开挖工法,计算确定隧道爆破施工和机械开挖的埋深分界点。     

复合地层下泥水盾构管片上浮规律及影响因素分析

针对在盾构隧道施工中经常出现的管片上浮问题,以南昌轨道交通4号线泥水盾构过江隧道为工程依托,通过数理统计方法对泥水盾构穿越不同地层时管片上浮量进行归纳分析,探讨地层参数以及盾构掘进参数对管片上浮的影响规律。研究结果表明:在全断面砂层中掘进,管片上浮量小且上浮值变化稳定;而当进入上软下硬地层和泥质粉砂岩层,管片上浮量急剧变化,尤其是在过江段中风化泥质粉砂岩中掘进,管片上浮量最大。考虑盾构掘进参数单因素影响,随着注浆压力、泥水压力和盾构推力的增大,管片上浮量均会出现增大,而掘进速度的变化对施工期间管片上浮影响较小。在掘进过程中需要结合地层特性对管片上浮影响并且对主要掘进参数进行实时调整,在一定程度上可以实现对管片上浮的有效控制。     

城市过江隧道结构抗震设计研究与工程实践

依托南京建宁西路过江隧道工程,对盾构段和明挖段典型断面在地震作用下的结构内力进行分析。研究结果表明:在100年超越概率10%的地震动作用下,隧道盾构段与明挖暗埋段静力荷载为控制工况,其所产生的内力大于地震工况,依据静力作用效果进行结构配筋可保证结构在地震作用下的安全。隧道结构抗震设计的重点为加强构造措施,包括设置变形缝、合理的钢筋保护层厚度、管片纵缝设置螺栓接头连接、管片环缝采用剪力销等。相关研究成果可为类似工程的抗震与减震设计提供参考。     

紫金山隧道进口滑坡及山体开裂处治技术探讨

通过对紫金山隧道进口处滑坡及山体开裂成因的分析,结合山体裂缝的监控量测结果,考虑处治效果及施工安全,主要采用反压回填的方法控制山体裂缝的发展;左线以延长明洞的方法增加反压面积;右线浅埋段采用"盖挖法"进行施工,以消除洞口滑坡体对隧道施工及运营的威胁。