角洞岙隧道上跨输水隧道三维数值模拟及爆破减震措施研究

结合具体工程,介绍了新建公路隧道上跨既有输水隧道的爆破减震设计要点,并对其施工过程进行了三维弹塑性数值模拟。研究结果表明:施工过程中输水隧道是稳定的;公路隧道的施工对输水隧道受力有利。     

新建隧道下穿既有水泥厂厂房影响分析

基于有限元计算方法对新建公路隧道下穿既有水泥厂厂房施工全过程进行模拟,通过计算模拟评价新建隧道建设过程中对既有水泥厂厂房的影响范围及程度,提出保证新建隧道建设和既有水泥厂厂房运营安全的要求和措施。     

不同结构面倾角对深埋隧道开挖方法的影响规律研究

某深埋公路隧道地质条件复杂,围岩软硬交替,且具有高地应力特点,施工过程中多处出现挤压掉快、支护结构扭曲等现象,对隧道施工安全造成严重威胁。结合隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对隧道围岩稳定性进行数值模拟分析,对比分析不同结构面倾角下全断面法和下导洞超前开挖法模拟计算结果。结果表明:结构面倾角对软弱围岩区位移和塑性区分布特征影响较大,坚硬围岩区影响较小;两种开挖方法下隧道周边位移和塑性区分布特征基本一致,所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供参考。     

某山岭隧道叠交上穿施工及运营对既有地铁区间隧道影响分析

以某山岭隧道叠交上穿既有地铁区间隧道施工为例,采用MIDAS/GTS有限元软件,模拟计算并分析了该工程施工期及运营期对既有地铁区间隧道位移特征的影响,并对该既有地铁区间隧道的安全性进行了研究.研究结果表明:施工及运营期间,既有隧道所受上方隧道开挖的位移影响以竖向位移为主并满足相关要求;相比于施工阶段,运营期各方向变形皆有减小;从新建隧道施工开挖到远离与既有隧道的叠交影响区域,施工均对既有隧道的竖向位移产生明显影响,此阶段需要加强监测,并及时反馈指导施工.     

建筑结构上跨多重隧道结构施工安全影响分析

为分析建筑结构施工对下方多重既有隧道结构的受力及安全性影响, 本文依托某隧道上方房建项目施工, 利用 Midas/ GTS 有限元软件分析了建筑结构施工作用下既有隧道结构的位移与受力变化特征, 结合相关规范确定隧道的裂缝宽度与安全系数等指标, 评估了房建施工对既有隧道结构的安全影响。 研究结果表明: 施工引起既有多重隧道的竖向位移量大于横向位移量; 公路隧道和轨道隧道的最大竖向位移分别为 7. 43mm、 5. 06mm; 公路隧道和轨道隧道的结构安全系数分别为 2. 45、 3. 0, 最大裂缝宽度分别为 0. 11mm、 0. 18mm; 各项评估指标均满足规范要求, 施工不会影响既有隧道的结构和运营安全。 施工过程中的位移量与裂缝宽度监测结果均小于计算量, 证明了该评估方法的可靠性。 本工程经验可为类似工程设计和施工提供有益工程参考。     

研究浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方案

针对浅埋偏压隧道下穿既有桥梁段施工,结合隧道工程实际情况,采取方案比选的方式分析隧道施工对既有桥梁造成的影响。通过分析得出以下结论:因两侧弧导洞与上断面中导洞施工是造成沉降和桥墩位移的主要原因,所以需在施工中加强此处监测频率;6~#桥墩位移受施工影响最大,4~#桥墩最小;建议采用先施工浅埋侧隧道方案,同时做好位移与裂缝观测,以确保隧道施工质量和既有桥梁安全。     

监控量测技术在龙凤山隧道施工中的应用

针对隧道新奥法施工的特点,结合重庆南川地段水界高速公路龙凤山隧道工程,阐述监控量测技术在隧道新奥法施工中的应用及其效果．在其采用上下台阶法施工围岩周边收敛位移量和左、中、右拱测点的稳定位移值显示较小且都处于可控制状态,此时根据量测结果施作二次衬砌,为施工安全提供了有力的依据,取得了良好的效果．     

大型基坑坑外降水对邻近隧道的变形特性影响研究

以典型工程实例为背景,考虑土层与衬砌的相互作用,探讨了基坑开挖过程中对邻近隧道的影响,且着重对既有地铁隧道位移受坑外水位下降的敏感性进行分析。研究结果表明:基于流固耦合作用,基坑开挖对临近隧道产生了一定的影响,既有地铁四号线最大水平与竖向位移分别为-1.26 mm与-0.63 mm,均出现在靠近基坑一侧,但影响程度较小,在安全控制范围之内;坑外水位下降2 m对既有隧道变形产生了显著的影响,较坑外水位下降0 m隧道水平位移增加了34.3%,竖向位移增加了近3倍。地铁隧道位移受坑外水位下降影响显著,水平位移、竖向位移随着坑外水位下降深度的增加而增长,近似呈线性关系。     

软土地层隧道开挖对邻近桩基影响数值分析

以某典型软土地层中隧道侧穿桩基为例, 采用数值模拟方法开展了隧道开挖对不同位置处桩基的影响程度分析研究。 结果表明： 隧道开挖引起地表的竖向和水平位移显著影响的区域分别分布在距离隧道中心 0 ~ 3D 和 1D ~3D (D 为隧道外径) 范围内, 其沉降曲线与经验公式的一致性验证了数值模型的可靠性; 同时, 桩顶沉降受开挖影响的区域与地层显著沉降区基本一致; 随着桩基与隧道中心线的距离增大, 桩基的安全区范围逐渐增大而警戒区范围逐渐缩小; 对比桩身沉降和水平位移, 可考虑采用桩顶位移作为桩基变形的控制指标, 当盾构掘进通过桩基且与其净距达到 10L (L 为管片宽度) 左右时, 隧道开挖对桩基变形的影响最明显, 可为现场盾构施工中的变形控制提供参考。     

双线三台阶深埋隧道力学行为特征研究

以某单线铁路隧道工程为背景,研究了深埋隧道双线三台阶施工方法的力学行为特征。通过FLAC3D软件对IV级围岩下的深埋隧道进行数值模拟,从围岩塑性区、围岩位移场和围岩应力场三个方面分析得出双线深埋隧道的主应力范围、塑性区范围以及位移相对较小,都能满足安全施工要求。建议在实际工程中可通过减小上台阶高度控制塑性区和应力场,确保隧道整体稳定。     

暗挖地铁隧道下穿高速铁路隧道保护措施研究

以北京地铁12号线大钟寺站—蓟门桥站区间暗挖隧道下穿京张高速铁路隧道为工程背景,在高速铁路隧道保护设计的基础上,建立了暗挖隧道下穿京张隧道三维有限元数值模拟,总结了京张隧道竖向位移和横向位移随施工步变化特征.通过现场监测,对暗挖隧道拱顶沉降和结构收敛监测结果以及京张隧道竖向位移、横向位移、结构收敛及自动化监测等结果进行了详细分析.研究结果表明:京张隧道竖向位移变化过程为两阶段"S"型曲线;京张隧道中心前16m和后14m范围内是穿越施工显著影响区域;先行和后行隧道施工引起的京张隧道竖向位移分别占总竖向位移的68.3％和31.7％,先行隧道施工是铁路隧道保护关键阶段;数值计算和现场监测表明后施工隧道对铁路隧道竖向位移的空间位置变化作用明显;京张隧道横向不均匀沉降明显,最大值为1.267mm;综合现场监测结果,暗挖隧道和京张隧道相关位移不超过容许值的44％,可认为暗挖隧道设计参数和施工保护方案符合铁路隧道保护要求.     

软弱围岩大跨度隧道三台阶七步法施工可行性分析

为了解决超大断面隧道在穿越软弱围岩地带容易发生失稳坍塌等病害的问题,目前国内大断面隧道施工普遍采用台阶部分法.选取深圳侨城东路隧道标准段为研究背景,首先针对超大断面隧道、地质条件复杂、围岩多为Ⅳ和Ⅴ级的复杂特征,采用原位钻探和室内岩石物理力学实验,获得隧道围岩关键参数;然后,利用FLAC3D数值模拟软件建立隧道模型,模拟三台阶七步施工工法对大断面隧道软弱围岩稳定性的影响;最后,对得到的隧道位移应力变化规律进行总结分析.结果表明:三台阶七步开挖法在侨城东路隧道施工时表现出了很强的适用性,且施工时对于下方隧道影响较小,不仅为侨城东路北延通道工程整体施工提供了数据支撑,也可为类似条件隧道施工工法的选择提供参考.     

高速公路隧道围岩压力与位移的聚类分析

通过对某高速公路隧道监测断面围岩压力和位移监测资料的分析研究发现:隧道围岩接触压力、位移及时间等监测值之间有着明显的相关性;运用数据挖掘软件SPSS对隧道围岩的压力与位移监测值进行了聚类分析,可以找出二次衬砌施工的合理时机,提高隧道施工的安全性,从而达到指导隧道的设计与施工的目的。     

基坑施工对临近隧道的影响分析

以邻近区间隧道的某基坑工程为例,利用MADIS有限元软件分别对基坑降水、基坑开挖等工况对相邻地铁结构的影响进行深入分析。研究显示：(1)基坑降水工况下,隧道水平位移明显小于竖向位移。(2)在基坑下部开挖与基坑上部开挖深度基本相同的情况下,下部开挖引起的相邻隧道变形明显大于上部开挖。(3)从隧道变形量值上来看,开挖至基底引起隧道水平位移明显大于竖向位移。(4)受力分析表明隧道配筋满足要求。数值模拟结果与实际监测结果基本吻合,可为类似邻近地铁结构的工程建设提供一定借鉴。     

降雨条件下明挖隧道回填土的堆载稳定性分析

对于覆土明挖隧道,回填土的堆载稳定性是评价隧道整体稳定性的关键指标之一。以徐州某临坡明挖隧道为研究对象,通过MIDAS GTS NX软件建立隧道回填土边坡计算模型,计算开挖隧道结构与坡脚所处不同距离时,施工隧道上覆盖填埋土体厚度、降雨环境等条件影响下的覆盖土体边坡位移量。计算表明,距离坡脚较远处开挖隧道,边坡水平位移量较大,且在坡脚和坡顶处的竖向位移较大;随着人工填土厚度的增加,边坡的水平位移和竖向位移皆变大;降雨后土体在水平和竖直方向的位移皆变大。工程中应重视雨季施工回填土堆载的稳定性监测,做好相应预防措施。     

盾构隧道拓建地铁车站施工力学特性分析

随着城市轨道交通的快速发展及城市环境的制约,普通暗挖法在地铁车站施工中所受的局限越来越大,结合国内外工程案例,提出双洞盾构区间隧道拓建地铁车站的方案,可为以后利用盾构隧道扩挖车站或在盾构区间内增设车站提供借鉴。采用数值模拟对既有盾构隧道拓建地铁车站的方案进行分析,重点研究拓建施工过程中既有盾构隧道的位移和应力变化规律:盾构最大主应力沿整个隧道纵向呈"W"型分布,且土体开挖对纵向一定范围内的最大主应力影响较大,而对范围外的最大主应力影响较小,该影响范围的纵向长度是固定的,为19.5 m。前3次土体开挖对盾构隧道的最大、最小主应力影响较大,而剩余部分土体开挖对盾构隧道的最大、最小主应力影响较小。研究结果表明:利用盾构区间隧道拓建地铁车站的方案是可行的,且由于国内盾构6 m直径较为普遍,施工经验也较丰富,因此有较大推广价值。     

盾构机动载作用下小净距渐变重叠隧道稳定性研究

以重庆地铁六号线花卉园—大龙山小净距渐变重叠隧道为背景,采用数值模拟和现场监测相结合的手段,研究了盾构机动载作用下小净距渐变重叠隧道的变形、附加内力及弯矩,揭示了"隧道先开挖,盾构机后通过"施工形式对已有小净距渐变重叠隧道稳定性的影响规律。研究结果表明:盾构机在上洞步进引起的下洞最大位移变化点位于支撑靴后方2～3 m附近,不均匀沉降主要出现在支撑靴前方1.5D(D为隧道直径)到后方2.5D的范围内;盾构机后通过上洞将引起下洞在支撑靴后方产生较大的附加力,而前方影响较小。在此基础上提出了以减弱纵向效应和增强自身抵抗力为主的应对措施,并在重庆轨道六号线的后期施工中得到充分利用,取得了显著效果。     

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。     

公铁立体交叉隧道施工先后顺序比选研究

随着地下交通工程的高速发展, 立体交叉隧道在施工期间相互影响的案例日渐增多, 由于交叉隧道施工顺序对隧道结构安全影响明显, 成为一个值得探讨的问题。 依托义东高速公路东阳段双线西甑山公路隧道与上方邻近杭温高铁单线梧坞隧道的立体交叉工程, 以多线立体交叉隧道施工顺序对周边围岩及隧道结构的影响为研究对象, 建立了弹塑性有限元模型, 模拟了隧道施工过程中, 下方公路隧道先施工以及上方隧道先施工两种工况, 对比分析了两种工况下后施工隧道对先施工隧道的位移及应力的影响规律。 得出结论： 两种工况均满足隧道安全设计要求, 但上部隧道后开挖时, 其施工开挖过程对下部双线隧道的影响更小, 故对于此类立体交叉隧道而言, 选用先下后上的施工顺序更为合理。     

临近高层建筑群桩基础隧道开挖围岩变形特性

依托某市地铁工程实例,借助ABAQUS建立数值模型,对临近高层建筑群桩基础隧道开挖围岩变形特性进行研究。研究结果表明:围岩变形随隧道开挖面应力释放逐渐增大,具体表现为"快速-缓慢-稳定"3种类型;相比未考虑临近高层建筑群桩基础荷载时,考虑建筑群桩基础附加荷载后隧道拱顶位移、围岩收敛和地表沉降分别增加了6.8%、8.6%和9.8%;最终稳定时拱顶位移和围岩收敛控制在5 mm以内,地表沉降控制在7 mm以内,距离群桩基础一侧横向地表沉降主要影响区域约为3.5倍隧道开挖洞口直径。围岩变形整体较小说明群桩基础荷载对其影响相对较小,同时亦可反向推断隧道施工对高层建筑影响较弱。研究成果能够为类似工程实践及进一步探究围岩变形特性提供重要理论参考。