中洞法施工支护结构对地面沉降和内力影响参数分析

中洞法在修建大跨度隧道工程中已得到了广泛运用。文章基于大连某中洞法施工的地铁车站,针对中洞法中柱纵向间距、竖向临时支撑曲率和临时支撑刚度对隧道变形、地面变形和支护内力的转换进行了研究分析。分析结果表明:拆除中板以下临时支撑后,中柱纵向间距增大,地面累计沉降量逐渐增大;中柱间距对中柱轴力和初期支护的轴力影响较大,对初期支护弯矩影响较小;采用竖向临时支撑最优曲率半径可使地面变形最小,侧洞开挖是竖向临时支撑内力转换的重要阶段;临时支撑刚度对各点变形和支护结构最终内力影响较小,对其自身内力影响影响较明显。     

密砂地层盾构隧道纵坡开挖面稳定性理论分析

盾构开挖面支护压力计算属于隧道工程稳定性分析的核心内容之一。现阶段理论研究主要集中于水平隧道开挖面的失稳机理，未能充分考虑盾构机纵向倾角的影响。选取仰坡、水平和俯坡3种掘进工况，基于前期模型试验结果与极限平衡理论，构建了密砂地层盾构隧道纵坡开挖面三维理论模型，结合Terzaghi松动土压力理论推导出开挖面主动极限支护压力计算公式。采用有限差分软件Flac3D^5.0构建三维数值模型，分析了密砂地层不同纵坡条件下的开挖面失稳模式及支护压力的变化特点，结合模型试验结果，综合确定理论模型核心参数(对数螺旋线高度系数和滑裂面倾角)的选取方法。通过开展与其他理论方法的对比分析，验证了该理论模型的可行性。研究结果表明：隧道由俯角倾斜渐变至仰角倾斜的过程中，开挖面失稳区域逐渐扩大，且相应极限支护压力呈近似两阶段线性增加，支护压力的增加幅度在隧道由水平渐变至仰角倾斜期间显著提升；开挖面支护压力随隧道直径的增加同步增大，且在仰坡条件下，隧道直径对支护压力的影响更为显著。该研究成果对于盾构纵坡掘进施工具有一定的指导意义。