隧道施工不同台阶长度开挖数值模拟对比分析

针对某隧道工程,采用FLAC 3D模拟台阶法施工,并分别对超短台阶、短台阶和长台阶进行模拟对比分析,分析了3种工况下隧道开挖引起的拱顶沉降和地表沉降异同。得到以下结论:采用超短台阶法能有效减小隧道顶部的沉降,相对于短台阶法和长台阶法,采用超短台阶法时的拱顶沉降分别减小了10. 8%和15. 2%。上台阶开挖过程中沉降量大于沉降总量的一半,且随着台阶长度的增大,上台阶开挖引起的沉降比例逐渐增大,这与上下台阶距离较近且二者施工相互影响较大有关。隧道正上方地表沉降值最大,地表沉降曲线沿隧道中心左右两侧近似对称分布。相对于短台阶和长台阶,采用超短台阶可以有效降低地表沉降11. 5%和14. 6%。合理的减小台阶开挖长度,能有效减小隧道开挖引起的地表沉降。     

台阶法施工隧道结构受力性状有限元分析

以东山隧道为研究对象,针对三台阶和上下台阶法建立弹塑性有限元模型,分析施工过程隧道结构体系位移与受力性状。分析表明,上下台阶法围岩变形和塑性区分布比三台阶法小,三台阶法锚杆轴力、初支及二衬应力则比上下台阶法小。综合对比结果,三台阶法优势不明显,为减少施工扰动,宜采用上下台阶法。     

软弱破碎围岩大断面隧道台阶法施工几何参数优化分析

在软弱破碎围岩进行隧道开挖时,采用台阶法施工往往比cD法、CRD法等分多部开挖法要更加危险,容易产生大变形,塌方等事故,但由于它工期短、施工方便而常常为施工单位应用。依托人和场隧道,采用数值模拟的方法对台阶法上台阶开挖高度进行优化,以对台阶法进行适当优化。通过对比0．55H、0．60H、0．65H、0．70H、0．75H五种不同的开挖高度对隧道初衬和围岩的影响,得出在施工中采用0．65H的台阶高度是良好的,为工程施工提供参考。     

基于中条山隧道的台阶法几何参数优化分析

为提高台阶法在软岩条件下施工时的安全性,充分发挥其施工高效的固有优势,以中条山隧道为工程依托对该法施工时几何参数的选取进行优化分析。分析采取数值模拟结合现场监测数据的方法,以初期支护结构安全性、掌子面稳定性以及施工便利性作为优化选择的依据。根据研究成果可知:在软岩条件下隧道采用台阶法施工时,上台阶长度控制在4~5 m时隧道初期支护结构受力合理,施工机械操作便利;上台阶高度取值为0.6H(H为隧道高度)时能较好地兼顾隧道的施工效率以及掌子面的稳定性,但是在围岩条件较差如Ⅴ级围岩掌子面出水或浅埋情况下,其取值应适当提高但也不宜超过0.7H。     

台阶法施工技术在高速铁路隧道施工中的应用

高速铁路隧道一般选择单洞双线的断面,影响选择隧道断面的因素是隧道空气动力学。施工过程中,增大开挖浅埋隧道断面的同时,安全性的保障和技术性合格的难度也在增加。正确的施工方案是确保工程保质保量完成的关键。为使台阶法施工技术可以广泛应用于高速铁路隧道施工,举例研究了某高速铁路浅埋隧道工程,用模拟数值及现场测试的方式研究分析台阶法施工技术。     

隧道三台阶带仰拱一次开挖台阶长度研究

为进一步提高软弱围岩条件下隧道开挖的安全性及稳定性,依托玉磨铁路新平隧道工程,利用有限差分数值模拟软件,对软弱围岩铁路隧道三台阶带仰拱一次开挖工法的台阶长度进行优化研究,主要对比了5种不同台阶高度开挖方案的初期支护位移及内力.结果表明:采用工况5(台阶长度6 m)的拱顶沉降值、拱肩收敛值、边墙收敛值均最小,分别为3.9...     

软弱破碎围岩条件下隧道施工过程合理台阶长度研究

以千枚岩地质条件下的新两河关隧道为工程背景,基于上下台阶法和上半断面预留核心土法两种模型,利用FLAC-3D有限差分软件对不同台阶长度和核心土长度进行分析,获得了施工过程中合理的台阶长度和核心土长度.     

白土山隧道台阶法施工数值模拟研究

结合白土山隧道洞口段台阶法（临时横撑）施工,采用有限元数值分析法,模拟了台阶法（临时横撑）在大断面隧道洞口段施工过程中围岩位移和支护结构受力特性,通过计算结果的分析,确定了该法的安全性和合理性,为该法的设计和实施提供依据。     

大断面软弱围岩隧道三台阶法施工

以新建武广铁路客运专线XXTJV标成镜塘隧道施工为例,介绍了软弱围岩地质（Ⅳ、Ⅴ级）大断面客运专线隧道三台阶环形开挖法的施工技术。实践证明：此项技术较好地完成了武广客运专线境塘隧道施工任务．为今后类似工程提供了有益的借鉴和指导。     

地铁隧道短台阶矿山法施工地层沉降三维数值分析

针对北京地铁四号线石榴庄路站-角门北路站区间隧道短台阶矿山法施工,用FLAC3D程序对不同的施工工况进行了三维数值分析,得出施工引起的土体中的位移场及地层下沉情况,分析结果可用于指导设计与施工。     

3车道公路隧道3台阶法施工应用实践

结合岗头山隧道施工实例,从分部开挖步骤安排、循环施工工序安排等方面对3车道隧道3台阶法快速施工技术进行阐述.实践证明,大跨隧道采用本方法施工安全、质量可控,并可降低工程成本,加快施工进度,为类似工程提供较好的借鉴作用.     

湿陷性黄土隧道三台阶法施工时间应变规律

通过对湿陷性黄土围岩监测,揭示时间应变规律,结合此规律形成一套三台阶施工工法,并总结出使用此工法施工围岩的变形特性如下：上台阶开挖后稳定7d左右,表现为沉降,在施工二台阶马口时,允许上台阶初期支护在可控范围内下沉,也是应力释放的过程;三台阶施工沉降变形规律与二台阶类似,在仰拱封闭后,围岩趋于稳定。     

三台阶法在大王顶隧道施工中的应用

江肇高速公路大王顶隧道为6车道左、右线分离式隧道,左线隧道长2 200 m,右线隧道长2 159 m,属长隧道。原设计Ⅴ级(Ⅳ级)围岩采用双(单)侧壁导坑法开挖,对其进行优化设计后,改用三台阶法开挖,以达到少扰动围岩、早封闭、快速施工、降低工程造价和施工成本的目的,可供类似公路隧道施工参考。     

岗头隧道大跨软弱围岩台阶法施工技术

以昆明西北三环岗头隧道为例,较系统地介绍3线大跨隧道软弱围岩台阶法施工经验,重点阐明台阶断面的设计要点和施工工艺控制要点,强调超前地质预报和监控量测的重要性,总结台阶法成功的关键因素及其对管理上的要求,可为类似工程施工提供参考。     

大断面黄土隧道台阶法施工数值模拟研究

针对新建忻州隧道工程,运用有限元通用软件ANSYS,对大断面黄土隧道采用台阶法施工的过程进行数值模拟,探讨了采用台阶法施工隧道的围岩、初期支护及二次衬砌应力场和位移场随施工步的变化规律。在此基础上,研究了隧道初期支护、二次衬砌的支护效果以及隧道开挖对已施作初期支护受力及变形的影响。结果表明:①隧道施作初支有利于降低地层压应力,减小隧道变形;施作二衬能有效降低地层和初支的主应力,对隧道变形影响不大;②隧道的进一步开挖将导致已施作初支的压应力及位移值增大,使初支处于更危险的状态。     

长冲隧道台阶法施工的现场监控量测

通过长冲隧道台阶法施工典型断面必测项目的实时监控量测，对监测数据进行详细研究，采用一次负指数函数分段进行回归分析，总结出围岩变形的基本规律，确定了二次衬砌的合理施作时间。     

小净距空间交叉隧道台阶法施工安全性研究

为分析小净距交叉隧道台阶法施工过程中新建隧道和既有隧道的衬砌安全性,基于断裂力学的Griffith准则,提出了判定衬砌开裂的开裂安全系数CF,并假定CF>1时衬砌开裂,CF<1时衬砌安全;依托实际工程,结合开裂安全系数和规范中的衬砌截面安全系数,采用有限元软件ANSYS分析交叉隧道的衬砌安全性。分析发现： 施工过程中,交叉断面新建隧道衬砌环向安全系数小于纵向安全系数,但基本满足规范要求;既有隧道二次衬砌开裂安全系数CF远小于1,其开裂安全系数CF云图关于新建隧道轴线对称。分析结果对新建隧道的施工和既有隧道衬砌的防护具有重要意义。     

十八跳隧道小管棚短台阶法的设计与施工

十八跳隧道在施工中遇到挤压破碎带，围岩泥状松散等情况，文中介绍了小管棚短台阶法的设计与施工，解决了施工中的困难，取得了经济、安全、快速建设的效果。     

高地应力大变形隧道台阶法开挖过程中围岩变形分析

在施工过程中围岩变形规律对高地应力隧道施工控制大变形非常关键,也是选择隧道开挖方式、支护型式、支护参数、支护时机的技术依据。采用有限元数值模拟分析对高地应力大变形隧道采用台阶法开挖过程中的围岩变形规律进行数值模拟分析,并针对其开挖过程中的预留核心土长度对变形的影响进行了探讨,提出了合理的台阶长度和核心土长度,其结果对高地应力大变形隧道的设计与施工具有指导作用。     

大断面软岩隧道台阶法施工安全数值模拟研究

在中风化围岩及不良地质条件下,选取可靠的隧道喷锚支护结构和合理的开挖步距是采用上下台阶法安全施工的关键因素。基于地层结构法的有限元数值模拟可以有效计算喷锚支护结构内力,从而为结合安全系数法评价支护结构的安全性产生了积极作用。三维数值分析表明,相对于隧道拱顶竖向沉降及支护结构安全系数,围岩径向塑性区扩展受开挖步距的影响更大,是确定安全开挖步距的关键因素。基于此,得到的IV级中风化白云岩中隧道安全开挖步距的极限长度为70m。本文隧道喷锚支护结构安全性及安全步距的确定方法可以为类似岩石隧道台阶法施工提供有益的指导和借鉴。