小净距地铁盾构重叠隧道施工影响的三维有限元分析

深圳地铁三号线红岭中路站—老街站—晒布路站区间盾构隧道上下完全重叠1 045 m。为了研究重叠地铁盾构隧道施工影响规律,采用ANSYS三维有限元分析软件,模拟围岩、支护结构及开挖过程进行了计算模拟分析,论证了盾构重叠隧道"先下后上"的施工顺序的可行性,其结果可供设计及施工参考。     

基于三维有限元模型的小净距隧道施工力学分析

针对Ⅲ级围岩,利用弹塑性三维有限元模型分析了小净距隧道在不同净距下隧道围岩、中隔墙、锚杆及初衬的受力性状。结果表明,两洞围岩应力终值不同,后行洞施工会造成中隔墙应力集中,其应力集中系数随净距减小而增大,应力峰值点位由拱腰与墙脚趋于起拱线;后行洞开挖使先行洞侧围岩松动区扩大,引起中隔墙内锚杆轴向应力增加,对其他部位锚杆受力影响很小;后行洞施工增加先行洞衬砌环向压力,但不会增加衬砌环向负弯矩。对于Ⅲ级围岩,隧道的最小净距取0.5B是合适的,在此净距下,两洞掌子面间的最小间距约为0.5B。     

小净距隧道开挖空间效应分析

依托某隧道的设计及施工,建立小净距隧道的三维计算模型,对小净距隧道IV级围岩段台阶法开挖进行数值模拟计算,对其开挖过程中位移场、应力场、喷射混凝土初期支护随空间变化规律进行分析,结果表明:小净距隧道施工过程中存在先行洞和后行洞相互扰动的现象,量测断面的位移主要产生于隧道开挖至量测断面及通过后;边拱和仰拱所受弯矩大,在拱腰位置出现较大的正负弯矩容易造成初期支护混凝土开裂。     

小净距隧道施工的平面数值模拟

结合九岭隧道的设计及施工实践,建立小净距隧道的平面计算模型,对小净距隧道进行开挖支护数值模拟计算,并着重对其位移场、应力场、喷射混凝土初期支护、锚杆轴力进行数值分析,结果表明:由于围岩较好,开挖后整体稳定性较好,变形主要集中在拱顶与仰拱底部,应力主要集中在隧道的拱脚处,喷射混凝土的最大弯矩值以及支护锚杆的最大轴力值都出现在隧道拱脚处,塑性区较少,主要分布在中间围岩部位,因此要重点加固此部位.     

小净距偏压隧道进洞施工探讨

通过凉水井隧道进洞的施工实例,对小净距偏压隧道进洞前的明洞开挖、边仰坡防护、超前长管棚、偏压护拱,和进洞过程中的洞身开挖及初支、二次衬砌施工各个环节的总结探讨,并对在施工过程中的监控量测的进行深入研究,从而为类似隧道的施工积累经验。     

爆破震动对小净距隧道影响的数值分析

小净距隧道后行线的爆破施工会对先行线的初期支护结构产生震动影响.为了研究该影响,笔者结合湖南省某隧道,对小净距隧道后行线的爆破施工进行数值模拟,计算了不同净距时,隧道先行线不同断面、不同位置的衬砌单元主应力及质点的震速,整理分析后得出以下结论:衬砌迎爆侧受爆破震动影响较大,主应力和震速的极值都出现在迎爆侧墙腰位置;衬砌内侧的应力值略大于外侧;主应力和质点震速的极值都随净距的增大而减小;近爆点水平方向的震速值大于竖直方向.     

小净距隧道施工与优化

乌鲁木齐外环改建扩容工程新建蜘蛛山隧道与既有蜘蛛山隧道为平行小净距隧道,新建隧道施工不仅应考虑自身隧道安全,而且须考虑施工对既有隧道安全运营的影响。基于隧道施工揭示的围岩情况,依据试验段施工情况和相关监测数据,将原隧道设计施工工法CD法优化调整为台阶法;场地内隧道出洞口地势较陡,原隧道设计的出洞洞口段超前大管棚施工难度大,将超前支护优化调整为洞内超前注浆小导管。蜘蛛山隧道施工工法和超前支护的优化调整安全合理可行,同时提高施工效率,缩短了工期。     

确定小净距隧道合理净距的数值模拟研究

小净距隧道合理净距的选择对其稳定性及工程造价具有重要的影响。影响小净距隧道合理净距的因素很多，有围岩级别、断面型式、施工方法等。解析法虽然可以得到规则情况下围岩应力、位移的精确解，但是对复杂情况下却很困难。而数值方法可以计算各种复杂情况下围岩的应力、变形、塑性区分布等情况，从而可以根据结果合理确定其合理净距。采用传统有限元法和强度折减弹塑性有限元方法，针对某工程实例，计算了不同净距情况下隧道的应力、位移、塑性区分布及安全系数，并把强度折减法计算的安全系数发生突变时的净距作为合理净距，和传统有限元计算分析的结果相吻合。     

小净距隧道洞周变形特征数值分析

采用二维弹塑性数值计算方法,对小净距隧道拱顶位移、水平收敛进行数值模拟计算,研究围岩级别、净距、开挖方法对隧道变形的影响,揭示小净距隧道洞周变形特征。研究结论可为小净距隧道的设计、施工提供一定的指导。     

小净距并行隧道施工技术要点

以石狮小净距并行隧道为例,介绍小净距并行隧道的超前支护、洞身开挖、中间岩柱加固、锚喷支护、监控量测等关键工序的施工方法和技术要点。     

大断面小间距隧道施工力学横向影响因素分析

大断面小间距隧道左右洞之间会产生相互影响,本文利用 FLAC3D数值计算软件对大断面小间距隧道进行相关数值模拟分析,探讨了施工方法、左右线之间的净距等对小净距隧道的影响,对小间距隧道的设计和施工有一定的借鉴意义。     

小净距隧道、连拱隧道、普通分离式隧道造价对比分析

通过对京福高速公路福州、三明、南平段的不同结构型式的隧道工程延米造价的对比,得到了普通分离式隧道、小净距隧道、连拱隧道在工程造价上的差异,可为业主、设计单位在进行工程可行性分析时提供科学的决策依据。     

小间距群洞施工影响效应方案优化研究

结合北京地铁四号线宣武门站工程对小间距群洞施工的影响。通过正交试验和数值模拟2种方法对群洞的施工工法、开挖顺序、各导洞开挖面之间的距离以及台阶长度4个主要因素进行优化,并就群洞施工对地表最大沉降和群洞间相互影响进行分析。通过这些研究分析,确立合理的施工方案,为以后的研究提供参考。     

城市渐变小间距隧道施工关键技术探讨

城市小净距隧道在爆破施工过程中,中夹岩柱多次受到扰动,使得其力学行为十分复杂,易发生破坏和失稳。以厦门大学小间距隧道为依托,着重从保护小净距隧道中夹岩柱的原则出发,从爆破施工参数、中夹岩柱加固角度对城市渐变小间距隧道施工技术进行了阐述。     

卵石层小净距隧道关键参数研究

针对卵石地层小净距隧道围岩整体性与稳定性差、施工中易坍塌、围岩相互扰动大的问题,通过FLAC 3D数值模拟和现场监测,对卵石层小净距隧道左右洞合理净距和先后行洞掌子面安全纵向间距进行了研究。得到如下结论： 1）当净距不大于6 m时,隧道地表沉降槽呈“V形”,沉降最大点位于中夹岩顶部;随着净距大于6 m,隧道拱顶部位地表沉降逐渐超过中夹岩顶部,地表沉降槽呈 “W形”。2）当2洞间净距不大于6 m（约1倍洞跨）时,2洞开挖后围岩压力叠加效应明显,极易发生失稳;当隧道净距大于18 m时,可按分离式隧道进行设计; 3）随着先后行洞间掌子面纵向距离的增加,后行洞施工对先行洞的影响逐渐减少,当纵向间距达到30 m（4.6倍洞跨）时,这种影响基本可以不予考虑。     

浅埋小净距公路隧道围岩压力分布规律

为了给小净距隧道设计和施工提供科学依据,并为完善中夹岩墙的加固方法奠定理论基础,首先通过对41座小净距隧道的双洞内侧围岩压力进行统计分析,研究了小净距隧道围岩压力的演化特点,分析了垂直围岩压力与单洞开挖宽度、埋深和净距的关系,讨论了双洞内侧侧压力系数与各工程地质参数之间的关系,并基于隧道实际滑裂面,建立了小净距隧道荷载计算模型,提出了小净距隧道围岩压力的计算方法,通过与实测数据及既有研究成果的对比,验证了该方法的合理性及普适性,并基于以上研究成果提出了小净距隧道围岩稳定性控制方法。研究结果表明：小净距隧道垂直围岩压力与水平压力发展趋势基本一致,水平压力发展速率明显大于垂直压力,稳定时间也较短;水平压力受双洞间的相互影响比垂直压力要大,在施工过程中应重点关注水平方向的应力发展;侧压力系数随净距增加而增大,但随埋深、内摩擦角和黏聚力的增加而减小,并普遍小于规范值;所提出的围岩压力计算式对于复杂小净距隧道具有较好的适应性,并能对施工过程中小净距隧道的围岩压力进行估算;小净距隧道围岩稳定性控制应从合适的施工方法、合理的支护设计以及实时的监控量测3个层面考虑,具体的控制对策应结合围岩条件和工程特点进行实施。     

浅埋小间距隧道开挖围岩变形及控制对策

采用FLAC软件对地表有相对硬壳层的粉沙层中隧道开挖之后地层的变形机理进行模拟,通过分析隧道开挖后围岩变形的空间效应特性曲线,确定隧道开挖支护后引起的围岩变形的幅度和范围,找出隧道开挖最不利荷载工况和结构薄弱部位,为施工方案提供理论依据和决策支持。研究表明,不同的施工顺序引发不同的施工力学状态,进而引起不同的施工力学效应,隧道开挖先后顺序不同对围岩区域、幅度的扰动也不同。以北京地铁某车站的实测为基础,分析了粉沙地层中隧道施工不同工序引起的各部分变形情况,进而提出了相应的工程措施。     

小净距隧道稳定性影响因素的数值模拟

运用ANSYS数值模拟手段,对不同埋深、净距、围岩等级的小净距隧道进行三因素四水平的正交试验,通过对不同因素组合下隧道帮部、顶底板应力及位移的综合分析,结果表明:埋深对隧道围岩的应力影响最大;围岩等级对隧道顶底板的位移影响最大;埋深对远离中夹岩柱的帮部位移影响最大,而围岩等级对靠近中夹岩柱处的帮部位移影响最大.