某富水断层隧道涌水治理方案优化分析及工程应用北大核心CSCD

以武九高速高楼山公路隧道为例,针对以断层破碎带为主控因素的隧道突水治理问题展开数值分析研究。基于FLAC 3D有限差分法及流固耦合分析原理,研究了导水洞排水、注浆堵水和排堵结合等不同治理方式对隧道涌水量及围岩稳定性的影响。结果表明:对于富水断层隧道发生A、B级别的大量涌水时,建议同时采取导水洞排水、注浆堵水的排堵结合措施,导水洞设置在近断层处,且与隧道相对距离为0.75(D+l),注浆圈厚度控制在7 m以内,注浆圈相对渗透系数比不超过10,既能降低涌水量,又能保证围岩的稳定性;对于C级涌水隧道,可采取注浆措施,注浆厚度不低于3 m,相对渗透系数不低于20;对于D级及以下涌水隧道,采取常规抽排水措施即可。     

跨走滑断层铰接式隧洞衬砌错断破坏机制研究

以香炉山输水隧洞为研究对象,利用小尺度物理模型试验和数值模拟手段,开展走滑断层错动作用下铰接式隧洞衬砌错断响应特征、破坏形态和错断破坏机制研究。对比分析有无采用铰接设计的隧洞在走滑断层错动条件下的衬砌破坏特征、整体变形和细部破坏形态,系统研究衬砌结构的纵向位移和纵向应力变化趋势,以及包括弯矩、轴力、剪力在内的纵向内力分布规律,揭示穿越走滑断层隧洞错断破坏机理,剖析铰接式隧洞衬砌抗错断机制。研究表明：（1）在走滑断层的错动作用下,断层带附近衬砌应变较大,易发生屈服破坏;（2）断层错动作用使得主动侧隧洞衬砌产生纵向裂纹,随着错动量的增加,纵向裂纹逐渐演变成环形裂纹,衬砌发生隆起破坏,同时衬砌截面形状变为椭圆形;（3）铰接式衬砌破坏主要集中于断层错动面附近,表现为衬砌节段之间发生大角度转动和断层带内变形缝压剪破坏。     

断层错动下节段式隧道设计参数及安全性分析

鉴于山岭隧道穿越地震活动带的逆断层时易受断层滑动的影响,文章采用数值分析方法,对断层错动下的减震型节段衬砌隧道设计参数进行安全性分析.结果表明:隧道施工过程中应进行径向注浆加固,采取φ42 mm小导管进行径向注浆,加固圈为开挖轮廓线外3.7 m;逆断层错动下,位于上盘的衬砌节段易发生拉破坏,位于下盘的衬砌节段易发生压剪...     

南玉铁路平悦隧道贯通北大核心CSCD

3月31日,由中铁五局承建的南宁至玉林铁路全线重点控制性工程——平悦隧道顺利贯通,至此,南玉铁路6标隧道工程全面贯通,为南玉铁路早日开通创造良好条件。平悦隧道位于港南区与玉林市兴业县交汇之处,隧道全长6427.92 m,是南玉高铁全线第一长隧道,也是南玉高铁全线控制性工程之一,隧道最大埋深224 m,洞身最小埋深约18 m。     

秦岭马白山隧道新型紧急救援站结构型式研究北大核心CSCD

针对艰险山区高速铁路隧道的防灾救援难题,文章依托秦岭马白山隧道,提出了适合该隧道的新型紧急救援站结构型式,并利用FDS软件模拟隧道内纵向通风时列车着火后的烟气扩散,确定了规范中尚未给出的紧急救援站隔离区长度参数。结果表明:(1)秦岭马白山隧道新型紧急救援站结构型式应包括疏散区、隔离区以及待避救援区;(2)利用FDS数值模拟时,在不考虑纵向通风下,烟气沿下坡方向的扩散长度为295 m;考虑沿下坡方向通风时烟气最远扩散长度为980 m,建议隔离区长度设置为1000 m。     

齐岳山隧道大断层地段隧道结构长期安全监测分析

宜万铁路齐岳山隧道因其地质复杂、水压较大,结构设计经过多次优化,为了解施工期及运营期的结构安全情况,在断层段选取3个断面进行了水压力、围岩与初期支护间接触压力、初期支护内力、初期支护与二次衬砌间接触压力、二次衬砌内力等5个项目的长期监测,截止目前已监测41个月.监测数据表明,各监测值远低于设计值,变化波动较小,表明施工措施得当.文章针对宜万铁路齐岳山隧道F11大断层段施工期及运营期监测结果进行了分析和研究.     

大瑞铁路保山隧道贯通北大核心CSCD

4月19日,经过建设者历时6年的艰苦掘进,由中国中铁所属中铁二院勘察设计、中铁五局承建的大(理)瑞(丽)铁路全线重点控制性工程——保山隧道顺利贯通,为项目按期建成通车奠定了坚实基础。保山隧道位于云南省保山市境内,全长16 km,地处横断山脉怒山深大断裂纵谷区,四周山高坡陡,垂直高差达4000 m以上,隧道穿越断层破碎带和富水不良地质,先后发生软岩大变形17次、涌水突泥6次,施工难度大、安全风险高,属于Ⅰ级高风险隧道。     

岩溶隧道排水管结晶堵塞试验与数值模拟研究北大核心CSCD

为实现岩溶区隧道排水系统堵塞过程的精准刻画和预警防控,开展了与现场1∶1等比例的排水系统堵管室内试验,探讨了仿真现场水动力、水化学和干湿循环条件下管道结晶沉淀量的变化规律,构建了考虑水动力和碳酸盐岩组分溶解-沉淀化学反应耦合驱动过程的数值模型,结合室内试验数据,对所建立的隧道排水管结晶堵塞模型进行验证。模拟结果表明,随着时间的推移,模拟值与试验观测值之间的误差逐渐减小,至15 d左右,二者拟合决定系数R2为0.67,证明在相对较长时间尺度下,所构建的数值模型在一定程度上能够较好地预测隧道排水管道内的结晶生成过程,模型能为隧道排水系统堵塞问题的防治提供理论指导,进而为岩溶隧道地质灾害的早期识别与安全评价提供保障。     

兰渝铁路关子岭隧道施工方法的数值分析

以兰渝铁路关子岭隧道工程为依托,针对大断面隧道的施工方法进行数值模拟,分别对台阶式、双侧壁导洞式、全断面开挖,以及导洞超前扩挖四种开挖方式进行计算,对比应力、位移和塑性区,得到较优的开挖方案.计算结果表明,双侧壁导洞式与导洞扩挖式开挖位移变化幅度较小,没有出现拉应力,塑性区对称分布,施工难度较小,且面积较小,优于其他方案.     

铁路隧道衬砌施工自动浇筑振捣新技术北大核心CSCD

铁路隧道衬砌质量问题导致的衬砌背后空洞、开裂、掉块等病害会对铁路正常运营造成极大威胁,混凝土的浇筑和振捣是保证隧道衬砌质量的关键。为此,研发了一种隧道衬砌施工自动浇筑振捣新技术,以提升隧道衬砌质量。研究表明,自动旋转布料机逐窗浇筑技术每次换管时间仅为3~4 min,具有结构简单、操作方便、效果优良、安全可靠的特点,既加快了隧道衬砌进度,又保证了隧道衬砌质量;新型插入式振捣技术采用边墙自动提升插入式振捣技术和拱顶自动气动式插入振捣技术,可以有效地提高混凝土振捣效果;拱顶衬砌采用60°斜孔带压反向浇筑,与传统的拱顶浇筑方法相比,堵管次数、浇筑口模板变形次数都明显减少,混凝土浇筑质量得到了显著提升。     

并行隧道工程中后行隧道分步开挖对先行隧道横纵向地表沉降的影响研究北大核心CSCD

并行隧道作为一种经济有效的隧道结构形式正逐步成为地下轨道交通设计的主流隧道结构形式之一,但其受力复杂,各种因素相互牵制,致使由其开挖引起的地表沉降规律问题成为亟待解决的难题。文章基于有限元数值模拟,结合青岛某地铁工程实例的地表沉降数据,分析了后行隧道分步开挖引起的先行隧道地表横纵向沉降速率和沉降范围的演化规律,并揭示了地表原始沉降槽随后行隧道分步开挖的变形规律。研究表明,原始横向沉降槽中最大沉降点因开挖参数和地质参数影响以特定速率向两隧道对称点偏移,先行隧道原始纵向地表各点沉降也按照"近大远小"的规律沿后行隧道开挖方向以类似波动方式传递。     

斜滑断层对埋地天然气管道力学性能影响

为研究斜滑断层作用下埋地天然气管道受力性能和影响因素,采用有限元软件ADINA进行数值模拟,建立三维管土相互作用非线性有限元模型.在该模型的基础上,分析了断层错动量、管道埋深、管径、内压以及不同管材对管道受力与变形的影响.研究结果表明:断层错动下,钢质管道最大受力与变形位置位于断层两侧,管道所受最大拉压应变相近;管道应...     

大瑞铁路杉阳隧道贯通北大核心CSCD

3月28日,历经14年的艰苦奋战,由中铁二院勘察设计的大瑞铁路大保段最后一座隧道——杉阳隧道顺利贯通。至此,我国首次穿越横断山脉的秀岭、大坡岭、杉阳、大柱山隧道群全部贯通,大瑞铁路大保段进入通车倒计时。大瑞铁路建成通车后,将重塑古代南方丝绸之路的辉煌,进一步凸显云南面向东南亚、南亚开放的桥梁和纽带作用,对促进沿线地区经济社会发展,提升云南对外开放水平,推动我国与东南亚、南亚国家的交流合作具有深远意义。     

中兰铁路香山隧道进口至1号小里程实现洞通北大核心CSCD

2月10日,历经1 100天的艰苦奋战,由中国中铁北京工程局承建的中兰铁路香山隧道进口至1#斜井小里程3 640 m实现洞通,标志着香山隧道建设取得实质性进展,为2022年全线通车奠定了坚实基础。香山隧道进口至1#斜井小里程先后4次穿越断层破碎带,1次穿越瓦斯地段500 m,现场围岩变化频繁。     

高速公路隧道上跨铁路隧道三维数值模拟分析

以福建省内某新建高速公路隧道上跨既有铁路隧道为例,采用有限元软件MIDAS/GTS对新建公路隧道与既有铁路隧道交叉部位建立三维数值分析模型.考察洞周竖向变形、洞周围岩拉应力以及洞周塑性主应变随施工进程的变化规律,在此基础上提出施工建议,所得结论对确定拟建隧道路线可行性方案及其施工方案具有重要的指导意义.     

运营盾构隧道不同椭圆度变形情况下受力性能分析北大核心CSCD

地下结构施工不当会对邻近既有地铁盾构隧道结构产生巨大影响。文章以广州市某地铁线路下穿施工导致既有运营地铁盾构隧道产生较大变形的工程实例为背景,分析了既有隧道结构因地层损失产生不同椭圆度变形情况下管片结构的受力情况。基于工程实测数据,运用三维有限元分析软件,考虑了管片接头处的螺栓孔等细部构造,研究了管片椭圆度与结构应力状态之间的量化关系,并分析了结构的塑性变形情况及其发展趋势。结果表明:随着盾构隧道管片椭圆度的增大,结构最大主应力值与最大剪应力值均增大,且盾构隧道结构最大剪应力与椭圆度呈线性相关关系;盾构隧道结构最大主应力随椭圆度变化更加明显,与椭圆度呈非线性相关关系。     

桥梁施工对既有铁路隧道的影响研究

为最大限度地规避新建桥梁对既有铁路隧道的影响,以桥梁施工对既有铁路隧道造成的潜在风险为切入点,总结桥梁施工对既有铁路隧道造成影响的评估方法,分析桥梁施工对既有铁路隧道的安全影响因素,进而提出相关措施,希望对同行工作有所助益。     

衬砌空洞对隧道结构安全性的影响规律研究

为了研究衬砌空洞对隧道结构安全性的影响,文章基于FLAC 3D有限差分软件,建立六种不同工况下的隧道衬砌空洞数值模型(无空洞和衬砌空洞位置分别为拱顶、拱肩、边墙、拱脚和底板),并通过对比不同位置衬砌空洞下隧道模型的变形位移、应力分布特征、最大主应力和最小主应力数值特点,得到了空洞位置对隧道衬砌结构变形和受力的影响规律。     

基坑施工对下方既有盾构隧道结构变形影响分析

文章针对骑跨于既有盾构隧道之上的基坑工程,按实际工况进行了开挖支护的平面应变有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型.计算结果表明:隧道开挖致使周边土体呈X形的塑性区,且地下连续墙对于该塑性区开展有遮挡效应;当隧道位于基坑开挖中心线正下方时,隧道几乎不发生水平位移,且基坑开挖对位于其下方的已建隧道的竖向位移的影响较水平位移大,故当地下连续墙端部与隧道竖向间距足够大,隧道拱底与拱顶水平位移逐渐趋于相同.     

地表建筑对下穿隧道的安全性影响分析研究

采用ANSYS有限元软件对新宝塔山隧道的浅埋段地表建筑施工对下穿隧道的影响进行模拟分析,得到不同间距及不同埋深情况下地表建筑对下穿隧道的应力及衬砌安全性的分析结果。分析得出:住宅楼桩基外缘距离既有隧道边墙为4 m时,铁路隧道受到影响较大;当间距调整为8 m时,楼房施工后引起隧道衬砌结构位移较小,隧道结构安全度均满足规范要求。由此,建议按照间距为8 m的方案实施,覆土回填3 m时,计算结果显示隧道仍然是安全的,其覆土回填厚度可以按照规划设计的地面高程1 009 m考虑(最大覆土回填3m、埋深10.7 m)。