人工填土层中四连拱暗挖隧道设计

人工填土层有土质疏松、稳定性差、无法形成自然应力拱等特点,导致隧道暗挖修建时易出现支护体系受力较大、地面沉降过大甚至塌方等问题。以北京地铁某停车线工程在人工填土层中修建暗挖四连拱隧道为例,采用理论分析结合有限元数值仿真模拟,从支护体系受力、地面沉降、风险控制、施工工期等方面对"导洞法"、"侧洞法"及两者相结合的"导洞+侧洞法"进行比选,得出采用"侧洞法"施工为本工程最优方案。"侧洞法"能有效避免中隔墙的水平位移问题,控制沉降较好,且二次衬砌能尽早封闭成环,减小初期支护受力过大的风险,并在施工中取得成功。     

宛坪高速公路大跨度连拱隧道开挖方式探讨

根据宛坪(南阳-西坪)高速公路双向六车道连拱隧道大跨度、围岩条件差和施工难度大的特点,该文按照实际隧道设计和进洞施工情况,采用数值分析方法对"中导洞开挖、中隔墙浇筑完成后,再开挖左右正洞"和"中导洞、左右洞侧导坑同时开挖"两种不同的开挖方式进行模拟,分析两种开挖方式下大跨度连拱隧道的施工效果,并建议中导洞与左右侧导坑同时进行开挖以加快隧道的施工进度,在宛坪高速公路隧道施工中获得应用。     

陡峭地形隧道“晚出洞”施工探讨

山区高速公路隧道进出洞口大部分位于地质条件复杂、地理位置险峻地带,施工过程中为确保安全,设计安全风险系数较高,设计一般为双向掘进,洞内出洞,施工过程一般比较谨慎保守。通过隧道超前地质预报分析,结合现场实际情况,依靠超前小导管对围岩进行超前支护,将施工方案由双向掘进洞内出洞优化为单向出洞。该文以文马高速公路土司城隧道出洞施工为依托,采用超前小导管代替大管棚超前支护,对独头掘进隧道"晚出洞"技术进行了分析与探讨。     

地铁车站"群洞法"施工对地表沉降影响的数值模拟

以采取"群洞法"施工的宣武门地铁车站为工程背景,通过合理的简化,建立模型,利用FLAC有限差分程序,分两种方案对车站群洞动态开挖全过程进行数值模拟分析,得出两种方案的地表沉降差异,结合现场实测数据,分析群洞施工对地表沉降产生的影响,以便能够对类似工程施工提出一些指导性的意见。     

包(头)茂(名)高速公路小河至安康段隧道进洞技术

小康高速公路隧道在修建过程中始终贯穿着"零开挖"的环保理念。以小康高速公路隧道62个隧道洞口为依托,从地形、地质两方面对全线隧道洞口设计施工实践情况进行了总结。通过总结得出,不良的洞口地质条件要提前治理;不同地形条件下进洞从正交进洞、斜交进洞、侧向进洞和单向进洞四个方面进行了分析,正交进洞主要采用了"护拱法",斜交进洞主要采用了"半护拱法"和"棚洞法"。单向进洞适用于隧道长度不大、工期要求不紧的情况,出洞施工时尽量采用小导洞出洞再进行扩挖的方案。     

无侧导洞方案在青山坞连体隧道的应用

根据中导洞开挖的地质情况,经过仔细分析比选,采用无侧导洞开挖法,有效地克服了原"三导洞先墙后拱"设计方案的缺点,减少了开挖次数,提高了工作效率,并提高了防水层的整体性。     

大跨半拱斜柱式棚洞设计探讨

以目前国内规模最大的某4车道大跨半拱斜柱式棚洞为背景,从棚洞结构断面及尺寸拟定、构造措施、结构分析计算、边坡防护等方面进行阐述,对大跨半拱斜柱式棚洞结构受力特点、墙柱配筋形式、地层条件的适应性、构造措施的依据等进行分析。结果表明,按受力位置考虑,结构应设计为"强柱薄墙"形式,基础与结构的抗弯刚度比应大于10∶1,结构可不考虑边坡残余荷载,棚洞基础需锚固及横向连接。     

大跨度连拱隧道开挖方法对围岩稳定性影响分析

某Ⅲ级围岩场地大跨度双连拱隧道工程为依托,基于弹塑性本构关系和D-P屈服准则,采用"地层-结构"模型,应用ANSYS程序分别对工程中的四种开挖方法(即中导洞全断面开挖、中导洞半断面法、三导洞全断面法、三导洞半断面法等)进行了数值模拟。分析、评价了四种工法条件下的围岩位移场、围岩应力场、支护结构受力三个方面的变化规律,获得了一些有意义的结论,可以为大跨度连拱隧道设计和施工提供参考依据。     

复杂地形条件下桥隧相连隧道洞口结构设计研究

蒙华铁路坪桥1号隧道进口洞顶基岩外凸、洞顶以下岩面高且直立、洞顶上部地形偏压高陡,地形条件极其复杂。营盘山大桥与坪桥1号隧道进口紧密相连,存在桥台与隧道洞门结构相互干扰以及边坡防护、隧道出洞和洞口场地布置等一系列难题,设计难度极大。为解决这些难题,通过对现场实际地形、地质情况进行研究,对比分析"整体式"与"分离式"桥隧相连结构的优缺点,提出桥台与隧道相结合的"整体式"桥隧相连结构方案;同时,针对地形偏压高陡,提出非对称结构设计方案,实现了隧道"零"仰坡出洞,解决了洞口边坡防护的难题;最后,提出架立临时贝雷梁的方案,解决了隧道出洞及洞口场地布置的难题。     

半拱形公路棚洞结构抗冲击性能优化

利用ANSYS/LS-DYNA软件模拟落石冲击荷载作用下半拱形棚洞结构的动力特性,在分析棚洞结构受力变形的基础上,探索其抗冲击性能优化方法,提出通过调整棚洞截面形式控制应力扩散路径,从而提高棚洞的抗冲击性能。研究表明:将半拱形棚洞拱墙和顶板的连接断面向立柱方向水平偏移,使棚洞拱墙半径增大,水平顶板宽度减小,能有效降低滚石冲击引起的最大等效应力,减小棚顶的最大变形量,增强棚洞结构的抗冲击性能。     

车行横洞对隧道正洞衬砌结构裂缝的影响分析

青海大酉山隧道在建造过程中衬砌结构出现了较多的裂缝,尤其在车行横洞与主洞交叉段衬砌结构裂缝更为明显,为了破解车行横洞施工与交叉段衬砌结构裂隙的关联性,利用数值计算方法建立了有限元三维计算模型,对车行横洞施工过程中大酉山隧道主洞衬砌的变形与应力状态的影响变化进行了仿真计算,对隧道交叉区段各关键部位的计算数据进行跟踪记录与分析。通过对交叉段各关键部位位移、应力的分析表明:车行横洞不同区段的施工对主洞衬砌结构的位移及受力的影响各有不同,其中,在车行横洞最初的11m范围内其施工对主洞的影响最为显著,随后11m以外范围施工的影响逐步减弱;车行横洞对隧道正洞衬砌结构的影响最为显著的部位为拱顶与仰拱,其中拱顶的位移最大达1.7cm。     

浙西南山区高速公路隧道洞外亮度研究

在分析传统公路隧道洞外亮度L20(S)测算方法不足的基础上,介绍一种基于数码技术的公路隧道洞外亮度L20(S)测试方法,使得大规模、高效率地实测公路隧道洞外亮度L20(S)成为可能。采用上述方法和手段对金丽温、两龙高速公路隧道洞口光环境进行实测,提出浙西南山区高速公路隧道洞外亮度L20(S)建议值,可供高速公路隧道照明系统节能运营及改造设计时参考。基于环境景观理论,提出符合"环境友好型"山区高速公路隧道设计理念的接近段减光措施。研究成果具有较好的经济效益、社会效益和生态效益,可在实际工程中全面推广应用。     

无中墙连拱隧道爆破振动响应特性及安全控制措施

无中墙连拱隧道相较传统连拱隧道取消了中墙结构，其先行洞与后行洞初支拱架相互搭接构成整体隧道结构，因此在后行洞爆破开挖时，先行洞及连拱处的爆破振动安全控制极为关键。依托榨坊隧道工程，开展后行洞爆破振动跟踪监测，并对先行洞二衬的爆破振动衰减规律及频谱特性进行了分析；通过LS-DYNA三维有限元数值模拟，研究了先行洞横断面及轴向的爆破振动响应特性，比较分析了注浆加固及布设减震层对连拱处三角区围岩与先行洞衬砌结构的安全控制效果，并通过现场监测，对其应用于实际工程的控制效果进行了评价。实测数据显示：无中墙连拱隧道后行洞开挖时，先行洞边墙二衬的水平径向振动强度最大，且以掏槽孔爆破振动为主，主频集中在40～65 Hz。数值分析显示：先行洞爆破振动速度沿其横断面和轴向的分布均不对称，迎爆侧振动速度显著大于背爆侧，且迎爆侧拱腰至拱肩部位的振速最大；受波传播路径的影响，先行洞未开挖方向的振速相对较高，爆破振动速度沿隧道已开挖方向衰减更快；围岩超前注浆加固可保证连拱处上方三角区围岩的稳定与安全，可分别降低振速和最大主应力69.2%和57.9%;布设减震层可有效控制先行洞衬砌结构的振动安全，可分别降低拱腰和拱...     

组合式消能棚洞结构受荷性能研究

落石棚洞是公路交通中常见的危岩地质灾害防治结构，可分为靠垫层来吸收落石冲击能量的传统落石棚洞和靠弹簧耗能减震来吸收冲击能量的新型落石棚洞两类。运用薄板理论、结构力学以及变形协调理论对组合式消能棚洞结构受荷性能进行了研究，得到了顶板在落石冲击力作用下内力解析解以及棚洞横梁、纵梁的内力计算表达式。以国道G319武隆境内的某棚洞为例，对消能棚洞的内力进行了分析，采用消能棚洞结构形式后，横梁最大弯矩以及纵梁上下侧最大弯矩分别降低了15.0%，17.3%和6.9%，说明消能棚洞结构内力消减效果明显，较大地提高了其承载能力。     

城市地铁双联拱暗挖隧道偏洞法施工技术

以深圳地铁5号线西丽-大学城区间(以下简称"西大区间")双联拱隧道偏洞法施工为例,介绍偏洞法的施工步序、施工方法、施工工艺,对施工中遇到的先行小偏洞开挖过程中地表沉降过大,隧道渗漏水较多、防水效果不理想,双联拱隧道衬砌方案的革新等问题进行了分析;并根据施工中的经验教训,阐述了处理措施,为类似工程施工提供借鉴和参考。     

公路隧道洞外亮度时变特性研究

对于隧道入口段照明设计而言,洞外亮度是一个关键参数。由于受隧道洞门形式和走向、太阳辐射强度和照射角度等因素的影响,洞外亮度并不是一个定值,而是随着季节和时间变化的,故目前业界对隧道洞外亮度的时间变化特性缺乏相应的研究。结合不同隧道洞口朝向,分析几种典型天气下隧道洞外亮度随时间的变化规律,其对于隧道入口段照明设计和运营控制以及洞外减光设计具有参考价值。     

棚洞施作时机对高边坡稳定性及棚洞结构的影响

目前棚洞结构的设计通常是在稳定边坡的基础上进行设置的,一般不考虑棚洞对不稳定边坡的作用;而实际上棚洞结构也是一个大型的支挡结构体系,对边坡稳定性是有帮助的。为了分析棚洞对边坡稳定性的影响,提出“边坡开挖应力释放系数”的概念,通过对棚洞不同施作时机的数值模拟,分析不同施作时机下棚洞对高边坡稳定性以及边坡对棚洞结构内力的影响,从而为选取棚洞结构的合理施作时机提供依据。     

基于数码相机实测法的区域内高速公路隧道洞外亮度L20(S)取值方法研究

首先分析洞外亮度L20(S)取值对隧道照明系统建设及运营的意义,再对当前国内外通用的洞外亮度取值方法进行了比较,最终确定了数码相机实测法用于区域内隧道洞外亮度大规模实测的可行性;通过分析区域内隧道洞外亮度值取值特点,最终确定了区域内一组数码相机实测的洞外亮度值对该区域隧道洞外亮度值取值的指导意义,从而取得区域内洞外亮度取值方法。     

公路滚石荷载下不同结构类型棚洞的抗冲击性能分析

随着棚洞应用数量的不断增加,其安全性和稳定性越发值得重视,然而在实际工程应用中棚洞被砸坏的案例仍是屡见不鲜。借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立不同类型棚洞的有限元模型,并对滚石冲击下的不同结构类型棚洞的响应进行了数值仿真。研究表明:(1)滚石冲击荷载会使棚洞结构中产生冲击波,冲击波的传播会引起结构应力和变形震荡,门式棚洞比半拱式棚洞的震荡反应明显;(2)抗冲击性能方面,斜柱式棚洞比直柱式棚洞更优越,半拱式棚洞比门式棚洞有优势;(3)门式棚洞和半拱式棚洞在冲击作用下的结构最危险处都位于立柱顶部内侧。首次从结构角度出发研究棚洞的抗冲击性能,其成果完善了棚洞既有理论,并为今后棚洞的合理设计和施工具有重要的指导意义。     

客大盾构区间端头井加固技术比选

以广州轨道交通3号线客大盾构隧道为背景,通过对盾构隧道施工过程中几种不同类型的土压平衡盾构施工的进出洞加固施工方案的分析,比较其各自的优缺点,并结合其工程经济性进行判断,最终决定采用钻孔桩加固盾构端头作为盾构隧道的进出洞方案。