黄土连拱隧道施工过程的数值模拟和方案优化

针对汾柳高速公路离石隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的受力问题，运用有限元程序ANSYS6．1对三导洞法和上下台阶法进行了动态数值模拟，建立了不同施工工序下围岩的位移场和应力场，并以此对这两种施工方法进行了对比分析，得出三导洞法较优。对隧道的施工具有重大的指导意义。     

双侧壁导坑法隧道不同工序施工地表沉降规律研究

结合相同地层不同工序双侧壁导坑法隧道施工引起地表变形规律的数值模拟分析结果,对北京地铁6号线西延工程砂卵石地层传统工序下双侧壁导坑法隧道施工地表沉降实测变形数据及12号线先上后下新工序双侧壁导坑法工序条件下地表沉降实测变形数据进行对比分析,研究不同工序双侧壁导坑法隧道施工影响地表变形的规律特点,并通过理论分析结合现场实际制定出最优工序,为后续类似工程地表变形规律分析提供技术支持及参考依据。     

暗挖地铁车站中洞法施工地面沉降控制的关键工序

以北京地铁5号线磁器口车站工程为例，利用施工力学理论，对中洞法地铁车站主体结构施工的全过程进行了数值模拟分析。通过地面沉降计算结果与实测结果的对比分析，提出了中洞法施工地面沉降控制的关键工序，为今后类似工程的设计与施工；陡供了有益的参考。     

地铁竖井横通道转正洞快速施工技术研究

针对城市地铁竖井横通道转正洞施工难度大、工序繁杂的特点,通过方案比选,提出竖井横通道转正洞采用大包施工工法。借助数值模拟分析手段,对施工路径进行优化分析,并对优化施工方案的动态施工过程进行仿真模拟。计算结果表明,大包法方案是合理可靠的,并提出一些合理化的建议。该工程现已顺利竣工,工程实践表明,该分析方法是合理的,大包法施工安全可靠,技术经济和社会效益显著。     

中洞法暗挖地铁车站中洞最优施工步序研究

中洞法暗挖地铁车站的中洞一般采用CRD法施工,由于中洞分块多,其施工步序也有很多种,但不同的施工步序导致的地面沉降和初期支护的内力也不尽相同,通过数值模拟分析,研究分析中洞法几种主要不同施工步序,比较分析地面沉降和初期支护内力的差异,确定中洞法最优施工步序,为类似工程的施工步序选择提供参考。     

客运专线超大断面隧道不同工法引起地表变形数值分析

研究目的:通过数值分析方法分析客运专线大断面隧道施工工艺、施工方案的可行性。研究方法:为研究同一围岩条件下隧道开挖而引起地表变形的特性及机理,借助于计算机技术和数值模拟计算,主要介绍了台阶法、CD法的施工工艺及施工方案、建模及计算成果等。研究结果:通过对大断面隧道开挖引起地表变形的数值模拟成果的分析,得出了在同一围岩条件下,采用不同的施工方法开挖隧道引起地表变形的特性和机理,在此基础上提出了相关的施工技术措施。研究结论:客运专线大断面隧道施工工艺繁多,各种工艺在具体应用前必须进行数值模拟计算,使整个隧道过程都处于安全可靠控制范围之内。     

大断面隧道下穿高速公路施工方案优化研究

金牛山隧道在大跨、浅埋及复杂地质等工程条件下穿越京福高速公路。在隧道施工过程中,为保证施工方案的可靠性,采用数值模拟手段对施工中可能采用的双侧壁导坑法、CD法、中导洞法及台阶法四种施工方案进行优化研究,并提出相关的施工要点。研究结果为金牛山隧道下穿高速公路的施工提供了技术支撑和安全保障,也为今后类似工程的设计、施工和研究提供了有益的借鉴和参考。     

隐式中墙连拱隧道平行中隔壁工法设计与分析

分析连拱隧道工法研究现状和趋势,结合隐式中墙复合式连拱隧道[1-2]结构形式,提出一种新的连拱隧道施工方法—平行中隔壁法,其无需中墙临时支护,预留岩体保护中墙,减小对环境的影响,大幅提高连拱隧道的施工效率,实现连拱隧道的快捷施工。对平行中隔壁法进行详细设计与分析,并对其进行数值模拟。结果表明:平行中隔壁法可保证隐式中墙复合式连拱隧道施工安全,各上台阶步序开挖和拆撑为控制竖向变形的关键工序,左洞拱腰与中墙连接处和左洞仰拱与中墙连接处是初期支护的安全控制点。     

富溪双连拱隧道偏压处数值模拟及施工技术研究

运用有限差分程序FLAC^3D。对富溪双连拱隧道偏压处的隧道变形和围岩应力变化规律进行了模拟分析;分析研究了三导洞法施工的12种不同施工方案,比较了各种不同方案的优劣;根据现场监控量测数据与数值模拟结果的对比,验证了数值模拟的正确性。     

新建换乘通道密贴下穿既有地铁车站施工工序优化

依托新建换乘通道密贴下穿既有地铁车站工程,针对新建换乘通道采用多分部开挖的施工工序难题,采用数值模拟对比分析了3种不同施工工序引起的既有地铁车站、新建换乘通道、围岩介质等的力学响应.结果 表明:从既有地铁车站底板附加变形、新建换乘通道初期支护变形及围岩塑性区指标来看,工况1所引起的最大变形值及塑性区体积均相对最小,建议采用工况1为优选施工工序.     

小间距双线隧道CRD法零距离下穿既有营运车站变形影响研究

以深圳地铁7号线皇岗村站至福民站的新建小间距双线平顶隧道施工区间工程为例,研究采用"CRD法+直墙暗挖"进行零距离下穿既有4号线福民站,对其结构变形影响及现场监测结果分析。通过对新建双线隧道施工全过程的精细化数值仿真模拟,揭示既有营运车站的变形规律,为施工过程中结构变形发展预测和设计方案实时调整提供理论支撑。结合施工过程实时监测资料,论证新建隧道下穿施工对既有车站的影响程度,验证当前设计方案的可行性。结果表明,数值仿真分析的既有车站变形规律与实际监测结果一致,且最大变形量均小于控制值10.0 mm。     

双护盾TBM在城市地铁隧道中的应用研究

为解决双护盾TBM在城市地铁施工中遇到的断层破碎带、硬岩施工等技术难题,进一步推广双护盾TBM在城市地铁中的应用。以深圳轨道交通8号线梧桐山—沙头角站双护盾TBM区间为研究对象,通过数值分析、地质相关分布统计及现场实践相结合的方法,研究双护盾TBM在断层破碎段、矿山法空推段、极硬岩段的施工技术问题及优化改进策略,提出适宜的双护盾TBM的施工控制及地质掘进参数,通过这些典型施工及地质问题的研究,极大地提高了双护盾TBM的整体施工效率。     

硬岩地区暗挖车站不同开挖方法对地表沉降影响的模拟研究

浅埋暗挖法施工必须结合当地地质情况选择合理的开挖方法,开挖过程中应严格控制相应变形,尽可能减小开挖扰动。以青岛地铁1号线某大跨度暗挖车站为工程背景,通过室内模型试验,采用全断面法、台阶法、双侧壁导坑法、CD(中隔壁)法、CRD(交叉中隔墙)法进行模拟隧道拱盖开挖试验,研究了各种施工方法下围岩压力的变化规律和沉降的变化趋势。模拟试验结果表明,在开挖过程中地表沉降及围岩变形可分为缓慢变形、快速沉降、稳定变形3个阶段。以全断面开挖法引起的最大沉降值为比较对象,其他施工方法在最大沉降值上均有一定程度的优化,其中CRD法的优化效果最显著。     

复杂施工空间条件下砂卵石地层联合降水控制

以成都地铁5号线中医大地铁站为切入点,地质情况复杂、异形深基坑开挖施工困难情况下,如何保证深基坑在干燥环境下施工和车站结构不发生渗漏是本工程的重点。通过理论分析和数值模拟方法,作出深基坑开挖前降水周边建筑的沉降云图,研究成都地铁中医大车站深基坑降水对周围环境的影响程度。针对性进行了复杂施工条件下深基坑降水对线路的影响分析及降水控制计算,得出了复杂施工空间条件下工程降水引起底面沉降的原因及联合降水控制方法,可为今后类似工程的施工提供借鉴。     

深圳土体蠕变特性在深基坑工程中的应用

研究目的:为研究土体蠕变特性对深基坑围护结构稳定性的影响,本文基于深圳某车站深基坑工程,通过室内三轴蠕变试验,运用数值模拟方法拟合得出了土体蠕变引起的基坑开挖时间敏感性,以及对周边建筑物带来的不利影响。研究结论:通过对典型断面的数值模拟,重点阐述了深圳地区特定土体的蠕变特性,为本工程的安全施工、保护周边环境及预测长期变形提供了理论基础。蠕变前后支护结构变形增大近16%,临近建筑物基础沉降增大了近21%;得出的具有适用性的SSC模型计算参数,对本地区类似基坑工程具有较高的参考价值。     

软弱围岩铁路隧道三台阶带仰拱一次开挖工法台阶高度优化研究

为进一步提高软弱围岩条件下隧道开挖的安全性及稳定性,本文依靠玉磨铁路新平隧道工程,利用有限差分数值模拟软件flac3D,对软弱围岩铁路隧道三台阶带仰拱一次开挖工法的台阶高度进行优化研究,主要对比了5种不同台阶高度开挖方案的初期支护位移及内力。结果表明:(1)采用工况4(上台阶高度4 m、中台阶高度3.2 m、下台阶高度5 m)的拱顶沉降值、拱肩收敛值、边墙收敛值均最小,分别为22.3 mm、3.17 mm、11.9 mm;(2)工况4的结构安全性最高,最小安全系数最大,为2.83;(3)综合结构位移及内力,新平隧道软弱围岩段建议采用工况4的台阶高度进行施工。研究成果可为类似工程施工提供参考。     

高速公路小净距隧道施工方法探讨

小净距隧道是双洞隧道净距介于连拱隧道与规范要求上下行分离式隧道最小净距之间的一种特殊隧道结构形式。由于隧道净距小,施工时双洞相互影响较大,对隧道围岩特别是中夹岩岩体稳定性有很大的影响。因此,探讨安全、合理、经济的高速公路小净距隧道施工方法十分必要。本文结合净距4.0 m、埋深30.0 m的Ⅰ类同岩段高速公路小净距隧道工程实践,通过三维弹塑性有限元数值仿真模拟,分析双洞侧壁导坑法、侧壁导坑与上下台阶组合法及双洞上下台阶法三种施工方法施工时隧道围岩破坏接近度、围岩变形位移特征,探讨其优劣和适应性,为高速公路小净距隧道设计、施工提供科学依据。     

浅埋暗挖地铁车站地表沉降及既有线变形分析

浅埋暗挖地铁车站穿越既有地铁隧道施工地表沉降及既有线的变形的控制对施工及运营安全具有重要意义。以北京地铁4号线西单站下穿长安街,上跨地铁既有1号线开挖过程为例,在详细研究该区工程地质条件和地铁设计参数的基础上,采用FLAC^3D工程分析软件对地铁开挖过程及其引发的地表、拱顶及既有隧道的变形规律进行了数值模拟分析,优化开挖施工方案,模拟动态施工过程,合理设计隧道开挖步序,并对施工中的监控量测提出建议．指导地铁安全施工。     

大断面软弱围岩隧道开挖支护模拟分析

结合广深港客运专线ZH-2标百足地隧道的施工实例,采用数值模拟分析的研究方法,对大断面软弱围岩隧道开挖支护情况进行了施工过程的研究。主要对三台阶典型开挖步骤的变化情况进行了数值模拟,研究了开挖对洞周围岩压力、初期支护的内力、洞内水平收敛及拱顶下沉的影响。通过对隧道开挖和支护施工过程的数值模拟来分析施工中初支内力、拱顶沉降以及隧道收敛在各施工阶段的变化情况,以便在施工中结合监控量测数值来指导施工。     

轨道交通大断面深埋隧道施工工法——扩大拱脚台阶法

为适应轨道交通建设的新环境、新形势,结合重庆主城区地形地貌、地质条件和轨道交通车站特点,提出一种新的大断面深埋轨道交通车站隧道的施工工法——扩大拱脚台阶法。该工法以新奥法为基本理论依据,充分发挥围岩的自稳能力和开挖面的空间约束作用,通过初支大拱脚的设置,将拱部荷载传递至拱脚围岩,从而提高拱部初期支护的承载能力和稳定性。同时,通过分台阶分步开挖,能够为大断面隧道开挖提供充足的施工作业空间,有效提高隧道的施工工效,节约工程投资、缩短工期。以重庆轨道交通9号线红岩村站为例,对该工法与双侧壁导坑法进行对比分析。通过理论计算分析,可以得出扩大拱脚台阶法对围岩的扰动更小,更有利于对围岩的保护和变形控制,工程风险更加可控。