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。     

突变大断面地铁隧道施工的数值模拟

根据施工过程动态规划最优化原理,以地表沉降作为目标函数,建立地铁隧道突变大断面施工过程的数学模型,寻找最优施工方法。以北京地铁五号线突变大断面为例进行研究,结果表明,数值模拟计算的地表沉降在可控范围之内,对施工起到了超前预报和预测作用。研究结果为控制地表沉降及围岩变形采用有效的施工措施提供了可靠的依据。     

大跨度黄土隧道施工方法的对比分析与数值模拟

以神府高速墩梁大跨度黄土隧道工程为依托,总结了三台阶七步开挖法和双侧壁导坑法的施工工序,并结合有限元数值模拟分析,对两种方法进行研究.结果表明:双侧壁导坑法可有效控制围岩变形和沉降,但工序繁杂,施工进度慢;三台阶七步开挖法可有效提高施工效率,加快施工进度,但不能有效控制沉降.     

大断面隧道双侧壁导坑法施工数值模拟

通过在一定地质条件下,模拟双侧壁导坑法的施工过程,分析该施工方法的优缺点,达到指导施工的目的.双侧壁导抗开挖的施工工序比较多,目的是多步卸载,确保一次应力释放不会太大,从而保证围岩的自身稳定.     

大断面黄土隧道施工工法研究

以墩梁隧道为背景采用高精度全站仪和反光模片进行隧道施工现场监控量测,通过量测数据分析,比较了双侧壁导坑、单侧壁导坑和三台阶开挖施工工法在大断面黄土隧道中的适用性及优缺点,得出了不同施工工法在大断面黄土隧道开挖施工中控制变形的关键技术措施,以期为类似隧道工程施工提供借鉴。     

大断面公路隧道断面形状数值分析与研究

在岩石力学基本原理和新奥法基本思想的指导下,利用有限元分析软件对不同扁平率下的坦三心圆形洞室进行了有限元数值模拟分析,得出大断面隧道的扁平率控制范围,为今后大断面隧道设计、施工方法的优选提供参考。     

大断面黄土隧道弧形导坑三台阶七步开挖施工技术研究

研究大断面黄土隧道无台架施工作业,通过弧形导坑三台阶七步开挖施工法,在开挖过程中分上、中、下及仰拱4部分,以前后左右7个不同的开挖面相互交错施工,缩短作业循环时间,拱部采用环形开挖预留核心土,无台架施工作业,降低了施工成本和施工难度,增强了施工的安全性,加快了施工进度。     

大断面黄土隧道施工工法研究

以墩梁隧道为背景,采用高精度全站仪和反光膜片进行隧道施工现场监控量测。通过量测数据分析,比较了双侧壁导坑、单侧壁导坑和三台阶开挖施工工法在大断面黄土隧道中的适用性及优缺点,得出： 双侧壁导坑法操作安全系数高,适应性较强,控制围岩松弛效果明显,但造价高;单侧壁导坑法对围岩扰动小,但施工进度较慢;三台阶法施工进度快,但在地质较差地段变形难以控制;采取及时闭合成环的方法、重视及优化锁脚锚杆施工、控制仰拱与掌子面间的距离可有效地控制施工变形。     

宝兰铁路苏家川大断面黄土隧道三台阶施工变形控制技术

为研究第三纪砂质黄土条件下的大断面隧道施工变形控制技术,以宝兰铁路大断面黄土隧道施工为依托,通过midas数值模拟软件对比分析不同仰拱封闭距离引起拱顶沉降实测数据,阐述大断面黄土隧道施工变形规律,以确定其合理的仰拱封闭距离为35 m;采用三台阶临时仰拱法,合理控制开挖步距:上台阶为0.6 m,中台阶和下台阶为1.2 m;辅以注浆小导管超前支护和锁脚锚杆加固等技术措施,达到了很好的变形控制效果,最大沉降控制为50~160 mm;通过分析不同隧道断面净空变形规律,总结第三纪砂质黄土地质条件下,大断面黄土隧道施工预留变形量可取120~160 mm。     

大断面黄土隧道工程特性研究

较之常规隧道,大断面黄土隧道因其断面和跨度大而具有很强的非线性力学行为。基于现场调查与室内三轴试验曲线分析,指出具有结构性强度及垂直节理是黄土围岩的2大特点。根据黄土的折线型结构强度曲线推导弹塑性应力分区理论公式,分析支护阻力、强度比、跨度等对大断面黄土隧道的影响规律。依据可考虑结构性强度与垂直节理的双线性遍布节理模型,对深、浅埋大断面黄土隧道进行数值仿真,探讨其位移形态与破坏模式。研究成果对于实际工程具有指导意义。     

大断面隧道近接既有线施工变形分析

对大断面隧道近距离穿越既有结构的施工状况进行了统计,并结合现场采集的大量监测数据,对施工动态进行了详细的分析,可为类似的工程提供借鉴。     

大断面隧道地层超前预加固及开挖支护过程稳定性的数值模拟

在低黏聚力的软弱地层、大断面隧道开挖中,掌子面稳定是施工中面临的很大问题。采用超前预加固工法,对浏阳河隧道开挖过程进行数值模拟,通过分析超前预加固法对隧道位移、受力的影响,并研究各加固参数的敏感性,得到掌子面的超前锚杆加固长度对掌子面的稳定性影响最大,掌子面外超前预加固对改善超前核心土受力也有较大影响。     

深埋大断面黄土隧道初期支护受力特征分析

为避免初期支护局部破坏对深埋黄土隧道安全产生危害,依托甘肃省境内早胜3号隧道施工开展深埋大断面黄土隧道初期支护受力规律的现场试验研究。通过埋设振弦式传感器对围岩与初期支护接触压力、喷射混凝土应变、钢拱架应变、相邻钢拱架间作用力进行监测,同时建立模拟隧道施工的有限元计算模型,分析得到初期支护内力分布特点。结果表明： 1) 初期支护受力随时间表现出迅速增长—缓慢增长—逐渐稳定的特点,曲线在二次衬砌闭合12 d后基本稳定; 2)应力空间分布上部大下部小,偏压特性明显,荷载理论计算值偏小; 3) 拱顶及边墙区域为初期支护薄弱部位,需采取措施并加强监控量测; 4)数值计算表明锚杆末端轴力较小,设计中可考虑适当缩短锚杆长度。     

客运专线狮子洋隧道盾构主要结构与对接施工设计方案

广深港客运专线狮子洋隧道是国内首次采用盾构法施工的客运专线隧道,也是国内首次在水底进行长距离掘进和地中对接施工的盾构工程.介绍了适用于狮子洋隧道SDⅢ标段的工程地质及水文地质的盾构设计特点及盾构的地中对接施工技术.     

浅埋偏压黄土连拱隧道施工方案有限元数值模拟

双连拱公路隧道在平面线路、洞口位置的选择上较分离式隧道自由度大,在一些中短隧道建设中,往往采用双连拱隧道结构形式。结合山西省离石黄土连拱公路隧道,进行黄土连拱隧道的关键施工力学问题研究:正洞上下台阶法与侧壁导洞法施工方案比较研究;先左洞(靠山一侧)施工方案和先右洞施工方案的对比。计算结果表明对于偏压黄土连拱隧道应采用先开挖靠山一侧的侧壁导洞法进行施工。     

铁路客运专线飞鸾隧道施工通风技术

近年铁路建设快速发展,特别是客运专线隧道由于速度高,曲线半径大产生了很多长大隧道,部分长度在7 km以上的隧道普遍设计有斜井,实现了"长隧短打"的目的.往往一些长度在5～7 km左右的隧道,由于考虑地形、投资等因素大量采用双向独头掘进的办法,导致独头掘进的长度在3 km以上,通风难度较大.结合理论与实践论述通风理论设计和实际施工方法,希望对其他隧道有借鉴意义.