矿山法隧道初期支护结构变形控制研究

矿山法隧道初期支护结构变形是一个普遍存在、危害性较大但又不易控制的工程难题.文章结合施工、监测或监理的典型工程案例,分析了初期支护结构变形的原因,探讨了变形控制措施,阐述了初期支护结构变形控制的要点是:地质是基础、设计是关键、监测是重点、施工是保证,其研究成果对类似工程有一定借鉴和指导意义.     

复杂环境条件下深基坑支护方案设计

文章以株洲市中央商业广场深基坑为研究对象,根据工程地质及水文地质条件的特点,采用人工挖孔灌注桩加两道预应力锚杆的方案进行基坑支护处理,并利用增量法原理对支护结构内力和变形进行计算。通过现场监测分析,证明该基坑支护方案是安全可靠的,能有效地控制基坑的变形。     

基于收敛-约束法的广西某隧道围岩支护时机研究

隧道开挖后支护时机的选择对隧道的安全建设具有重要影响。文章以广西天峨县境内岗岭隧道为研究案例,采用基于收敛-约束法的隧道支护时机确定方法,通过隧道开挖弹塑性变形解析计算、支护结构的力-变形响应分析及联合支撑结构作用下隧道的收敛-约束状态分析,将岗岭隧道开挖后拱顶沉降达到3.87 mm时确定为围岩最佳支护时机。研究结果可为我国西部和南部同类型山岭隧道支护时机的选择提供参考。     

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。     

城市地下公路隧道浅埋暗挖施工方法优化及应用研究

文章以某城市地下公路浅埋暗挖隧道为研究对象,采用有限元方法对CRD法及中隔壁台阶法进行三维动态开挖数值模拟,对比分析两种工法隧道围岩与支护结构变形及受力特征,依据数值计算结果对中隔壁台阶法进行优化,结合现场应用情况及监测数据反馈信息,比较两种工法在施工安全、质量、进度及造价方面的优劣势。研究及工程实践表明:两种工法均满足围岩及支护结构稳定性的要求,中隔壁台阶法在施工进度及造价方面明显优于CRD法,实际应用中取得了较好的工程效益,能够对类似工程的建设提供借鉴与指导。     

既有建筑对地铁车站中洞法施工中支护结构内力影响的有限元分析

中洞法是地铁车站施工中常用的施工方法,可以有效地提高开挖期间围岩的稳定性.拟建车站旁侧既有建筑可引起车站开挖导致的原场地应力不均衡,对支护结构内力形成不良影响.文章通过对某旁侧有建筑物的拟建车站中洞法施工进行了有限元数值模拟,计算分析了既有建筑对车站支护结构受力的影响,以及车站支护结构的内力特点与变化规律.结果表明,既有建筑会引起车站开挖过程中支护结构的受力偏转,进而引起局部不均匀沉降.     

主跨457m钢箱拱桥大型深基坑支护方案设计及验算分析

文章结合柳州官塘大桥工程实例,分别采用Midas GeoX基坑支护设计平面计算和Midas Civil空间有限元分析方法进行基坑支护验算分析,总结了临水大型深基坑支护方案设计和验算经验,可为同类工程提供参考。     

考虑围护结构的地下车站反应加速度法抗震设计

反应加速度法作为一种拟静力抗震分析方法,由于其可以考虑复杂结构形式等,因此在工程中具有很强的实用性。在介绍反应加速度法基本原理和计算流程的基础上,结合轨道交通地下车站工程实例,考虑车站围护结构的存在,借助一维土层地震反应分析,获得结构顶、底板相对水平位移为最大值时刻的各土层和结构对应埋深处的水平有效反应加速度,将其作为反应加速度法的等效荷载进行抗震计算。通过阐述具体计算过程,分析计算结果,为地下结构抗震设计提供指导。     

荷坳隧道四洞小净距段支护结构设计研究北大核心CSCD

多洞空间小净距隧道支护结构参数量化设计与安全性分析是当前设计中的一大难题。文章针对深圳机荷高速公路荷坳隧道四洞小净距段的设计,采用总安全系数法对四洞的开挖与支护模式、各洞的开挖顺序及支护参数进行了研究比较,并采用隧规荷载-结构法、增量法、地层-结构法对支护结构的安全系数进行了对比计算,得出以下结论:(1)提出了基于总安全系数法原理的多洞空间小净距隧道设计方法;(2)根据总安全系数法得出了荷坳隧道四洞小净距段应采用“先行洞二次衬砌完成后再开挖下一孔隧道”的开挖与支护模式,且应按洞1→洞2→洞3→洞4的开挖顺序施工;(3)隧规荷载-结构法、增量法、地层-结构法虽无法得出结构的总承载安全系数,但在一定程度上可以反应部分支护结构的安全性。     

抓马山隧道浅埋暗挖下穿青兰高速数值模拟分析

以抓马山隧道下穿青兰高速连接线为分析对象,运用MIDAS/GTS建立数值模型,采用地层-结构法计算,计算施工过程中围岩及支护结构的应力、位移值,论证了隧道暗挖法下穿高速公路的可行性。     

桩洞法施工地层响应及结构受力分析

预制装配隧道技术已经成为国内外隧道工程研究和发展的一个重要方向。文章依托济南市轨道交通R1线玉符河站—王府庄站区间浅埋隧道工程,提出一种新型预制拼装隧道施工技术——桩洞法,并详3D细论述了桩洞法的断面型式、支护方案及施工过程。利用Flac有限差分软件,对桩洞法施工过程进行了数值计算分析,详细研究了桩洞法施工引发的地表沉降规律、地层变形规律及预制构件受力规律。结果表明:桩洞法结构能有效控制地层变形的大小及范围;预制构件连接部位出现应力集中,配筋时需重点验算;叠合侧墙浇筑完成后,拼装结构形成整体受力体系,共同承担围岩压力;需保证预制桩的嵌固深度及桩底注浆质量,以控制预制桩的位移。研究成果为类似预制拼装隧道工程的建设提供了可靠的数据支持和借鉴。     

蒙特卡罗法在某公路边坡可靠性分析中的应用

文章介绍了蒙特卡罗法的原理及模拟步骤,并采用该方法对某高速公路K146+300右边坡防护前后的稳定性进行了可靠性分析。计算结果表明,边坡的破坏概率由支护前的20.69%降为支护后的4.63%,边坡由低危险性提高至稳定,边坡加固措施合理有效。     

深部巷道围岩支护阻力确定及其应用

文章通过理论计算获取围岩压力与位移,通过绘制P-U图分析支护与位移的关系,以此确定深部巷道围岩支护阻力。分析认为:在对深部巷道围岩压力和位移进行量化计算的基础上,可以确定深部巷道围岩支护阻力范围;利用P-U图中围岩与支护的关系,可选择合理的支护技术方案和支护时间。该方法在龙固煤矿主泵房洞室支护中进行了应用,结果表明:(1)采用实际围岩力学参数计算出的巷道围岩压力和位移符合工程实际,深部主泵房洞室围岩支护阻力的合理范围为4~6 MPa;(2)深部巷道的支护技术方案和支护时间可以依据支护阻力和P-U图确定;(3)该研究成果已成功用于煤矿工程实践。     

浅埋软弱围岩隧道快速进洞方法及稳定性控制技术研究

浅埋软弱围岩隧道一般采取CD法、CRD法和侧壁导坑法进洞,这些常规进洞方法需设置或拆除大量临时支撑,在一定程度上影响了整座隧道的工程进度。文章以某高速公路隧道为依托,建立了在超前大管棚和小导管联合预支护条件下采用CD法、CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步法进洞的三维数值计算模型,对比分析了不同开挖方法控制围岩变形和支护受力的优劣,提出了"地表注浆+扩大拱脚+拱架Z型连接+拱脚槽钢纵梁"稳定性控制措施下的三台阶七步法快速进洞方案。数值计算和现场实测结果表明:该进洞方案更有利于发挥支护结构的棚架效应,可有效控制地层变位,减小支护应力,在保障安全进洞的同时,加快了施工的进度,可为类似工程提供参考和借鉴。     

黄土公路隧道结构设计与施工中的若干问题

针对黄土公路隧道结构设计和施工中的理论研究滞后于工程实践的现实情况,结合白虎山隧道、新庄岭隧道、土家湾隧道三座黄土公路隧道衬砌结构力学性状研究成果,提出了以黄土公路隧道拱顶中心线侧压力系数为判据的深、浅埋界定的新方法,指出应结合黄土特性及埋置深度进行隧道衬砌设计,不宜按计算摩擦角或围岩类别确定隧道的围岩压力;设计时除进行荷载计算外,还应根据工程地质条件,经工程类比及综合研究后确定衬砌结构。应根据不同的地质条件确定设计原则和施工方法,例如,地质条件较差地段应采用微台阶或分区微台阶法施工,而不采用侧壁导洞法或双侧壁导洞法;在取得同等支护效果的条件下应加强初期支护;在湿陷性黄土地区应特别注意水的处理。     

广州地铁流花路站超大断面暗挖工法优化

特大跨度超大断面地铁车站通常采用侧洞法、中洞法或双侧壁导坑法进行施工,其开挖导洞多,施工工序复杂,技术难度大。文章以广州地铁11号线流花路车站为工程背景,结合实际水文地质情况,对大断面地铁车站暗挖施工工法进行了优化,并采用Midas-GTS对优化工法的安全性及结构的可靠性进行计算分析。结果表明,优化后的工法对缩短施工工期有利,结构沉降及隆起量均满足要求,其施工安全性和结构可靠性均能得到保证;同时应在实施过程中加强现场监测,注意及时进行初期支护和二次衬砌的施作时机。     

软弱地层浅埋大跨隧道跳仓法拆撑空间效应研究北大核心CSCD

对于在软弱、破碎、富水地层中采用双侧壁导坑法修筑的暗挖大跨隧道,跳仓法施工依赖于初期支护的“棚护效应”维持拆撑后大跨结构的稳定性,常常面临拆撑步距小、风险高、效率低、代价大的困境,一旦拆撑方案采取不当,极易造成塌方安全事故。针对这一问题,以青岛地铁4号线错埠岭站为依托工程,通过理论分析与数值计算相结合的手段,论证了拆撑后初期支护“空间棚护效应”主要由“横向成拱效应”和“纵向成梁效应”组成,二者共同维持大跨结构的安全性与稳定性;同时确定了合理、安全、高效、快速的拆撑分区长度与隔仓分区长度,分别为L=9 m、S=18 m,并顺利通过了现场施工的检验。结果表明:软弱地层大跨隧道采用“隔二拆一、先内部后洞口”的拆撑方案是切实可行的,可为后续工程提供借鉴与指导。     

山岭隧道膨胀压力解析解基本问题研究

膨胀性围岩具有吸水膨胀的特性,不仅使隧道支护结构的受力和变形显著表现在施工阶段,其"后荷效应"还长期呈现在运营阶段,从而有别于一般的隧道。文章采用弹性力学原理,研究推导了隧道围岩在不同膨胀条件下,隧道支护结构所受压力及变形的解析解;从理论上,分析判明了在随围岩膨胀率变化、结构支护刚度变化和围岩膨胀压力变化的情况下,隧道支护结构受力与变形关系及分布规律;结合工程实例,采用有限元方法进行了验证。计算结果表明该解析解具有一定的可靠性,能为该类隧道的设计和施工提供依据,对建成后的结构长期安全性评价,也有重要意义。     

挖孔墙结构在长洲水利枢纽三线四线船闸工程中的应用

当在原有船闸基础上新建二线甚至多线船闸时,受到场地条件制约,许多基坑已无法采用传统放坡开挖的形式,需采取基坑支护。文章以长洲三线四线船闸上游导航墙结构为例,介绍了一种新型的导航墙结构——挖孔墙结构的设计思路和计算方法,并提出了该结构应用于船闸工程的挡土防漏措施。该结构成功将基坑支护与导航墙结构结合,可为今后类似工程提供参考。     

乌鞘岭隧道志留系板岩夹千枚岩地段结构验证试验研究

对乌鞘岭隧道志留系板岩夹千枚岩地段支护结构的受力特性,采用数值分析方法进行计算,开展现场结构试验并进行对比分析。试验揭示了隧道开挖后围岩应力释放引起的结构变形与支护压力变化规律,支护结构的稳定性和安全性在不同测试地段受各种影响因素的作用而不同。数值计算与现场试验结果表明,隧道衬砌的结构安全系数均满足规范要求,但应以按实测衬砌应力进行结构内力计算,并对结构安全性进行评价为宜。