大断面跨海盾构隧道结构设计与参数分析

为获得精细、合理化的大断面盾构隧道结构设计方法,文章依托某大断面跨海隧道工程,对其结构选型和结构参数进行了分析。从管片拼装方式与分块、管片连接方式、管片材料等方面,分析了管片结构的选型方法;从计算模型的选取、计算工况与荷载的确定、参数的选取、计算结果等方面,分析讨论了管片横断面和隧道纵向结构的数值模拟计算方法及其适用性。结果表明:采用梁-弹簧模型、均质圆环模型计算管片横断面时所得的内力分布并不相同,在实际设计中应以前者计算结果为主,后者进行复核;在地基变化剧烈处,盾构隧道易出现较大的纵向弯矩和管片环间剪力,可通过采用设置变形缝、硬岩破碎等方式予以处理。     

特大断面小净距隧道爆破开挖震动标准的研究

目前三车道公路隧道已建成不少,并积累了丰富的经验,然而对于单洞四车道特大断面隧道的修建在国内外并不多见.文章结合大帽山公路隧道的工程设计,应用有限元软件对大断面单洞四车道公路隧道支护结构强度及围岩稳定性进行数值模拟,并结合监控量测结果,确定合理的爆破震动速度标准,对日后类似工程具有积极的借鉴意义.     

极软岩3车道大断面公路隧道设计与研究

以按欧洲标准设计的阿尔及利亚东西高速公路极软岩隧道为例,分析了极软岩的工程地质特性;从二次衬砌断面、锚杆设计、拱架选型、进洞方案等方面,介绍了该隧道的设计经验,并分别按照中国规范和欧洲标准进行了设计方案对比,分析了两种规范体系的隧道设计理念差异.通过分析比较,提出了"在以极软岩为主的隧道中,拱顶和边墙采用单心圆断面,减少系统锚杆数量,增强拱架刚度,适当增大洞口开挖高度"的建议.这对于国内同类隧道的设计、施工具有一定的借鉴作用.     

软土地区轨道交通地下车站标准断面的结构设计与探讨

通过建筑功能比选、结构内力分析及工程经济比较,对采用明挖施工12m宽站台单柱双跨和9m宽站台无柱单跨方案进行了可行性分析和探讨,以期为其它类似工程提供参考和借鉴。     

台湾公路隧道工程之展望

台湾之地形多山,山地面积几占三分之二,中央山脉纵贯南北,将有限之平地分隔于东西.西部平原纵深较大,土地利用强度较高,而呈高度开发之状况;东部则呈狭窄之纵谷地形,难以有效利用,东西部之产业发展悬殊.为因应交通之需要铁公路之兴筑势必穿越山区,因此自清朝之狮球岭铁路隧道、40年代之东西横贯公路、70年代之北回铁路、80年代之南回铁路、90年代之第二高速公路等岛内重要之交通建设均施筑有相当数量之隧道.近年来由于经济的快速成长及为促进东部地区发展需要,交通建设之需求更形殷切.除西部地区加速兴建第二高速公路外,12条东西向之快速道路亦积极兴建中,并开始推动环岛高(快)速公路网.另高速铁路亦已开始兴建.该等工程多须经过山区,隧道工程自为其重要之施工项目.而未来东部地区之铁路、横贯本岛之公路设施将因穿越海岸山脉、中央山脉等山区而须面对高覆盖层、高地温、地层构造复杂、地下水丰沛、大断面、长距离等高难度之技术挑战.本文拟就台湾近年来公路隧道工程之规划、设计与施工作一汇整回顾,并推论未来之隧道工程技术之发展趋势,以供相关工程同侪参考.     

龙潭湾大跨径隧道断面形状优化设计研究

目前三车道隧道断面形状设计没有统一的标准,合理的断面形状设计既可节约成本,又可保证隧道的安全性.文章以龙潭湾隧道为工程背景,利用ANSYS有限元软件对不同扁平率的断面隧道开挖后的应力分布、位移分布、衬砌受力等进行了数值模拟分析;运用层次分析法对影响隧道安全性与经济性的最大正应力、拱顶下沉、开挖面积、衬砌周长等日标值进行了多目标优化,提出了依托工程条件下的最优化断面形状.     

长大公路隧道网络通风研究

文章讨论了长大公路隧道通风网络的理论,建立了通风网络的数值模型,在此基础上编制了公路隧道网络通风解算程序,通过对秦岭终南山公路隧道通风方案的分析和研究,验证了程序的适用性和正确性,为解决长大公路隧道运营通风问题提供了一种有效途径.     

高烈度地震区公路隧道洞口段地震响应分析

根据隧道地震安全性评价报告和地勘资料,建立了三维数值计算模型并采用一致粘弹性人工边界模拟动力边界,对高烈度地震区公路隧道洞口段进行了瞬态动力计算。计算结果表明:在三向地震荷载激励下,洞口段衬砌的地震响应具有明显滞后性,衬砌以水平横向振动为主、轴向振动次之、竖向振动最弱;洞口段衬砌的拱腰部位将承受极大拉应力和剪应力,可设减震层吸收地震能量。通过对衬砌相对位移的分析得出,衬砌横向和轴向变形都很小,衬砌稳定性尚好。     

浅埋隧道全断面开挖适应性研究

由于IV级围岩开挖易发生松散变形、V级围岩自稳定性差等特点,选择正确的围岩开挖方法是影响浅埋隧道开挖稳定性、施工安全和工程进度的关键。本文以胜利隧道为依托,利用FLAC3D建立三维有限元模型进行围岩开挖适应性分析。研究结果表明：全断面法开挖完成后拱脚周边最大主应力达到10.79 MPa,相比台阶法提升了26%;隧道初支受力最大处位于拱腰,全断面法相比台阶法从8.56 MPa增长到了10.79 MPa,衬砌受力有所增长,但未达到混凝土C25和钢拱架的极限强度。胜利隧道赋存条件简单、埋深较浅,IV级围岩具备全断面开挖的基本条件,采用全断面开挖机械化程度大大提高,可加快施工进度,节约工期和成本,同时全断面法会减少开挖对围岩扰动次数,这更符合相对完整IV级围岩的开挖方式,有利于施工安全。     

汶川地震公路隧道洞口段震害机理及抗震对策研究

汶川地震中震区公路隧道洞口段破坏严重,严重影响了震区生命线工程的畅通.为提高震区公路隧道洞口段的抗震能力,结合公路隧道洞口段震害情况对其震害机理进行了研究.研究结果表明,洞门、边仰坡及明洞震害主要是地震惯性力作用造成的:软岩隧道洞口段衬砌震害主要是地震惯性力和强制位移造成的.文章根据隧道洞口段的震害机理,提出了相应的抗震对策.研究结果对于进一步研究高烈度地震区公路隧道震害机理及抗震对策都有着重要的意义.     

特大断面隧道施工工序优化研究

本文依托重庆火凤山隧道工程的修建开展研究,通过数值模拟,分析了不同施工工序对各断面形状的影响效果,并结合各断面形状所采用的施工工法,提出合理的施工工序.结果表明:(1)对于采用CD法施工的17 m特大断面段与21 m特大断面段而言,优化后的施工工序对围岩位移与塑性区的控制效果较为有限,但能有效改善开挖过程中初期支护应力的应力集中现象、降低应力值,且应力集中分布的位置有所差异.同时,通过优化施工工序能够减小支护结构左右侧应力分布不均匀程度,改善隧道开挖后支护结构的受力状态;(2)通过采用左右交互开挖的施工工序,24 m特大断面段与30 m特大断面段的围岩位移与支护结构应力均有所减小,同时对围岩的扰动也有所下降,但改善效果不及CD法明显.整体而言,优化后的施工工序对24 m特大断面段与30 m特大断面段隧道开挖较为有利,建议采用优化后的施工工序进行施工.     

三车道公路隧道射流风机设置位置研究

射流风机的升压效果不仅与风机本身的性能有关,还与风机位置等外部条件有关.运用大型通用CFD软件对三车道公路隧道中射流风机的射流场进行模拟,并根据计算结果确定公路隧道中射流风机的合理安装位置.结果表明,射流风机的纵向影响距离在200 m范围内,当风机纵向间距大于100 m时即可获得理想的升压效果.为了减小两股射流之间的干扰及隧道壁面的影响,一组中两台风机的净距应在2～5d(d为风机直径)之间,最佳净距在3～4 d之间.     

公路隧道洞口段支护结构加强设计优化研究

结合目前公路隧道洞口段支护结构加强设计存在的问题,文章从洞口段与洞身浅埋段的围岩特性、荷载作用特点入手,基于超前管棚、初期支护、二次衬砌的作用机理,分析了支护结构在不同围岩条件下的作用特点,给出了洞口加强段和洞身浅埋段衬砌设计的合理化建议。主要得到以下结论:(1)洞口段围岩破碎,自稳能力差,超前支护为围岩早期稳定提供条件,初期支护为主要承载结构,二次衬砌承担部分荷载并提供一定的安全储备;由于洞口段衬砌上覆荷载较洞身浅埋段小得多,不宜加强二次衬砌,因此洞口加强段衬砌设计应以加强超前支护与初期支护为主。(2)洞身浅埋段围岩较完整,有一定的自稳能力,二次衬砌为主要承载结构,初期支护主要发挥与围岩粘附的协同作用;洞身浅埋段衬砌设计应以加强二次衬砌为主,并要控制施作时机。