铁路复线三线隧道双侧壁导洞法施工技术

在山岭地区修建铁路,因受地形限制,往往几条铁路穿越同一山脉,线路并行需要大断面隧道通过,例如在建的兰渝高铁(双线)就和遂渝二线(单线)穿越同一座山,形成三线大跨隧道.与其他双线铁路隧道相比,三线隧道具有跨度大、高度变化相对较小(即矢跨比变小)、结构形状更加扁平等特点.文章简要介绍了兰渝复线铁路唯一的一座三线隧道——新作坊隧道的“双侧壁导洞法”的施工工艺和关键技术,研究分析了施工方案优化及施工效果.     

高速列车荷载作用下仰拱对隧道整体动力特性的影响分析

仰拱作为隧道衬砌的重要组成部分,其设置对改善隧道结构受力状况,提高隧道结构的整体稳定性都非常重要。但在列车激振荷载作用下,仰拱在隧道整体结构中所发挥的作用还需要进一步研究。文章通过数值分析方法,从动力学角度对仰拱在高速铁路隧道列车振动响应中的作用和影响进行了探讨;比较了不同仰拱形式下隧道结构各控制点的动力学特性及衬砌和围岩受力特性,可为隧道仰拱设置中综合考虑动静力影响提供参考。     

双线并行盾构隧道横向地震响应规律研究

为研究双线并行盾构隧道的横向地震响应规律以及隧道—土体—隧道的相互作用机理,文章以深圳地铁13号线区间盾构隧道工程为背景,运用MIDAS/NX有限元模拟软件,计算分析日本阪神波及北京人工波下不同角度并行的双线盾构隧道地震响应规律。结果表明:与单线隧道相比,双线并行的空间组合方式对土体的动力响应具有放大效应,尤其是近距离隧道的中夹土;水平并行隧道动力响应最大,是线路抗震设计的最不利组合方式;双线隧道靠近侧的X型区域内力与变形最大,是结构抗震设计的薄弱环节;隧道—土体—隧道相互作用区域可根据距径比划分为3个等级:严重影响区、中度影响区及轻微影响区。     

跨断层隧道振动台模型试验研究Ⅱ:试验成果分析

文章通过跨断层隧道振动台模型试验研究,分析了跨断层隧道的动力反应规律,了解了跨断层隧道衬砌开裂过程及破坏形态,探讨了跨断层隧道设置减震层的减震效果。研究结果表明:跨断层隧道的地震反应存在不对称性和上盘效应;而隧道设置减震层后整体抗震性能明显提高,并且衬砌沿隧道纵向和横向受力都趋于均匀,特别是仰拱拉应力状态得到了改善。试验成果可供跨断层隧道的抗震设计、灾后恢复重建和今后有关规范修订参考。     

柔性比对隧道地震动力响应影响研究

地震作用下隧道与围岩动力相互作用的强弱与隧道和围岩的相对刚度关系密切,为分析地震作用下隧道衬砌与围岩相对刚度对结构内力的影响,文章引入柔性比的概念进行抗震数值计算分析。通过对地震波、边界条件进行处理,建立计算模型分析在不同围岩等级、衬砌厚度、混凝土强度等级、隧道直径情况下结构内力的变化情况,并给出了不同柔性比条件下隧道衬砌地震反应的基本规律。结果表明,柔性比越大,地震作用下隧道的内力越小;在进行隧道结构多道设防时,相邻结构的刚度应逐渐变化,且每一层的厚度不应过大。     

浅埋铁路隧道松动土体力学行为分析

采用有限差分软件,对不同围岩、不同埋深的单线和双线电化铁路隧道进行了数值模拟,对围岩松动土体的力学行为进行研究,得出松动土体的破坏范围,并与理论解进行比较.得出结论:朗肯解与规范解分别反映单线和双线电化铁路隧道松动土体的破裂角;破裂角规范解对围岩参数的变化不敏感;隧道跨度对松动土体的破坏范围有重大影响.     

磁悬浮铁路隧道净空面积及内轮廓的研究

参考国内外磁悬浮列车高速通过隧道引发空气动力学效应的资料,针对TR08常导磁悬浮列车,分隧道长度L≤150 m和L＞ 150 m两种情况,对不同速度目标值下(350 km/h单双线、400 km/h单双线、450 km/h单双线)隧道内轮廓的选取进行了比选分析,分析结果对就磁悬浮铁路隧道轮廓的选取有一定的参考价值.     

范家坪隧道喇叭口段施工技术

范家坪隧道为典型的由双线经喇叭口段过渡为两单线型式的大跨铁路隧道,为了提高施工效率、实现隧道两个掌子面同时掘进,施工中采用了喇叭口段由双线向单线反向施工方案,同时采取了可变式整体大模板液压台车台架配合小模板进行大跨段二次衬砌的施工技术。文章重点介绍了施工方案比选、施工步骤、施工效果。     

远场静水压力作用下深埋隧道双层叠合衬砌合理组合形式及力学变形特性研究

针对深埋长大隧道传统复合式衬砌结构在遭遇高水头地下水威胁的问题,研究了双层叠合衬砌方案,该方案采用"结构一分为二、两道防水设防"的设计理念,既能克服大体积混凝土施工的困难,又可以解决二次衬砌结构渗漏水的弊病。文章以青岛地铁1号线过海隧道为工程依托,借助ANSYS有限元计算软件,对双层叠合衬砌的合理组合形式及力学变形特性进行了分析,结果表明:叠合衬砌内力分配与内外层结构刚度比有关,刚度越大则内力越大,当内外层结构刚度比为0.716时,t_A=0.95 m和t_B=0.85 m为最优叠合衬砌厚度组合;隧道结构各控制截面的风险排序为仰拱拱脚拱顶;叠合衬砌在外水压力作用下,内外层衬砌变形是相互协调的,仰拱结构变形对刚度比、外水压力量值均较拱顶、侧墙更为敏感;叠合衬砌组合形式是受结构承载力控制而不是受变形控制;最优叠合衬砌组合在外水压力小于1.2 MPa时,结构安全性同样受承载力控制。     

高烈度地震区公路双连拱隧道地震动力响应研究

针对目前尚未对高烈度地震区双连拱隧道这种特殊的结构形式进行具体深入的动力响应研究的现状,从土-结构相互作用模型出发,运用数值分析方法对连拱隧道进行了三维弹塑性分析,主要研究水平方向上传播的剪切波所引起的双连拱公路隧道的地震动力响应。从计算结果看出,随着埋深的增加,双连拱隧道衬砌的水平位移逐渐减小,衬砌内力逐渐增大,而变化趋势逐渐平缓;随着中墙厚度的增加,隧道衬砌水平方向的位移峰值逐渐增大,因此建议采用2.2 m厚中墙。研究结果表明,连拱隧道衬砌的仰拱、墙脚及拱肩为抗震的薄弱环节。     

关于临时仰拱形式问题的探讨

文章通过对软弱破碎围岩浅埋双线或多线隧道施工中两种临时仰拱形式在施工各阶段的作用进行了分析和对比,提出了临时仰拱设置形式以水平直线型为佳的观点,并对兼作弃碴运输通道的临时仰拱的设置形式提出了应预留上拱度的观点.文章内容对隧道施工中的临时仰拱设置具有一定的参考意义.     

浅埋单拱大跨无柱车站抗震分析研究

文章简要阐述了地铁抗震分析常用计算方法的优缺点及适用性,并结合青岛地铁4号线人民会堂站实际情况建立有限元模型,计算分析地震荷载作用下车站动力特性,通过对比结构各点内力及位移,结果表明:(1)反应位移法、反应加速度法计算地震响应结果普遍比时程分析法大,且车站刚度越大,偏差越大;(2)鉴于E3状态下结构弹塑性本构误差较大,对于截面变化不大、地层较为简单的车站弹塑性层间位移可采用弹性层间位移乘以延性系数;(3)惯性力法计算普遍比反应位移法小,但当车站惯性力起主导作用(即车站刚度相对于土体很大)时,惯性力法与反应位移法计算相差不大;(4)青岛车站基本位于花岗岩中,结构动力响应90%是由剪切力引起,不同于昆明、常州、郑州等土体抗震分析结果;(5)地铁结构层间位移角随车站埋深增大而增加,随矢跨比、围岩弹模、二次衬砌厚度增加而减少,但其中二次衬砌厚度对层间位移角影响最小,车站埋深影响最大。     

新建隧道近距离上跨既有铁路隧道方案分析与研究

文章通过新建隧道近距离上跨既有铁路隧道具体工程实践,分析了外部控制因素、工程地质及既有隧道支护结构等限制条件,提出了三种不同上跨方案,并综合比较了相关数值分析、工程特点与要求,最后推荐采用更为合理可行的明挖隧道方案.     

地震荷载作用下运营隧道的受力性状分析研究

文章为了获得在地震与车辆耦合作用下的隧道结构变形与应力分布情况,建立了三维有限元数值模型进行动力学分析计算.通过计算与分析表明:隧道地铁结构的最大变形值(28.05 mm)发生于地震峰值加速度时刻,其位于隧道的仰拱底部;在地震峰值加速度时刻,隧道结构产生最大的水平向剪应力,这在隧道工程设计中应引起重视.     

泥岩隧道仰拱长期稳定性分析——以新疆达坂地质区某隧道为例

以新疆达坂地质区某隧道为例，分析泥岩隧道仰拱的长期稳定性。通过基于隧道岩体结构、岩块强度和长期变形监测数据的分析，运用H-B强度准则和BP神经网络算法获取监测隧道岩体的力学和蠕变参数。借助FLAC 3D软件内置的CPOWER模型，建立典型断面的数值模拟模型，以分析泥岩流变效应下不同衬砌支护强度和仰拱曲率半径对隧道仰拱运营期稳定性的影响。结果表明：考虑泥岩流变时，隧道的主要变形是仰拱中心的隆起。初次增大支护强度或减小仰拱曲率半径对改善隧道结构的受力、控制围岩变形以及加快围岩的稳定都产生显著效果；然而，随着支护强度持续增大或仰拱曲率半径持续减小，这种控制效果逐渐减弱。当将支护强度从I16工字钢逐渐增大到双层拱架时，仰拱中心的隆起量仍然有11.14 mm；而将仰拱曲率半径从16 m减小到14 m时，仰拱中心的隆起量从33.7 mm减小到3.37 mm，最终的位移满足隧道后期运营的要求。减小仰拱曲率半径比增大支护强度更能有效地从根本上控制仰拱中心的隆起，同时使围岩和支护结构的受力更加均匀；在施工阶段适当减小仰拱曲率半径后，隧道已处于相对平衡状态，流变效应对隧道的应力状态影响不大。     

高严寒高海拔公路隧道深埋中心水沟施工技术

本文就大武至久治高速公路隧道受到寒冷气候的影响,容易发生周期性的冻融循环,冻胀作用将对隧道主体结构尤其是洞口结构造成严重破坏,极易造成隧道衬砌挂冰、仰拱填充积冰等病害,严重危及行车安全.水是隧道发生冻害的基本条件,因此深埋中心水沟在高严寒公路隧道施工中被广泛应用。     

新型双层排水沥青路面结构优化设计

文章利用有限元软件建立数值模型,研究了不同结构层厚度组合下路面的力学响应,计算了不同结构参数的路面临界降雨强度,并讨论了结构参数对新型双层排水沥青路面排水性能的影响,得到如下结论:(1)不同排水层和防水层的厚度组合工况下路面结构的整体受力情况相同,排水层和防水层的厚度组合对新型双层排水沥青路面在车辆荷载作用下的力学响应特性影响很小;(2)影响新型双层排水沥青路面排水能力的因素由强至弱分别为上层空隙率、横坡、下层空隙率、上层厚度,在上层空隙率为20.0%、横坡为6.0%、下层空隙率为20.0%、上层厚度为4.5 cm的工况下,新型双层排水沥青路面的临界降雨强度最大,达到了7.56×10^-6 m/s。     

高速铁路交叉隧道动力学问题研究综述

文章针对高速铁路交叉隧道的分类和组合型式进行划分,分别阐述了其存在的关键动力学问题,并通过广泛的相关文献调研,总结了高速铁路交叉隧道在列车振动、空气动力效应以及地震震动等方面的研究现状与不足;指出了今后的研究重点:(1)考虑隧道结构、地层参数以及邻近交叉隧道的结构特征,建立高速列车-轨道-交叉隧道为一体的三维精细化分析模型,并用其开展定量安全评价;(2)开展车隧气动结构效应研究,提出保障隧道结构安全的工程措施,进而建立考虑列车气动荷载与其他动力荷载叠加作用下交叉隧道的安全性评估方法;(3)进行全方位的高速铁路交叉隧道地震动力响应研究,揭示交叉隧道结构本身的动力特性,提出相适应的抗震设计方法;(4)引入混凝土和岩石动力损伤本构关系,建立能考虑材料动态损伤的计算模型,以对结构在长期反复动力作用下的动力响应特性及其累积损伤效应开展深入研究。     

基于改进动力强度折减法的隧道地震破坏机理探讨

文章分析了影响隧道在地震作用下破坏的因素,研究了不同围岩级别、不同跨度、不同结构形式和不同埋深等条件下隧道结构在地震中的破坏机理,分别针对各个影响因素进行了对比分析;通过静动力转换边界将静力场施加到动力计算中作为初始应力条件,对动力强度折减法进行了改进,通过计算应用证明了其可行性;使用改进的动力强度折减法对深、浅埋隧道在地震作用下的破坏机理进行了计算分析。结果表明,不同埋深隧道在地震中的破坏过程不同,浅埋隧道是从隧道上方两侧开始破坏的,逐渐形成贯通到地面的破裂面;深埋隧道最先在4个边角的应力集中处出现塑性应变,顶部和底部的塑性应变较小,随后从两侧开始逐渐形成贯通的塑性应变区,直至破坏。     

新建铁路隧道全环整体模筑衬砌结构形式的研究

针对铁路运营隧道频繁发生病害和隧道底部结构质量等问题,并为满足列车速度v=200 km/h对隧道有效净空的要求,在调研国内外铁路隧道衬砌结构设计和施工现状的基础上,提出了铁路隧道全环整体模筑衬砌的概念和建议采用的优化设计方案.同时,对优化方案和标准图方案进行了结构受力比较,并对现行铁路隧道衬砌结构的改进和发展提出了几点建设性意见.