大直径盾构空推通过矿山法隧道段的施工技术研究

针对东南沿海地区某城际轨道交通大直径(8.8 m)盾构空推通过矿山法隧道段的施工项目,对盾构进洞前、空推及出洞期间的施工控制措施及变形控制技术进行了研究.结果 表明:施工完成后整个空推通过的矿山法隧道段的管片拼装在左线水平和高程的最大偏差分别为11mm、9.6mm;在右线水平和高程的最大偏差分别为12mm、10 mm;...     

盾构拼装管片通过矿山法隧道段的施工工艺

结合深圳地铁龙岗线石购区间左线190m隧道为例,对盾构拼装管片通过矿山法隧道段的施工工艺的特点、原理及施工方法进行了总结,并针对本施工工艺的重点与难点进行简要分析与说明。     

地铁盾构隧道与矿山法隧道接口段抗震计算研究

为确保地裂缝条件下地铁盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口抗震设计满足要求,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,针对西安地铁5号线某区间盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口部位进行横向地震作用时程分析,并与横向地震作用的反应位移法结果进行对比,结合现有理论及规范,分析地铁隧道接口处的抗震性能及合理的计算方法,发现对于结构断面形式突变的地下结构,宜采用反应位移法进行强度及变形计算,同时采用时程分析法进行校核,明确了不同断面接口两侧隧道横向剪切刚度的差异是导致位移与变形差异的主要原因,同时提出减震层、管片柔性结构与弹性垫圈、变形缝以及加强钢筋与后浇环梁等抗震措施,在高烈度地区还可考虑将矿山法隧道设计为圆形或类圆形断面以提高整体抗震能力,研究结论可为类似工程提供参考。     

盾构通过矿山法隧道上浮问题分析研究

采用盾构通过矿山法施工软硬不均地层的隧道,能达到快速安全经济效果。管片脱出盾尾后盾构隧道上浮问题是该工法技术难题之一。本文以深圳地铁2号线东港路站—招商东路站区间盾构通过矿山法隧道段为背景,运用有限元法,分析了回填材料属性、回填层厚度等因素对管片上浮的影响规律。提出了施工、设计过程控制管片上浮的对策和措施,可为同类工程施工和设计提供参考。     

盾构隧道管片施工力学性能三维数值模拟研究

研究目的:施工阶段的管片外部荷载系统和力学性能与正常使用阶段相比均表现出较大差异,大量工程经验表明,管片在施工阶段破损的概率要远远高于正常使用阶段。本文通过建立考虑环、纵向接头不连续性的三维盾构隧道有限元模型,针对注浆压力、千斤顶推力以及拼装方式三个施工要素进行研究,拟为盾构施工提供合理的意见。研究结论:分析结果表明,在施工阶段,由于管片外部荷载沿隧道纵向有差异且接头存在非连续性,管片的力学性能沿隧道纵向存在较大差异,各环变形特征也不尽相同,与传统均值连续模型相比亦存在较大差异,注浆压力、千斤顶推力对施工阶段管片力学性能有较大影响,管片在错缝、通缝拼装条件下表现的力学性能存在较大差异,综合来看,错缝拼装结构相比通缝拼装具有更好的结构整体刚度。     

大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响分析

以厦门地铁1号线集美中心站站后停车线隧道工程为背景,采用FLAC3D三维有限差分软件,对此大断面矿山法隧道开挖对小净距盾构隧道的影响进行了三维数值分析。分析了CRD(交叉中隔墙)四步开挖法、CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)及CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分先开挖)对盾构隧道的影响,揭示了盾构隧道位移和管片弯矩的变化规律:大断面矿山法隧道开挖时对先施工的小净距盾构隧道产生4~9 mm的位移值,盾构管片产生80~170 kN·m的弯矩值。另外,CRD四步开挖对盾构隧道不利,盾构隧道的位移和弯矩分别增大约33%和6%,并且靠近盾构隧道的部分对盾构扰动更大,因此,推荐使用CRD六步开挖法(靠近盾构隧道部分后开挖)。最后对比分析了盾构隧道的现场监测位移值和数值模拟结果。     

盾构机空载通过隧道矿山法成洞段的关键技术

介绍了深圳地铁5号线盾构机空载通过隧道矿山法成洞段的技术.通过合理选取盾构空载推进的方式,选择恰当的管片拼装类型及采用钢质复合牙作为临时支顶装置,采用喷射豆砾石与注浆方法确保管片背后填充密实等措施,保证了盾构机空载通过隧道矿山法成洞段的施工质量.     

地铁盾构隧道开挖对邻近桩基影响数值模拟

以西安地铁某区间盾构隧道近距离穿越某立交桥桩基为研究对象,采用三维有限元模型对盾构隧道施工所引起的桩基应力和变形进行模拟计算．根据计算结果,针对既有桩基将产生沉降和倾斜,从而导致桩基产生附加的轴力和弯矩,提出了盾构隧道施工措施．     

大断面燕尾段隧道盾构长距离空推始发技术

大断面燕尾段隧道盾构机空推始发、洞内始发反力系统的设计安装及盾构机的精确定位施工难度比较高,且直接影响盾构机的施工进展及姿态.结合广深港客运专线深港隧道皇岗公园工作井第一台直径9.6m盾构机空推始发施工情况,阐述了大断面燕尾段隧道盾构机吊装、空推以及始发等关键技术,特别是采用钢筋混凝土墙作为始发承力结构,安全可靠,可为同类工程提供参考.     

城轨矿山法近接对高铁盾构隧道变形影响研究

城轨矿山法隧道下穿城区大直径高铁盾构隧道施工过程中,由于高铁盾构隧道的沉降变形控制要求严格,穿越工程实施难度及风险较大.以北京地铁12号线大钟寺站—蓟门桥站区间矿山法隧道下穿京张高铁清华园盾构隧道为背景,利用非线性有限元软件并结合现场监测数据,分析在超前大管棚和深孔注浆加固措施下高铁盾构隧道管片、轨下预制仰拱及无砟轨道...     

大跨度双连拱隧道穿越破碎山体施工方法数值模拟研究

九华山隧道采用大跨度双连拱,穿过两个破碎带,为了确保安全,针对双跨连拱隧道设计和施工中存在的问题,通过对中导洞台阶开挖法和三导洞开挖法两种开挖方式的有限元模拟,采用隧道与地层共同作用的受力模式,分析各种施工顺序对地层和隧道结构的受力与变形的影响,计算关键点的位移和主应力。结果表明,两种开挖方案相差不大,但三导洞法的受力和位移情况要略好于中导洞台阶开挖法,因此采用三导洞法开挖。     

软弱地层地铁折返线段施工方法数值模拟研究

通过对某地铁折返线建立FLAC三维数值计算模型,研究了CRD法、CD法、无仰拱台阶法、有仰拱台阶法等不同的施工方法和不同的初期支护参数对地表位移、围岩应力、初期支护受力等的影响,并据此选择最优的施工方法。     

大型泥水盾构隧道下穿武九铁路沉降控制技术

结合武汉越江盾构隧道穿越武九铁路的施工实际经验,介绍了盾构掘进模式的选取方法,泥水压力控制,掘进方向的控制与调整,掘进速度控制,同步注浆,施工监测,以及铺设道砟等降低铁路沉降的控制措施.施工结果表明在采取这些措施后,地面沉降能够得到有效控制,从而保证铁路安全.对类似的地质条件下盾构隧道穿越铁路的设计和施工有一定的参考价值.     

高速列车穿越隧道的二维非定常流数值模拟

给出了高速列车穿越隧道压力波的二维粘性流场数值模拟过程,控制方程为二维粘性、可压缩、不等熵、非定常流的Navier Stokes方程,空间离散采用了中心有限体积法格式,时间采用预处理二阶精度步后差分格式进行离散,对隧道壁面采用壁面函数处理,计算结果与国外的实验结果进行比较,二者基本一致。     

TBM地铁施工下穿高速公路的数值模拟分析

为了研究TBM法(Tunnel Boring Machine)地铁施工下穿高速公路对高速沉降变形的影响,以某TBM法地铁施工实例,介绍了TBM法隧道施工时应施加的荷载和施加的方法,并通过采用FLAC有限差分软件,计算TBM法地铁施工下穿对渝合高速公路沉降变形的影响程度,说明了采用FLAC软件计算此类问题的可行性。     

冲击回波法识别盾构隧道中不同刚度注浆层的数值模拟研究

针对盾构中管片与围岩之间的注浆层刚度过低产生地层沉降和岩体坍塌等一系列安全问题,探究一种可靠便捷的冲击回波无损检测方法来检测识别注浆层刚度缺陷。利用大型有限元软件MSC.MARC,对不同注浆层刚度SGS(管片-注浆-围岩)模型的冲击瞬态过程进行有限元模型瞬态响应模拟,得到不同工况下冲击响应的时程曲线。并通过FFT变换,分析不同刚度注浆层条件下冲击响应的频谱特征。研究结果表明:采用冲击回波法识别盾构中不同刚度注浆层的方法是可行的。该模型能够较准确地模拟出应力波在SGS模型中的传递及其特征,并与理论公式相吻合,且不同刚度注浆层条件表现出了不同的频谱特征,为以后利用冲击回波法识别低刚度注浆层提供了理论参考。     

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。     

高速列车通过隧道时产生的列车风研究

采用数值计算方法,对不同编组长度高速列车以不同速度(200,250,300和350 km/h)通过隧道和于隧道中心交会进行模拟,并对产生的列车风进行分析研究。其中,数值计算方法进过实车试验数据验证,波形吻合度较好。研究发现,列车尾流引起的列车风最大,这一现象在靠近列车一侧区域尤为明显。编组长度对隧道内列车风影响显著,长编组引起的列车风明显大于短编组,增幅可达70.49%。单列车通过隧道时产生的列车风与车速近似呈线性关系,而列车于隧道内交会产生的列车风风速与车速关系已不再是线性;且相对单车工况,交会工况列车风增幅可达1.6倍。隧道内列车风峰值在空间分布存在显著差异。     

盾构隧道开挖过程中溶洞对围岩变形影响的数值模拟

针对大连地铁5号线某岩溶强烈发育区段盾构隧道开挖,运用ABAQUS软件建立三维数值计算模型,分析盾构掘进过程中不同方位的溶洞对隧道围岩变形的影响规律,结果表明:溶洞的存在对隧道围岩变形影响显著,隧道围岩有向溶洞存在方位倾斜的趋势;隧道开挖完成后,塑性区隧道与上部、侧部溶洞围岩未贯穿,下部溶洞产生贯穿塑性区,为掘进过程中的最危险部位。