侵入岩蚀变带软岩隧道大变形规律与稳定性研究

以安定隧道为工程背景,采用三维离散元方法对侵入蚀变岩破碎软弱围岩段隧道开挖大变形进行了数值模拟计算,分析了开挖进尺、台阶长度、台阶高度、裂隙密度等对隧道变形的影响规律,确定了台阶法施工时开挖参数的合理范围：开挖进尺为0.5～1.0 m、台阶长度为4～6 m、台阶高度为0.3H～0.4H。通过芬纳公式和卡斯特耐方程对隧道极限容许位移公式进行了修正,实践证明改进后的方法对隧道围岩稳定性判别更合理。     

铁路隧道洞口合理抗震设防长度

为确定隧道洞口段衬砌的合理设防长度,使隧道结构抗减震性能达到最优,以单线140 km/h、跨度6.4 m的铁路隧道为例,采用数值模拟方法,建立了隧道洞口段的动力分析模型;分析了围岩条件、衬砌物理力学参数等因素对地震作用下隧道洞口段衬砌内力响应的影响,讨论了围岩加速度响应和衬砌结构内力响应规律.数值模拟结果表明:距离超过洞口段3倍隧道跨度后,衬砌结构内力响应明显减小;振动台试验结果表明:洞口段抗震设防长度为3倍隧道跨度时,减震效果显著,验证了抗震设防长度的合理性.      

高速公路隧道路段大型车运行速度模型

为确定高速公路隧道路段大型车的运行速度特征点和运行速度值, 分析了高速公路隧道路段运行速度特性及规律, 通过跟车试验, 研究了不同长度隧道内驾驶人的行车规律和隧道路段的车速变化规律, 提出了隧道路段运行速度研究点, 通过特征点速度采集试验, 确定了隧道路段运行速度特征点, 建立了高速公路长大隧道特征点运行速度模型, 并对模型进行了验证。分析结果表明: 中短隧道对大型车运行速度影响不大; 隧道进口前200 m、进口、出口外100 m 3个点可作为长大隧道运行速度特征点; 运行速度模型的相对误差均在10%以内, 模型有效。     

横通道对双洞互补式公路隧道通风效果的影响

以采用双洞互补式通风方式的某公路隧道为对象,运用ANSYS软件,对不同数量、不同位置的横通道设置条件下隧道内速度场进行三维数值模拟,对比分析了横通道对公路隧道双洞互补式通风效果的影响.研究结果表明,对于长度为1000m的隧道,3条横通道比2条横通道的通风效果好,横通道间距100m比间距50 m的通风效果好,研究结论为可为类似隧道的运营通风方案确定提供参考.     

高速公路隧道入口连续视觉参照设施设置研究

为保证驾驶人在隧道入口的视觉参照的连续性、准确性,提高隧道入口的行车安全,通过对隧道入口视觉参照系的特性进行研究分析,提出了一种能在隧道入口建立强视觉参照系的视觉参照柱.在统计分析隧道横断面尺寸、驾驶人进入隧道时由于侧墙效应引起驾驶人行车轨迹的偏移的基础上,结合驾驶人的心理、生理特性,提出了隧道入口路面宽度变化段的过渡段长度建议值,建立了在隧道洞口内外布设视觉参照柱的长度、间距计算模型.研究结果表明:在隧道洞口外视觉参照柱布设的长度宜为200 m,隧道洞口内布设长度宜为250 m,布设间距宜为22 m.     

海底隧道泥水盾构始发端头加固范围研究

依托于青岛地铁跨海隧道某区间盾构始发案例,通过综合考虑盾构几何尺寸、板块强度理论以及土体滑移理论对理论公式进行了改进,确定了纵向加固长度h=16.1m;根据土体扰动极限平衡理论计算得出相应的径向加固范围：隧道两侧的加固长度为B=3.75m,拱顶为H₁=5.64m,拱底为H₂=3m,与实际加固范围相差不大;针对工程地质特点,提出了一种综合洞门素墙、“U”型素墙、套管咬合桩以及后退式注浆的盾构始发端头加固方式,可为青岛地区跨海隧道盾构始发提供参考。     

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。     

长大隧道快速施工关键控制技术

某铁路隧道全长3912m,为一次性建成双线电气化铁路隧道,复合衬砌。隧道穿越的地层岩性主要为太古界太华群片麻岩夹片岩和燕山期花岗岩。片麻岩岩石极限抗压强度为86.6Mpa     

超前支护技术在围岩隧道施工中的应用

工程概况 某隧道全长12615m 。HDK41＋910～HDK42＋074、HDYK41＋900～HDYK42＋074段为左、右线单线隧道,左、右单线长度均为174m,以喇叭口形式过渡为双线单洞隧道,HDK42＋074～HDK54＋000为双线单洞隧道,长度为11926m, HDK54＋000～HDK54＋425、HDYK54＋000～HDYK54＋525段为左、右线单线隧道,左、右线长度分别为425m、525m,以喇叭口形式过渡为左、右线单线隧道。隧道除进口端位于砂质黄土层中外,大多位于混合岩、花岗岩、片岩及砂岩夹砾岩层中,线路经过处山体起伏大,相对高差50～110m,隧道最大埋深340m,埋深最浅处则在出口端的冲沟谷底露顶横穿而过,浅埋段长150m,明洞段长约164m。本隧道设置8座斜井及两段明洞,隧道出入口、明洞入口及斜井入口均修筑便道相通。     

汕湛高速公路东岭隧道围岩分级评价

汕湛高速公路东岭隧道为特长山岭隧道,单洞最大长度4 248 m,最大埋深超过300 m,隧道长度在广东省高速公路中排名第三,地质条件复杂。通过运用工程地质调绘、钻探、物探、水文地质试验、室内试验和现场抽水试验、地应力测试等综合勘察方法,查明了隧道围岩级别,在此基础上计算出围岩基本质量指标BQ及修正值[BQ],详细划分了隧道围岩级别。     

隧道施工塌方风险评估与控制措施

为在施工前预防隧道塌方, 优化隧道设计, 以卧龙岗隧道施工塌方风险为研究对象, 对隧道初期支护进行了安全性分析, 明晰了诱发隧道塌方的风险因素, 结合隧道工程地质情况辨识了风险源, 采用层次分析法对风险源进行了重要性排序, 通过专家调查法对塌方风险发生的概率等级和风险损失等级进行了调查统计, 并运用风险矩阵法确定了塌方风险等级。分析结果表明: 初期支护及时封闭、临时支撑拆除时机、二次衬砌紧跟与爆破震动是塌方发生重要诱因, 卧龙岗隧道塌方风险等级为Ⅲ级, 风险等级较高。     

光面爆破技术在毛坝隧道的应用

毛坝隧道采用新奥法施工,在洞身开挖中进行光面爆破,并结合实际情况进行参数调整和效果检验以提高洞身开挖施工质量,有效地控制了超、欠挖,使隧道的光面爆破取得了良好的效果。     

双侧壁导坑法施工的大断面隧道的稳定性分析

以沙湾大断面隧道为研究背景,应用ANSYS有限元软件,采用释放荷载法,研究支护封闭的快慢对双侧壁导坑法施工的隧道稳定性的影响。通过对拱顶沉降、边墙中点水平位移、围岩塑形区及初衬应力的分析,得到了支护封闭时间对隧道受力和位移状态的影响,施工中应尽量缩短各开挖面的距离,使支护尽快封闭,有利于隧道稳定。为了进一步改善隧道的受力状态,模拟分析了加固部分围岩后的状态。结果表明加固侧壁导坑临时支护与初衬接触处的围岩能较好的改善隧道的受力条件。在临时钢架支护下端与初衬的接触点附近出现了应力集中现象,受到了很大的拉应力,在设计施工中应引起重视。     

Back-analysis of the response of shield tunneling by 3D finite element method

This paper presents a numerical back-analysis of the response of a shield tunnel during construction. An important issue in the construction of shallow tunnels, especially in soft ground conditions, is the surface settlement caused by shield tunneling. The tunnel test system with 10 m length, 7 m width and 6.7 m height, which was completed in China in 2009, is a research shield tunnel system. Using shield tunneling technique known as earth pressure balance (EPB) and slurry shield method, it could be excavated in a region consisting of original soft soils, such as silty clay, and different types of underlain soft soils. Based on the test results, the real-life tunnel response can be analyzed by back-analysis technique. The back-analysis technique is adapted to the three-dimensional finite element method (FEM). Parameter analyses are calibrated to study the behavior of the multi-scale diameter tunnel under various conditions. The suggested multi-scale model results show a well agreement between the prediction and the measurement.     

石龙山隧道新奥法施工围岩变形监测研究

新奥法是目前广为采用的隧道动态监测施工技术。以石龙山隧道施工监测为例,详细说明了该技术在隧道施工中对围岩位移及受力变化的监控实施程序,并根据量测数据的分析处理对支护结构进行调整。实施结果表明,此方法能有效控制围岩的稳定性,节省支护费用,确保施工安全。     

石龙山隧道新奥法施工围岩变形监测研究

新奥法是目前广为采用的隧道动态监测施工技术。以石龙山隧道施工监测为例,详细说明了该技术在隧道施工中对围岩位移及受力变化的监控实施程序,并根据量测数据的分析处理对支护结构进行调整。实施结果表明,此方法能有效控制围岩的稳定性,节省支护费用,确保施工安全。     

水磨房2~#连拱隧道施工方案探讨

连拱隧道跨度大 ,施工过程中由于各工序互相干扰 ,结构受力复杂 ,合理选择施工方案和开挖方法能明显降低临时支护成本 ,确保隧道结构在施工及运营期间的安全     

基于ANSYS的隧道支护结构参数优化分析

根据现场量测信息资料及时对施工中原始设计的隧道支护参数进行优化,是动态信息化设计和施工的重要组成部分。利用有限元分析软件ANSYS,对隧道施工过程中衬砌厚度与弹性模量等参数进行优化分析,其结果表明,优化分析可以较准确地反映现场实际工程的地质条件,工程施工中适宜应用。     

高速铁路隧道穿越黄河方案研究

大同至西安高速铁路穿越黄河地段,规划隧道全长20 949 m,为双洞单线隧道,拟采肜泥水加压盾构法和矿山法分别进行掘进施工.详细介绍了黄河地区的地质情况及及工程总体设计思路,具体阐述了盾构段、暗挖段、明挖段、工作井的结构设计,并重点交代了隧道拟采用的"站台+两侧救援通道+竖井"防火救援方案.虽然此方案最终因造价等原因未...     

含孤石软弱围岩隧道施工技术研究

以某含孤石Ⅵ级围岩单线铁路隧道为例,通过现场实测和数值计算对孤石对初期支护影响的基本规律进行了研究,并以此为基础提出针对此类地层的隧道施工方法。研究表明:软弱地层中距隧道较近的孤石会引起初期支护局部应力集中和围岩压力分布不均;就含孤石Ⅵ级围岩单线铁路隧道而言,半径超过0.5m、至隧道距离小于1.5m的拱顶、拱腰孤石会使与孤石临近部位的初期支护的弯矩、剪力明显增大;含孤石软弱围岩隧道宜选用交叉中隔壁等临时支撑较强的工法施工。