浅谈大跨径双连拱隧道的开挖与支护

对贵阳市大跨双连拱中坝隧道的施工设计、开挖和支护方案进行了讨论研究.通过对施工过程中连拱隧道的受力特点、开挖和支护等相关内容的论述,总结出大跨径双连拱隧道的开挖及支护经验.     

隧道钢拱架支护结构受力特征的数值模拟分析

钢拱架是隧道支护中的主要支护形式之一,不同间距下其支护效果也不相同,笔者采用FLAC3D软件建立隧道三维模型,模拟了钢拱架在隧道中的受力特征,分析了钢拱架间距对围岩变形、塑性区及钢拱架自身受力特征的影响.分析结果表明:钢拱架为主要的受力结构,拱腰钢拱架轴力最大,拱脚弯矩和剪力最大,对控制围岩变形效果明显,当钢拱架间距在...     

黄土隧道洞口段支护结构的力学特性分析

为了解浅埋偏压黄土隧道洞口段支护结构的受力状况,对刘家坪2^#隧道洞口段围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、纵向连接筋应力、锚杆轴力及拱部下沉进行施工监测,并采用有限元法对隧道支护结构进行计算分析。结果表明：在浅埋偏压条件下,黄土隧道拱部发生了平面偏移,拱顶下沉量大于净空收敛量;围岩压力分布呈不对称猫耳状;钢拱架左侧轴力大于右侧轴力,总体受力很大,在支护体系中作用很明显;拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态,而底部多为拉应力;拱部系统锚杆对结构的稳定性作用不大,而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;纵向连接筋受力非常大,对隧道整体的稳定性很有利;应取消黄土隧道洞口段系统锚杆,采用由钢拱架、钢筋网、锁脚锚杆、喷射混凝土、纵向连接筋组合形成的初期支护结构。     

富溪连拱隧道偏压段现场监控量测分析

详细介绍了铜黄高速公路富溪连拱隧道洞口偏压段现场监控量测结果和分析，同时结合隧道施工情况，分析了富溪偏压连拱隧道围岩周边位移、拱顶下沉、支护结构受力及地表沉降的特点，提出了工程措施，及时有效地指导了隧道的支护和加固，保证隧道施工安全。     

水平泥岩砂岩互层隧道支护体系力学特性试验研究

公路隧道穿越水平泥岩砂岩互层施工过程中支护体系力学特性较为复杂,通过开展大梁峁特长公路隧道水平泥岩砂岩互层段支护体系现场试验,研究水平泥砂岩互层段隧道初期支护中的锚杆轴力、围岩压力,钢架应力、混凝土应力及支护变形,二次衬砌中接触压力和混凝土受力特征。分析表明：拱部锚杆作用明显,边墙锚杆受力较小,建议锚杆由拱部160°减少至拱部120°,同时适当增加拱部锚杆;围岩压力在断面开挖后7d时间内已基本达到最大围岩压力的80％左右,说明在该种岩层中隧道开挖后围岩压力释放较快;水平泥岩砂岩互层关键控制点在拱部位置,边墙部位的支护结构无论从受力还是变形来说均较小;研究成果可为水平层状岩层隧道及类似工程的修建提供参考。     

福州象山大跨四联拱隧道的设计与施工

采用钻爆法结合新奥法修建中的福州市二环路象山隧道，是目前国内大跨度的城市道路隧道。结构形式为四跨联拱。介绍了该隧道的设计，施工、监测等几个重要环节 ，探讨了修建城市多跨联拱联道的结构形式，支护体系，施工方法与工艺等。     

分水界隧道偏压段衬砌受力分析

高速公路隧道洞口段常存在浅埋、偏压等不利因素，在进行隧道结构设计时需要特别考虑。文中针对分水界隧道洪江端V级围岩浅埋、偏压段隧道衬砌结构，选取典型断面，运用有限差分软件FLA^2D进行数值计算，分析了隧道支护结构的受力特征，进行了支护参数的检算与调整。计算结果表明，除隧道拱脚处受力最为不利外，其余截面受力较小，设计采用的支护参数满足安全性要求。     

柏杨湾软弱围岩连拱隧道支护结构变形与受力分析

结合宜（宾）水（富）高速公路柏杨湾双连拱隧道的施工,通过对支护结构的现场监控量测,获得支护结构不同部位变形和受力的实测数据。分析在软弱围岩条件下双连拱隧道支护结构的变形和受力情况,并探讨时间因素对它们的影响,为同类隧道的设计和施工提供参考。     

高含水量土质隧道不设系统锚杆的试验研究

鉴于土质隧道施工方法、支护时机、施工工艺等对系统锚杆支护效果的影响,及高含水量土层中锚杆成孔困难、注浆效果差、抗拉拔力低等缺点,提出在高含水量土质隧道中不设系统锚杆,初期支护采用“型钢拱架＋喷射混凝土＋钢筋网＋锁脚锚管＋纵向连接筋”组成的新型支护结构。为了评价这种新型支护结构的受力、变形特性以及衬砌结构的可靠性,在天恒山隧道Ⅵ级围岩段设置了两个监测断面,对隧道初期支护的拱部下沉、净空收敛、围岩压力、喷射混凝土应力、型钢拱架应力、纵向连接筋应力等进行监控量测。监测结果表明,不设系统锚杆时,隧道支护结构的变形和受力均在允许范围之内,初期支护工作状态良好。不设系统锚杆,可缩短工期和降低工程造价,具有着显著的经济价值和社会效益。     

局部软岩偏压下隧道结构及钢拱架受力状态分析

为研究局部软岩偏压隧道施工中钢拱架实际的受力特征及变形状态,采用有限元建立三维地层-隧道模型,对隧道开挖过程中偏压隧道结构及钢拱架受力状态进行弹塑性模拟分析。在建模时,通过考虑钢拱架的实际截面尺寸及沿纵向的布置方式以准确模拟钢拱架的受力状态;在考虑隧道软岩偏压时,假定4种典型工况:均质地层无偏压、拱脚-边墙软岩偏压、边墙-拱腰软岩偏压及拱肩-拱顶软岩偏压等。基于数值计算结果,对钢拱架的应力分布、变形模式及内力,初期支护最大、最小主应力等进行分析。结果表明:不同工况下,钢拱架均处于受压状态,剪力最大区域主要分布在边墙和拱脚区域,为此建议加强边墙-拱脚区域的锚杆支护。     

某矩形大断面地下通道超浅埋暗挖工程设计与施工

文章以通过下穿繁忙道路下的2个矩形大断面超浅埋暗挖工程为例,介绍采用锁扣管棚预加固、全断面注浆、型钢拱架支护、分大断面为小断面错位开挖等一系列超浅埋暗挖法设计与施工技术。表明在城市不宜明挖的条件下,采用超浅埋暗挖矩形大断面地下通道有较大的技术优势,并提出： 1）采用锁扣管棚是本工程成功的关键,设计时应充分考虑各种工况,设计计算可采用弹性支点法,在入口1H（H为洞高）范围内,管棚内力及支反力变化较大,应仔细考虑,而其后为一般开挖段,内力及支反力均趋于稳定; 2）施工前对地下管线进行详细探查尤为重要; 3）长距离锁扣管棚施工难度较大,钻进工艺由原来钢管全程双线约束,改为一线一点约束,管棚施工可以顺利进行。     

钢筋混凝土预制空心板构件早期裂缝的试验研究

通过一座公路桥梁施工过程中一批钢筋混凝土预制空心板构件出现早期裂缝的工程实例,分析了裂缝产生的原因,结合荷载试验的实测结果,说明了早期裂缝对桥面板结构性能的影响,为今后判断具有同类裂缝缺陷的预制薄壁构件能否满足两种极限状态的设计要求提供了有参考价值的技术依据。     

深中通道超宽钢壳混凝土沉管管节浇筑变形控制

深中通道沉管隧道是目前世界上单节管节最宽同时也是单个行车道孔最宽的公路沉管隧道，建设标准为双向八车道高速公路，部分超宽段甚至超过双向十车道，标准管节宽度为46 m，最宽管节的最大宽度达55.467 m。管节结构采用了在内外双层钢壳内填充高流动自密实混凝土的“三明治”复合结构形式，为此结构形式在中国的首次大规模应用。其管节预制精度要求高，在混凝土浇筑阶段的变形控制要求达毫米级。在混凝土浇筑过程中，为将管节内净空变形控制在10 mm以内，原设计要求在顶板浇筑过程中在管内行车道孔增设临时支撑杆措施。为此，应用精细三维有限元模拟管节的浇筑过程，考虑其三维力学效应及混凝土逐渐凝固后的承载能力，并结合混凝土浇筑布料设备的特点，寻求出满足变形验收条件和兼顾施工效率的最优浇筑顺序，并以此取消管内临时支撑杆措施的制约。最后，该浇筑顺序在首节管节E32(同时也是最宽管节)的浇筑预制中成功应用，实测结果与计算结果吻合，满足验收要求。该技术精准控制了管节浇筑阶段的变形，优化了管节预制和舾装的施工方案，取消了顶板浇筑过程的管内临时支撑杆措施，使每节管节内的一次舾装作业得以提前约1个月启动，并可与墙体和顶板浇筑作业并行，从而缩短了管节预制坞期，保障了总体工期。     

Effect of tumble-home on roof strength of a vehicle

This study reports on the effect of vehicle tumble-home (side body inclination) on roof strength. The steep inclination of the side body of a vehicle increases its roof strength. Comprehensive analysis of the impact of high roof strength driven by the steep inclination on dynamic roof strength in rollover is described. Here, we have developed a numerical model using the ADAMS, which is capable of characterizing both of the static and the dynamic roof strength. According to the FMVSS 216 protocol, we achieve the strength to weight ratio (SWR; static roof strength) by applying loading plates to the roof of a vehicle. The Controlled Rollover Impact System (CRIS) allows us to quantitatively characterize the displacements of the top end of A-pillar and B-pillar, thus determining the dynamic roof strength by comparing the results. We demonstrated that the roof intrusion was one of the most critical causes which lead to injuries of occupants fastening seat belts. Our analysis revealed that the increase of the side body inclination of vehicles enhanced the static roof strength whereas it could not reduce the roof displacement (intrusion) in the dynamic rollover.     

车顶行李架加载装置的气动力分析与试验

为了使车顶行李架的加载功能满足客户需求,需要在整车耐久试验过程中对其进行加载,验证其可靠性。文中选用两种加载装置对车顶行李架进行加载,利用ANSYS软件对两种装置在不同车速的气动阻力和气动升力进行分析;并以某SUV车型为研究对象,试验验证两种装置的可靠性和潜在失效模式。结果表明,车顶行李框更适合用于车顶行李架的耐久加载试验,为车顶行李架的加载试验提供指导。     

装配式车站出入口环框预制结构沿车站纵向的受力分析

为研究装配式车站出入口环框预制结构受力，给出入口环框设计提供理论基础，首先，分析装配式车站预制环框从施工到使用各阶段不同的荷载模式。其次，采用有限元计算方法，研究环框结构从施工安装阶段、覆土回填阶段到出入口施作完成阶段的受力特点。然后，指出预制环框结构同顶板结构之间凹凸榫槽在完成接缝注浆后，沿车站纵向形成整体，对环框受力较为有利；同时，预制环框结构与顶板形成整体后共同抵抗覆土阶段及长期使用阶段的各项荷载，可以满足装配式车站拼装施工要求及后期车站结构整体受力要求。最后，提供一种设置临时钢支撑的安全储备措施，并对其结构受力进行验算，确保出入口环连续拼装的安全可靠。     

基于传递矩阵的平顶直墙地铁车站横向管棚受力变形计算方法研究

平顶直墙地铁车站PBA工法施工可以采用管棚先行支护。针对PBA法暗挖平顶直墙地铁车站密布横向管棚结构，通过总结管棚“荷载－梁模型”中弹性地基梁、简支梁、固支梁3种简化方法及其计算原理，以北京地铁19号线平安里站工程为背景，采用上述3种模型计算管棚受力变形，并与实测值进行比较分析，然后针对不同工程参数和地质参数进行受力变形影响分析。结果表明： 1）弹性地基梁模型计算弯矩和跨中挠度处于固支梁模型和简支梁模型计算结果之间，其中弹性地基梁模型和简支梁模型计算结果较符合实测数据；但简支梁模型和固支梁模型无法体现导洞侧壁处挠度，且无法体现地层参数的影响以及钢管壁厚对受力的影响。2）最大弯矩值出现在简支梁的跨中，建议在设计时以简支梁模型计算跨中弯矩进行包络，以保证施工安全。3）开挖跨度和覆土厚度（荷载）对弯矩和挠度影响较大，其中跨度影响最大。4）基床系数和钢管壁厚对管棚弯矩影响较小，但对减小挠度有一定作用。     

隧道超前支护管棚工法设计与计算研究

上世纪80年代以来,随着新奥法在我国的推广应用,在不少隧道和地下工程中采用了管棚支护。但是有关管棚支护受力情况和设计参数,国内普遍以经验为主,缺乏系统的理论探讨,故对管棚做适当简化进行计算来检验根据经验所选参数是否合理是很有必要的。结合坨家山隧道塌方处理方案,总结了超前支护管棚工法应用时的围岩荷载确定方法,给出了管棚结构的简化计算模型和管棚参数的选定方法。     

基于扁拱突变理论的路基下伏溶洞顶板稳定性分析

根据路基下伏溶洞受荷体系的力学特性,将结构体系简化为两端固定铰支的扁拱模型;基于突变理论推导得到扁拱的能量势函数和分叉集方程,从而建立了路基下伏溶洞顶板突变模型平衡曲面;根据溶洞顶板突变失稳的条件,提出了确定路基下伏溶洞顶板的极限承载力及最小安全厚度的方法;并对溶洞顶板厚度h、溶洞顶板跨径l、溶洞顶板失高f、岩层的弹性模量E、溶洞顶板上覆荷载q五个影响因素进行参数分析,可得如下结论:溶洞顶板的极限承载力随着溶洞顶板厚度的增加,溶洞顶板失高的增加、岩层弹性模量的增加而增加,随着溶洞顶板跨径、溶洞顶板上覆荷载的增加而减小.     

超前大管棚施工工艺及参数优化研究

超前大管棚支护是隧道穿越软弱破碎围岩的一种有效处理措施,通过对超前大管棚施工工艺及参数等方面的优化研究,提出无工作室大管棚施工技术及施工工艺,既保证了施工安全,加快了施工进度,又节约了施工成本。通过实践应用证实优化后的施工方法具有明显的经济效益和社会效益,值得在类似工程中借鉴和推广。