长距离输气隧道顶管施工数值模拟分析

以西气东输二线滠水河长距离输气顶管隧道为例，采用 Plaxis 3 D 有限元软件对隧道开挖后的应力分布与沉降特征进行模拟分析，结果表明：开挖后土体经过应力重分布将在拱腰与拱顶产生较大应力；随着埋深加大，应力区范围减小，但应力值增大；经过支护后，应力基本恢复至开挖前的状态，3种埋深情况下的支护效果均能满足安全施工要求；隧道在20 m 埋深情况下拱顶最大下沉位移为1.5～2.0 cm，局部区域达到2.5 cm，需要在相关地段加强沉降监测。     

曲线顶管顶进管节应力特征试验研究

拱北隧道暗挖段综合考虑周围建筑和地质条件等因素,采用曲线顶管管幕施工工法施工。由于曲线顶进方式,管节应力特征较之于普通直线顶管有所不同。加之暗挖段工程顶管管节接头构造特殊,更加大管节应力分布的复杂性。依托中国地质大学(武汉)非开挖工程实验室所研发钢顶管管节应力试验系统,模拟拱北隧道管幕曲线顶管顶进实验,研究管节应力与顶力大小的规律。结果表明:管节应力与顶力正相关的现象,应力在监测断面内水平位置两侧出现应力集中,管道轴线方向应力集中存在接头附近。     

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道复杂曲线管幕顶管施工轨迹控制技术

管幕工程是港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道的重要组成部分,曲线顶管是本工程核心技术之一,其成功与否将直接关系到项目的成败。管幕下穿拱北口岸,埋深4~5 m,平均长度257.92 m,位于半径890 m圆曲线和缓和曲线组成的组合曲线上,精度要求±50 mm,地表沉降要求小于30 mm,管幕所处地层地质条件复杂,周边环境敏感,人流、车流众多,管节轨迹控制难度大,轨迹精度控制是管幕工程难点之一。从顶管机设备选型、管节长度、F形接头设计、测量控制、动态纠偏、始发接收控制、管节轨迹实际偏差等几个方面介绍管幕轨迹控制技术。     

泥水平衡顶管机在拱北隧道曲线管幕工程中的应用

依托港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕工程,介绍在复杂地质条件下长距离曲线管幕顶管设备选型,以及选用德国海瑞克AVN1200TC泥水平衡顶管机的顶进、UNS导向、操作控制、泥水处理等四大系统,通过曲线顶管工艺试验和已完成的隧道中板处4根顶管的成功实践,从顶进精度控制、顶管施工对周边环境的影响和顶进工效等方面,对设备应用情况进行分析和评价,能够满足拱北隧道管幕工程施工需要。     

软土地区灌注桩成孔施工与承载力特征现场试验研究

结合厦深铁路长沙湾特大桥桩基现场载荷试验,分析桩的承载力、侧摩阻力传递规律和桩端阻力随载荷变化规律,并结合桩的现场工艺试验确定了桩的施工工艺。结果表明,本工程宜采用旋挖钻钻进成桩工艺;成桩后,各地层桩侧摩阻力不同时达到极限值,且随着加载增大,各地层桩侧摩阻力强化特征不同。通过试验研究也确定了各地层极限侧摩阻力的大小,即淤泥25 kPa,淤泥质粉砂50 kPa,粉砂60 kPa,粗角砾土100 kPa,粉质黏土48 kPa,全风化英安岩68 kPa,强风化英安岩110 kPa,并明确了桩的主要持力层。     

兰渝线木寨岭隧道施工力学行为实测与分析

结合木寨岭隧道工程,对施工区域地应力进行测试,并对地应力场进行拓展分析。通过对隧道掌子面流变特性、变形速率与总变形量、围岩压力、支护压力、锚杆受力、围岩破坏范围的测试和分析,提出高地应力、软岩隧道的挤压性变形具有变形量大、变形速率高、变形持续时间长、前后期均呈"来劲"等特征,以及围岩压力以形变压力为主等结论,并建议取消拱部锚杆,加长边墙锚杆,抑制隧道变形。     

膨胀土与结构物接触面的力学特性试验研究

桩周土的性质是影响桩侧摩阻力最直接的决定因素。膨胀土具有吸水软化的特性,膨胀土中桩侧摩阻力的发挥受膨胀土性质的影响很大。通过改进的直剪仪,对12种不同含水量、不同干密度的膨胀土与混凝土块接触面进行直剪试验,研究膨胀土性质对接触面特性的影响。结果表明:膨胀土与混凝土块接触面的剪切曲线均呈加工软化型,其峰值剪应力、残余剪应力符合Mohr-Coulomb准则,因此可将膨胀土与结构物接触面的剪切曲线简化为三折线曲线;接触面切向刚度系数不随垂直压力而变化,但与膨胀土的性质有关,随干密度的增加而增大,随含水量的增加而减小;接触面的强度指标也随干密度的增加而增大,随含水量的增加而降低。     

半隧半路特殊隧道施工力学行为分析研究

研究目的:连拱隧道跨度大,在洞口边坡偏斜地段,为了避免高挖深填,保护自然环境,在埋深较大的一侧采用暗挖结构,埋深较浅的一侧修筑路基,中间是可以抵挡边坡推力同时兼作隧道边墙的耳墙,仍与中墙连成整体,即半隧半路的结构形式。半隧半路特殊隧道形式新颖,施工难度大,受力复杂,采用数值分析和现场测试开展了半隧半路特殊隧道施工力学行为研究。研究结论:暗洞开挖后,耳墙基础底部右侧围岩出现较大拉应力,形成弧形滑移带,实际施工中对耳墙基础底部采用锚杆+注浆进行加固。耳墙外侧在高8.5 m处出现较大拉应力,但小于混凝土抗拉设计值,经实测,耳墙水平位移值很小,表明耳墙的强度和稳定性都处于安全范围。暗洞的支护结构受力较小,施工完成后二衬应力变化较小,表明施工前对左侧边坡的加固处理作用明显,从而验证了半隧半路特殊隧道设计、施工的合理性,为以后类似工程提供借鉴。     

地铁曲线隧道施工中线的偏移及其坐标计算

列车在曲线轨道上行驶时,由于超高的存在,车辆向曲线内侧倾斜。因此,在曲线地段的隧道断面内侧尺寸会增大。采用盾构法施工的圆形隧道,其断面半径也就会增大,并出现断面内侧得到有效的利用,而断面外侧不能充分利用的情形。如果将地铁在曲线地段隧道的施工中线相对于线路设计中线向内侧偏移某一个量,便可节省曲线隧道开挖断面尺寸,降低地铁建造成本。讨论了地铁曲线隧道施工中线相对于线路设计中线偏移量的计算,以及根据偏移量进行地铁曲线隧道施工中线上各点坐标的计算。     

风化花岗岩地层中地铁盾构隧道施工关键技术

新加坡地铁汤东线T217标段从不同风化程度花岗岩中穿过,且地面上是新加坡外交部和多个国家驻新加坡大使馆,地理环境敏感,对施工要求高.本文从盾构机刀盘和驱动系统、泥水舱压力平衡系统、泥浆输出监控系统、泥水分离系统和辅助设备五个方面介绍了盾构机系统的选型设计.针对不同工况,施工前确定了五组泥浆关键性能指标,用以指导泥浆制备...     

公路隧道长管棚施工技术

以京珠高速公路洋碰隧道右线进口不良地质段为实例,详细介绍了采用长管棚注浆加固隧道围岩施工时长管棚的设计参数、施工工艺、施工要点以及施工中遇到的问题和采取的措施等.     

供水管道穿越高速公路顶进施工技术

为不影响高速公路运行,辽宁红沿河核电厂施工的供水管道安装工程采用顶管涵技术进行施工,文章介绍顶管涵施工方法和顶进步骤。     

宝兰客专魏家嘴黄土隧道受力特性试验研究

以宝兰客运专线上的魏家嘴隧道为工程背景,通过现场监测,研究围岩压力、钢拱架应力、初支与二衬接触压力、二衬钢筋轴力、混凝土应变等参数随时间变化的规律及分布特征,并应用现有可靠度理论和数据对实际工程安全状态进行评估。研究结果表明:围岩压力随时间增长而且增长速度较快,拱顶围岩压力最小,仰拱拱底的围岩应力最大,最后都趋于稳定;钢拱架应力值不稳定,波动较大,但最终趋于稳定;初支与二衬接触压力总体偏小,变化幅度较小,且随着时间增加最后趋于稳定值;二衬钢筋轴力以压力为主,内侧钢筋轴力值变化比较大不稳定,但最后趋于稳定;混凝土应变比较稳定,值普遍较小,但仰拱拱底应变随时间的增加而逐渐增大最后趋于较大应变值。     

下穿铁路的浅埋隧道长距离管幕施工

管幕工法是地下工程的超前支护手段之一,施工中会对地层形成扰动,造成地表沉降;长距离的管幕施工可能因为导向定位精度差使钢管侵入地下工程主体,影响主体工程施工;下穿铁路的浅埋管幕施工更可能因路基的变形过大而影响行车安全.结合工程实践,从管幕施工、工程监测及管幕施工对铁路路基的沉降影响介绍了浅埋长距离管幕的施工方法.     

多因素影响下顶管施工引起土体变形计算研究

为解决圆形顶管施工穿越特殊地层(如下穿切割塑料排水板)时引起地层变形的影响分析等问题,考虑刀盘挤土效应产生的正面附加压力、顶管与土体之间非均匀分布的侧向摩擦力,因塑料排水管的切削而不能忽略的顶管机刀盘的正面摩擦力引起的地层变形,基于Mindlin解得到在顶管施工阶段地表竖向位移计算公式;最后结合顶管工程项目实例验证计算...     

隧道新型波纹板支护结构受力特性与影响分析

提出一种新型的钢制波纹板结构作为隧道初期支护,并用国外圆形隧道波纹断面的应力公式与有限元计算方法进行对比分析,结合ANSYS有限元软件分析不同厚度、荷载影响下波纹板结构承载能力的变化趋势,并着重分析波纹板内外侧波峰波谷的受力特性;同时结合计算结果用非线性多项式拟合手段给出了波纹板承载能力随厚度、荷载变化拟合公式.研究结...     

大跨径连续刚构桥中跨合龙顶推力研究

总结大跨度连续刚构桥合龙段施工的影响因素及中跨合龙顶推力计算方法,并针对黔江某特大预应力连续刚构桥进行顶推力及顶推位移计算。采用有限元分析方法,分析中跨顶推合龙施工对该桥梁在恒载作用和10 a收缩徐变作用下的主梁跨中挠度、主梁应力、主墩的弯矩及应力状态的影响,证明顶推合龙施工的合理性及正确性。分析结果表明:顶推施工能改善桥墩长期受力状态,避免桥墩墩底出现拉应力,配合预拱度设置,能够有效解决跨中下挠的病害。最后,验证了针对本桥所计算出来的顶推力及顶推位移能满足安全施工及运营阶段的正常使用。     

隧道地热发育特征分析及地温预测

隧道高地温热害是一种典型的不良地质现象,是铁路综合选线设计的难点,直接关系到隧道工程建设的安全性、技术性及经济性。通过地质调查、地质勘探、水化学分析、地温测试及理论计算等方法,研究三百山隧道地质条件、地热特征及地热发育特征。研究结果表明：三百山隧道隧址区整体在三百山地区中生代以来火山盆地中穿越,受区域内多期次的构造运动以及岩浆活动、火山活动的共同影响,从下而上形成火山岩与火山沉积岩三元地质结构。深部岩浆热源距离地表相对较近,为地热水的形成提供了有利的热源条件。地热水以SO₄·HCO₃-K+Na型为主,HCO₃-K+Na和HCO₃·SO₄-K+Na型为次。地热水普遍含有氟、氯、镁、铀等多种微量元素。钻孔实测温泉温度32～78℃,总流量8.704 L/s,地温梯度在1.65～2.34℃/100 m内变化,平均值为2.06℃/100 m,总体上,地温随着深度的增大而递增。采用二氧化硅温标方法开展热储温度估算,利用热储温度和通过钻孔资料得到的地温资料,对区域地热的热储深度进行估算。计算...     

双车道公路盾构隧道管片衬砌结构力学特性分析

针对市政双车道公路盾构隧道,采用有限元法进行了管片结构力学特性数值模拟分析。结果表明:通缝拼装比错缝拼装条件下管片结构的变形要大,而弯矩和剪力要小,轴力变化不大;同是错缝拼装,随着K块的位置不同,其内力和变形也不相同;通缝和错缝拼装的变形图和轴力图的形状是相同的,而弯矩图和剪力图形状不同。     

电磁型磁悬浮列车侧向力特性和弯道段运行分析

以应用于八达岭旅游示范线的CMS—3型磁悬浮列车及其中试试验线为研究对象，对单转向架磁悬浮列车的侧向动态特性和侧向的静态导向力大小进行了测试；对磁悬浮列车在3种平面缓和曲线上运行时的垂向悬浮气隙变化进行了仿真分析；对不同的悬浮控制方案进行了比较分析，并对本系统的下一步发展提出初步建议。