大断面浅埋黄土隧道施工参数研究

针对大西客专某大断面浅埋黄土隧道,基于有限元Plaxis-3D分析软件,采用莫尔-库伦模型,对隧道三台阶七步开挖工法进行了施工参数数值模拟。研究了隧道开挖中不同开挖循环进尺、不同台阶长度、不同分块大小施工对隧道变形及稳定性影响。研究结果显示：开挖循环进尺为1 m时,开挖步最大累积变形为30 mm;台阶长度为5 m时,隧道相对收敛为74 mm;上台阶高度为3 m时,隧道相对收敛为76 mm。此开挖参数可以有效地控制隧道变形,保证隧道围岩稳定。     

不同开挖方案下隧道围岩稳定性及变性特征分析

不同的开挖进尺会引起隧道相应的围岩位移变化,围岩位移超过容许值将会影响隧道的安全性。以长茂山双车道浅埋隧道为例,采用有限元软件ABAQUS对台阶法不同开挖进尺条件下的隧道施工进行三维数值模拟,从位移及应力两方面来分析台阶法不同开挖进尺的围岩变化规律。研究表明:围岩位移变化主要在拱顶及拱顶附近且侧拱两侧位移曲线呈对称分布;围岩的最大位移变形量随开挖循环进尺增大而相应增大,当开挖进尺增大到6 m后,围岩发生最大位移增长滞缓;围岩竖向位移和拱顶应力随开挖进尺变化的规律可以采用Logistic增长函数进行拟合;提出了循环开挖进尺为4 m的合理施工方法。     

三台阶法在公路超大断面软弱围岩隧道中的运用

某双向六车道道路隧道,最大开挖宽度为16.2m,最大开挖高度为11.01m,出口段约400m为浅埋隧道。本文针对该隧道的实际情况,采用三台阶七步平行流水开挖法施工,安全高效地通过了400m的超大断面浅埋软弱围岩隧道。     

三台阶法在城市超大断面软弱围岩隧道中的运用

某双向六车公路隧道,最大开挖宽度为16.2 m,最大开挖高度为11.01 m,出口段约400 m为浅埋隧道,本文针对该隧道的实际情况,采用三台阶七步平行流水开挖法施工,安全高效的通过了400 m的超大断面浅埋软弱围岩隧道。     

三台阶法在城市超大断面软弱围岩隧道中的运用

某双向六车公路隧道,最大开挖宽度为16．2 m,最大开挖高度为11．01 m,出口段约400 m为浅埋隧道,本文针对该隧道的实际情况,采用三台阶七步平行流水开挖法施工,安全高效的通过了400 m的超大断面浅埋软弱围岩隧道。     

浅埋偏压隧道洞口段病害处治及开挖施工技术

以广佛肇高速公路项目的黎壁山隧道为例,介绍了浅埋偏压段大变形病害的处治措施,分析了病害成因。经过方案比选,确定采用三台阶七步开挖工法,并通过缩短台阶长度和控制仰拱一次开挖榀数,加快支护系统闭合速度,确保了围岩稳定。根据浅埋偏压隧道变形特点,选择了有利于结构受力与围岩变形的开挖进尺和顺序,同时采取加强超前支护与初期支护、封闭掌子面、加密监控量测和做好防排水等措施,安全地穿越了病害段。后期验收结果表明,隧道结构工作良好,所得结论对解决类似工程问题具有一定借鉴意义。     

某软岩大断面隧道微台阶法开挖围岩变形特性研究

为了提高大断面隧道施工安全性,以某软岩大断面隧道开挖支护为对象,利用FLAC 3D有限元分析软件,模拟分析了某大断面隧道在微台阶开挖法下隧道围岩变形特性,研究得到上台阶开挖完成后围岩塑性区分布情况、掌子面位移分布情况,对比下一进尺完成后得到围岩等效塑性区大小及位置变化情况;并通过在模型中布设相应监测点,分析开挖过程中的围岩位移变化情况,得到拱顶沉降、拱腰水平位移变化规律以及最大变形值,分析结果表明微台阶法在该软岩大断面隧道开挖过程对围岩变形的控制效果较好。     

大断面公路连拱隧道施工开挖控制

杭千高速南峰、善岭隧道为六车道曲墙连拱隧道,隧道最大开挖宽度36.3 m,是目前国内公路双连拱隧道开挖跨度最大的隧道之一,隧道开挖施工安全具有重要意义。从围岩稳定性、动态施工过程等方面分析和总结了连拱隧道的开挖变形受力情况及合理的施工过程,探讨了关健工序的施工合理控制方法,对后续工程施工具有参考意义。     

基于ADINA的隧道开挖变形分析

采用大型非线性有限元分析软件AD INA对隧道开挖变形进行数值模拟,建立二维有限元分析模型;采用AD INA自带的单元生死功能动态模拟开挖支护过程,对比全断面开挖法与上下台阶法开挖两种施工方法,分析两种方法对隧道围岩变形的影响,结论是两种方法产生的变形均向洞内收缩,拱顶Z向位移变化较为接近,两邦Y向位移是全断面法大于上下台阶法;此外,对锚杆的位移变化进行了分析,进一步说明两种施工方法对洞周围岩变形的影响,此时锚杆均受拉,起悬吊作用。     

基于数值模拟的两种隧道开挖工法对比研究

根据某隧道的地质资料与施工条件,建立了包含开挖步骤的隧道三维有限元数值模型,开展了相应的施工参数优化分析。施工工法方面,对比了三台阶法与CD法,两种工法的最终沉降与应力差异不大,但三台阶法的沉降增长速率与应力释放速度明显较高,对开挖后的支护工序有更严格的时间要求;开挖进度方面,对比了1.6m、2. 4m、3. 2m开挖进尺下的围岩沉降变化,发现开挖进度对最终沉降影响不大,但对沉降速率影响明显,建议断面开挖进度不宜超过3. 2m/次。     

公路隧道设计与施工的现状及问题

公路隧道工程设计与施工研究现状及相关问题分析 在公路隧道施工中,台阶法、全断面法、分部开挖法是最为常用的施工方法。在选用施工方法时要充分考虑环境条件、围岩类别、埋深、断面等因素,使其在施工中尽量减少围岩扰动,做好初期支护,及早封闭断面。目前,我国针对公路隧道施工方法的主要研究有：孙钧、朱合华将“虚拟支撑力”运用到地下结构施工中,对隧道推进过程中围岩动态响应问题进行了研究,并利用三维边界元法就全断面开挖、台阶开挖对洞身位移释放系数的影响进行了研究;关宝树、王明年利用卧式试验坑内的有限元仿真分析和相似模型试验,对公路隧道施工中常用施工方法进行了比较分析,并且重点研究了围岩在不同施工方法中的变形特点。     

长大深埋隧道开挖施工控制关键技术

某双线隧道最大埋深为556.71m,长度5125m。围岩类别为以III、Ⅳ级围岩为主,岩性主要是硬脆性的砂岩、石英砂岩,局部软弱围岩段为Ⅴ级围岩,岩性为砂及卵砾石,黏土和粉质黏土、半胶结砾岩,下伏中生界砂岩、页岩、泥岩。此外隧道还经过一粘土、泥夹石断裂带。深埋隧道开挖施工软弱围岩段施工隧道Ⅴ级软弱围岩段采用三台阶七步开挖法,施工工序见图1。具体施     

软弱围岩隧道开挖方案优化研究

根据合福线合肥至福州段的万山隧道特点和隧道开挖施工现状,参考前期围岩变形、锚杆应力等监测成果,采用有限元方法分别模拟万山隧道Ⅴ级围岩六步CD法和三台阶七步法两种开挖方案,比较分析两种开挖方案下洞室应力、变形的数值结果,并结合结构安全、稳定情况,论证三台阶七步法施工方案的可行性和合理性。     

三台阶七步开挖法在V级围岩隧道中的应用

结合厦深铁路(广东段)客运专线V级围岩隧道施工,详细介绍了V级围岩隧道的三台阶七步开挖法,讨论了三台阶七步开挖法的施工工艺和具体施工要点,指出三台阶七步开挖法在本工程V级围岩隧道中的应用,可有效缩短施工循环长度,在保证施工安全的前提下,施工进度得到较大提高,产生良好的经济效益和社会效益。     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

破碎围岩偏压隧道合理施工方法研究

破碎围岩段偏压隧道施工时,较多采用双侧壁导坑法,预留核心土对在开挖过程中隧道的围岩变形和支护受力有很大影响,对隧道围岩稳定性起着至关重要的作用.针对重庆境内的某浅埋偏压隧道在施工中的合理工法和安全性保证问题,系统比较分析了上下台阶法施工和预留核心土施工对隧道围岩的应力场、位移场、塑性区和支护结构内力影响.通过计算结果表明,预留核心土施工具有明显的优点,其不但减小了隧道围岩的净空位移,控制了塑性区的发展,而且改善了支护结构的受力,使其更加趋于均匀合理.研究成果与现场施工实际相吻合,为偏压破碎围岩隧道开挖实践提供了理论分析依据.     

偏压条件下连拱隧道施工方法选择的数值分析

对浅埋偏压条件下采用台阶方法施工的双连拱隧道，按不同的开挖顺序分别进行了弹塑性有限元分析，获得了围岩与支护结构的不同响应，分析表明采用外侧先行施工的方法较其他方法能更有效地控制围岩的变形和改善支护受力。     

隧道开挖引起的围岩变形特征数值分析

以乐雅高速公路光华山隧道三台阶法开挖工程为例,利用有限元软件ABAQUS研究隧道开挖对围岩变形和关键点位移的变化规律,并将现场实测结果与数值结果进行对比分析。结果表明,隧道开挖过程中围岩水平位移小于竖向位移,且变化较小;与拱顶沉降相比,隧道开挖过程使拱腰水平收敛所需稳定时间更长;隧道开挖会导致拱顶发生沉降且仰拱出现隆起;左右侧拱脚和拱腰均向隧道中心移动,且与拱脚相比,隧道开挖对拱腰的水平位移影响更大。实测结果证明数值模拟规律的正确性,可为隧道支护设计及开挖方法选定提供依据。     

高地应力软岩隧道支护时机及预留变形量研究

隧道的合理支护时机与预留变形量是制约施工工期和工程造价的重要因素。以湖北省宜巴高速公路峡口隧道为例,采用数值模拟方法,对隧道围岩的时空变形规律进行分析,研究高地应力软岩隧道的合理支护时机与预留变形量。结果表明:高地应力软岩隧道开挖过程中,围岩变形以与时间相关的蠕变变形为主,拱顶下沉蠕变变形量占总变形量的78%,水平收敛蠕变变形量占总变形量的71%。拱顶下沉量在15 d 后即可达到其总变形量的90%,水平收敛量在12 d 后达到其总变形量的90%。按照极限位移准则,二次衬砌的支护时间为隧道开挖15 d 后;按照变形速率准则,二次衬砌的支护时间为隧道开挖25 d 后;合理的支护时机应在隧道开挖后15 ~25 d。基于研究结果,峡口隧道设置的预留变形量设计为35 cm,通过对二次衬砌进行长期稳定性分析,验证了该预留变形量是合理的。     

超大断面扁平结构隧道开挖方法数值模拟及优化研究

超大断面扁平结构隧道的受力特性和围岩应力分布情况复杂,施工难度大、安全隐患多,寻找一种合适的开挖方法尤为重要。结合某超大断面扁平结构公路隧道工程,提出3种不同开挖方法(三台阶七步法、双侧壁导坑法和双侧壁结合台阶法);运用MIDAS/GTS软件对各开挖方法进行了数值模拟,分别获得了3种方法开挖过程中隧道围岩位移、受力特点及其分布规律,并进行比对分析,最终优选出双侧壁结合台阶法是适合该超大断面扁平结构隧道的最优开挖方法。该方法在现场生产应用中取得了良好效果,确保了隧道施工安全,对类似工程施工具有借鉴和指导意义。