基于ANSYS分析不同截面的地铁隧道开挖变形和应力分布

地铁隧道是城市地下工程发展的基础工程,地铁隧道良好的稳定性对城市地下空间发展的安全起着至关重要的作用.采用ANSYS有限单元法分别对相同的掘进断面的圆形、拱形、矩形和梯形的隧道开挖时的变形和主应力分布进行计算和分析;研究不同形状断面的隧道开挖时的变形大小和应力分布状况;针对不同形状断面的隧道变形和应力集中情况进行对比.     

西安地铁穿越地裂缝的稳定性初探

以西安地铁二号线南门至南稍门区间隧道作为研究背景,利用有限差分软件FLAC3D对穿越地裂缝处的区间隧道的开挖过程和支护过程进行了数值模拟,首先分析了地裂缝对地铁区间隧道围岩稳定性的影响。其次,分析了全断面开挖和台阶法开挖对隧道稳定性的影响。通过对比发现台阶法开挖无论从控制沉降上还是控制塑性区上都优于全断面开挖,对实际施工具有一定的指导意义。     

三维激光扫描技术在地铁隧道施工质量检测中的应用研究

地铁隧道在施工过程中,需实测初支断面和二衬断面空间形态,进而计算断面超欠挖量来检验施工质量,初支断面的超欠挖分析数据可以指导后续二衬施工,实测的二衬断面与设计数据进行对比分析,为后续调线调坡提供依据,传统的断面测量方法以单个点描绘隧道开挖质量,无法完整展现隧道空间形态及施工质量,以三维激光扫描仪代替传统手段不仅作业效率高、成果展现形式多样,其可以进行三维建模对地铁隧道进行漫游和空间分析处理,具有传统测量手段无法比拟的优势,以青岛地铁工程为例介绍了三维激光扫描技术在地铁隧道施工中的应用,得到了一些有益的结论。     

地铁工程圆形隧道断面测量的一种新方法

提出了地铁工程圆形隧道断面测量的一种新方法。本文论述了地铁工程圆形隧道断面常规方法的测量过程,然后详细论述了采用新方法进行断面测量的过程,并推导了相关计算公式。最后以武汉市轨道交通四号线二期工程永安堂站~孟家铺站右线盾构区间为例,对两种方法求得的断面数据进行对比,表明在一般情况下采用新方法能满足规范要求。     

软岩浅埋大断面地铁隧道施工方法优选研究

在国内地铁建设过程中,一些浅埋大断面地铁隧道相继出现。鉴于目前对软岩浅埋大断面地铁隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究较少,以长春地铁出入线段隧道工程为依托,研究了不同施工工法、不同开挖进尺对软岩浅埋大断面地铁隧道围岩稳定性的影响,揭示了不同工况下隧道围岩的变形规律、应力分布特征。研究结果表明:在软岩浅埋大断面地铁隧道施工中,双侧壁导坑法更利于隧道围岩稳定。在施工中应以1m开挖进尺进行掘进,避免超挖,加强拱顶围岩预加固,勤于对重点区域(拱顶、拱底、拱脚以及隧道上方2D区域)进行监测,确保隧道围岩的稳定性。     

黄土地区地铁开挖引起地表沉降试验分析

 城市修建地铁所引起的地表沉降已经成为重要的研究课题，为合理评价黄土地区不同施工方法对城市地铁开挖引起地表沉降的影响，依托西安地铁修建工程实际，对在黄土地层中开挖地铁隧道引起的地表沉降进行离心模型试验，模型试验比率为1∶60，模型箱尺寸为700 mm×500 mm×360 mm，试验对正台阶法、全断面法、双侧壁导坑法和中隔壁法4种不同的城市地铁施工方法的试验结果进行对比分析；结果表明，黄土地区地层开挖地铁隧道所引起的地表沉降以主固结沉降为主，全断面法是控制黄土地质地表沉降最有效的方法，试验结果为黄土地区城市地铁设计施工提供了可靠依据。     

卸荷作用对超大断面隧道围岩压力的影响

在超大断面隧道分步开挖过程中,围岩应力发生动态变化,每一步开挖对岩体的影响都不同。根据岩体卸荷力学理论,在隧道施工中围岩不同卸荷带和质量劣化程度不断变化,结合贵阳市地铁2号线观水路站超大断面暗挖车站的双侧壁导坑法施工,通过数值模拟与理论分析方法,研究卸荷作用对超大断面暗挖隧道各导洞压力拱深度的影响。引入卸荷作用影响系数,对现有的隧道过程荷载计算方法进行改进,并与现有隧道过程荷载计算方法、传统公路隧道设计规范推荐计算法进行对比分析。将改进的隧道过程荷载计算方法分析结果同观水路站超大断面暗挖车站基于现场位移监测数据围岩压力反分析计算结果进行对比分析,改进后的隧道过程荷载计算值与现场监测结果基本一致,表明改进后的计算方法有较高的准确度。     

基于数值模拟分析的小净距黄土隧道施工优化研究

在建西安地铁4号线雁南四路站—大唐芙蓉园站存车区间暗挖隧道为非对称断面的大跨小净距黄土隧道,其中大断面隧道跨度超过12m,施工难度大、风险高。结合雁南四路站—大唐芙蓉园站存车区间工程施工,采用数值模拟方法,对比研究了非对称断面小净距黄土隧道采用三台阶、CD法和双侧壁导坑法施工时地层的变位以及隧道支护结构的受力形态;基于数值模拟分析推荐并实施双侧壁导坑法隧道施工,取得了良好效果。     

适应灰岩地区的地铁隧道盾构管片内力计算与原位监测

为了研究适应灰岩地区的地铁隧道盾构管片内力原位现场监测技术,以贵阳地铁三号线一期工程高新路口站—师范学院站盾构区间一处强风化灰岩地层的不利断面为工程背景,采用理论计算和原位监测相互对比分析验证,对其实际的安全状态进行考量,并对比软土地层与灰岩地层管片受力特征,保证地铁隧道盾构管片的安全性。     

节理岩体双岛四线暗挖地铁车站施工方法研究

为了确定特大断面小净距地铁车站最佳施工方法,考虑到材料的弹塑型本构模型关系,选用大型有限元计算软件(MIDAS/GTS),采用三种施工方法(双侧壁导坑法、CRD法、CD法)对该地铁车站进行了数值模拟。通过对围岩观测点的位移和塑性区对比分析可知,对于特大断面小净距平行双岛四线地铁车站采用双侧壁导坑法能更好地控制围岩位移和塑性区的发展。该隧道设计施工方法优先选用双侧壁导坑法,并为类似城市地铁车站设计施工提供了参考依据。     

地铁浅埋砂层大跨度、小净距多联隧道并行施工顺序研究

以石家庄地铁1号线中山广场站—解放广场站交叉渡线暗挖施工中超小净距2洞和3洞并列施工难题为研究对象,利用三维有限元分析方法,对横通道在3孔隧道中径向横穿时对向掘进施工顺序研究、双侧壁导坑法在地铁隧道大断面施工中的应用、二衬施作顺序及整个空间模型进行数值模拟计算,并与现场实测结果对比,得出边导洞先行的最优施工顺序.     

悬挂法大断面暗挖区间二衬施工阶段初支变形影响分析

哈尔滨地铁某单洞双线暗挖区间拟采用双侧壁导坑工法,为在隧道开挖施工阶段及拆除初支中隔壁施作二衬阶段合理控制地表沉降及初支变形,并简化开挖步序,将该大断面隧道改为悬挂法四导洞开挖.以该区间为背景通过数值模拟分析手段,结合现场监测数据进行对比,介绍悬挂法应用于大断面暗挖区间中的优势,并提出一些建议.     

浅埋暗挖特大断面地铁车站施工工法研究

五里店地铁车站属特大断面浅埋暗挖地铁车站,具有埋深较浅、断面较大、地质状况复杂的特点,地铁车站的开挖引起的隧道围岩的扰动和地表沉降,对隧道和周边建筑物的稳定性造成影响。为保证车站施工的安全,选择合理的施工工法,运用FLAC3D有限差分软件,对浅埋暗挖特大断面地铁车站施工工法进行数值分析。研究表明:双侧壁导坑法在控制围岩变形和支护结构受力方面优于CRD法和三台阶法,施工过程中可结合实际需求选择合理的施工工法。     

地铁隧道穿越回填区设计要点探讨

本文以重庆轨道交通十号线天宫殿至民心佳园地铁隧道为例,通过模拟计算、工程对比等方法确定穿越回填区地铁隧道的结构断面、支护措施及施工步序。旨在对地铁隧道穿越回填区的设计提供参考。     

浅埋暗挖双侧壁导坑法隧道二衬施工方案优化

地铁区间隧道施工方法一般为明挖、盾构、暗挖法施工,由于区间线路规划、地质等原因会出现不同于标准断面的隧道形式,一般采用浅埋暗挖法,根据地质及断面的大小一般可采用全断面法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法、双联拱法。双侧壁导坑法作为大断面浅埋暗挖隧道采用较多施工方法,在二衬施工过程中施工工艺可操作性难度大、临时支撑体系受力复杂、施工质量控制难度大、施工风险较高,在施工前需对方案进行进一步优化,使达到最佳效果。文章以西安地铁六号线丈-科区间浅埋暗挖大断面双侧壁导坑法隧道二衬施工方案进行研究。     

大断面浅埋暗挖隧道施工稳定性分析及安全预警

随着城市地铁的大量修建,隧道施工方法的选择成为大断面浅埋暗挖隧道安全施工的关键。以某市地铁工程为背景,借助ANSYS软件对该地铁施工采用的CRD法和双侧壁导坑法进行数值模拟,研究了不同施工方法引起的围岩位移场、应力场和支护结构内力的变化规律。通过对比得出,双侧壁导坑法施工引起的拱顶和地表沉降值及围岩应力值均小于CRD法,其支护结构内力状态优于CRD法。在此基础上,结合双侧壁导坑法现场监测结果,对双侧壁导坑法施工时围岩的稳定性进行了系统分析与安全预警。     

高速模式下地铁隧道空气动力学效应断面优化分析

采用三维数值模拟方法和动网格技术对地铁列车以高速通过不同断面地铁隧道时的空气动力学效应进行了分析,得到了车体表面的压力变化情况,由车外压力换算得到了车内压力。参考美国地铁压力舒适度标准选取了最优断面;针对单体隧道和普通区间隧道2种情况,给出了时速100~140km/h时不同动态密封指数下,B型和A型地铁列车的隧道空气动力学效应断面优化取值,可供城市高速地铁隧道设计参考。     

全断面帷幕注浆技术在暗挖地铁隧道施工中的应用

全断面帷幕注浆是暗挖地铁隧道施工的重要环节,其能在改良底层及隧道结构物性能的同时,优化隧道加固及止水效果,降低隧道施工对周围环境的干扰。论文阐述暗挖地铁隧道施工中全断面帷幕注浆技术的作用,分析全断面帷幕注浆技术的具体要点,并指出该技术在暗挖地铁隧道施工项目中的具体应用情况,期望能为类似项目建设提供指导,促进暗挖地铁隧道工程的有序发展。     

火灾时区间隧道断面风速分布试验研究

在区间隧道断面气流速度按照对数规律分布的基础上,提出区间隧道断面排烟气流速度分布公式。利用等环面法布置测点,通过现场防排烟试验获得断面流速分布的基础数据;经现场试验,两个区间断面的平均流速分别为4.04m/s和4.07m/s,均符合GB 50157-2013《地铁设计规范》的要求;验证了前面提出的分布公式的合理性与适用性,并对圆形区间隧道断面流速分布规律进行总结。     

隧道下穿既有线沉降控制技术

目前国内大城市地铁隧道常采用浅埋暗挖法施工。通过对北京地铁15号线清华东站站后折返线区间隧道近距离下穿既有地铁13号线及京包铁路施工过程的沉降控制,分析总结了大断面暗挖隧道下穿既有线施工沉降控制技术。下穿隧道采用浅埋暗挖双侧壁导坑法施工,为保证下穿期间既有地铁13号线桥桩的稳定,下穿隧道采用全断面注浆加固,地面进行深孔注浆加固措施,有效控制了施工对既有线沉降的影响,可为今后类似工程提供借鉴和可行的风险源控制措施。