重庆地铁单拱大跨断面设计研究与分析

利用Midas-GTS分析软件,对重庆地铁单拱大跨断面进行有限元模拟,得出定性的评价,对二次衬砌按概率极限状态设计法进行承载能力极限状态及正常使用极限状态的验算。结果表明,重庆地区类似地层采用双侧壁导坑法施工大跨断面安全可行,施工阶段中开挖中部核心土是双侧壁工法的关键工序。     

上软下硬地层下穿建筑物隧道数值模拟

以青岛地区地铁某区间隧道穿越密集建筑物群为例,采用矿山法施工,利用有限元软件对该穿越工程施工过程进行数值模拟,重点分析了开挖过程中的地表和拱顶位移、支护结构内力等方面.研究表明,在上软下硬地层中采用矿山法分上下台阶施工安全、经济、快速,可以有效控制地表和拱顶沉降以及衬砌和支撑结构受力,确保施工过程的安全,对隧道在上软下硬地层中下穿既有线或建构筑物的施工具有一定参考价值.     

城仔山隧道机械化双侧壁导坑法数值模拟研究

侧壁导坑法已成为保障隧道开挖过程中控制地层位移和减小地表沉降的一种重要方法。论文利用FLAC 3D数值模拟软件模拟了分部开挖、超前支护施作、洞身支护施作等施工过程下的隧道掘进过程,研究了城仔山单洞4车道分离式隧道双侧壁导坑法工况下的施工安全性。     

硬岩大跨暗挖地铁车站施工方案优化分析

结合青岛地铁3号线君峰路暗挖车站工程的设计与施工,通过对比分析硬质地层中采用双侧壁导坑法施工的既有大跨度地铁车站,将开挖方法由原来的双侧壁导坑法改为双侧直壁CRD法施工,从而加快了施工进度。通过MIDAS GTS对两种开挖方法进行三维有限元施工过程模拟,对比分析两种开挖方法引起拱顶沉降、洞内净空收敛值,从施工工序和施工力学上对两种施工方法的优劣进行比较分析,结合实际施工监测值,验证了优化施工方案的安全性和可行性,也为类似工程施工方案的优化提供参考。     

上软下硬地层中双侧壁导坑法中隔壁改进研究

为充分利用青岛地区上软下硬地层中相对较好的地质条件,对双侧壁导坑法进行了改进。改进工法将开挖导坑减少到6个,缩短了工期。同时,实现了“以锚代撑”,减少了支撑用量。改进工法使中隔壁落于下部坚硬岩层上,并打设锁脚锚杆,下部岩体采用放坡开挖,并保留岩肩以保证中隔壁受力稳定。为了验证改进工法的可行性与安全性,对现场实测数据进行了详细分析。结果表明:地表沉降随隧道开挖过程逐渐增大,最大值为-43.49mm;拱顶沉降和净空收敛最大值分别为-18.61mm和-17.76mm。监测数据均未超过施工警戒值,施工过程安全,从而达到减少工序转换、降低支撑费用的目的。     

隧道大跨段施工围岩变形及受力特征分析

以重庆樵坪山隧道大跨段为研究对象,应用有限元法,对CD法(中隔壁法)和双侧壁导坑法两种隧道开挖工法进行数值模拟研究,对比分析了两种不同开挖工法条件下,隧道围岩竖向位移、应力分布以及支护结构受力特征.结果表明,采用双侧壁导坑法进行隧道施工开挖,其拱部沉降要低于CD法,双侧壁导坑法的拱顶最大沉降和最大上鼓比CD法分别低57...     

大跨偏压小净距隧道分部导坑法施工力学效应

随着我国城镇化、机动化进程不断加快以及车辆的急剧增长,为了保证资源的合理、快速调配,势必会修建更多大跨隧道。对于埋深浅、围岩破碎的软弱地带,传统的施工方法已不能完全适应大跨隧道施工的要求。在浙江省50省道莲都段改、扩建工程路湾隧道的施工过程中总结了分部导坑开挖法,阐述了分部导坑法的施工原理、施工工艺流程及适用范围,分析了核心土临时支护的稳定性和合理曲率形式,最后与双侧壁导坑法进行模拟对比。结果表明,分部导坑法与双侧壁导坑法所用工程材料一致,但开挖后拱顶与水平位移均较双侧壁导坑法小,并可有效地解决因双侧壁导坑法开挖时扰动拱部范围围岩而引起的坍塌、冒顶等问题,改善了作业环境,保障了施工安全,同时分部导坑法可多工序循环流水作业,避免施工相互干扰,可提高施工效率;最后分析了小净距隧道先、后行洞分部导坑法施工的合理间距,可为同类工程提供参考和借鉴。     

高速公路特大断面隧道施工过程数值分析

针对单洞4车道公路隧道（最大开挖宽度22．9m，最大开挖面积230m^2）Ⅱ，Ⅲ类围岩地表平坦段双侧壁导坑施工方案，应用平面弹塑性有限元方法，对其施工全过程中支护结构受力性状和围岩的稳定性进行了优化数值分析。结果表明，软弱围岩条件下4车道隧道采用双侧壁导坑法能有效控制围岩位移，两侧导坑交替开挖工序优于一侧导坑先行开挖工序。     

浅埋暗挖双侧壁导坑法地铁隧道地表沉降分析

以乌鲁木齐地铁1号线三屯碑站—新疆大学站区间双侧壁导坑法隧道为工程背景,对选取的典型地表沉降测点进行了分析,得出双侧壁导坑法隧道施工引起的地表沉降规律,对类似地层条件下的双侧壁导坑法隧道施工具有参考意义。     

渝怀铁路彭水隧道出口大跨段施工方案的数值分析

对渝怀铁路彭水隧道出口段大跨度隧道 ,采用中壁法和下导坑超前台阶法两种不同施工方法开挖过程的二维有限元计算 ,对比分析了两种开挖方式下引起的地层沉降、隧道围岩塑性区、隧道衬砌内力以及拱顶下沉的变化特点 ,结果得出采用下导坑超前台阶法施工要比中壁法安全 ,因此该大垮度隧道宜采用下导坑超前台阶法施工。     

浅埋暗挖隧道施工过程安全系数动态变化特征

将有限元强度折减法引入隧道施工过程动态安全系数研究,针对浅埋暗挖工法中的双侧壁导坑法,通过有限元强度折减法求得各工况安全系数.选取代表工况,通过等效塑性应变和模型位移研究隧道的失稳形式,可为隧道开挖支护和地层预加固的设计提供参考.计算表明:左右两侧导洞开挖工况下,围岩的破坏区集中在洞顶,失稳形式为洞顶的局部塌落;中部岩...     

双侧壁向CRD转换施工工艺浅析

分别对双侧壁导坑法及CRD法的施工特点、施工工序进行了介绍,并对双侧壁与CRD开挖方法进行了分析对比,结合工程实例,对双侧壁向CRD工法的成功转换方案及过渡施工步骤进行了阐述,从而对施工进度和施工成本的有效控制具有重要的意义。     

营盘路湘江隧道分岔大跨段地表沉降分析

以长沙市营盘路湘江隧道西岸北线分岔大跨段工况为实例,运用有限元软件MIDAS-GTS对大跨段进行全施工阶段三维数值模拟分析,得出结论:采用双侧壁导坑法能够有效的控制地表沉降;在两侧导坑开挖完成后,先施作导坑部分二衬再进行中部土体的开挖支护及二衬施工产生的最终地表沉降比隧道开挖完成后再施作整体二衬产生的地表沉降小的多,说明前者能够更有效的控制最终地表沉降;临时支护的拆除对地表沉降影响较大,实际施工过程中,建议紧密结合现场监控量测数据来确定拆除临时支撑的时机。     

薄壁面板隔墙法在特大断面隧道施工中的力学特征分析

以某浅埋暗挖城市地铁车站为工程背景,利用有限元数值模拟方法分析了薄壁面板隔墙法的原理和在施工过程中隧道围岩的变形和力学演化特征。分析结果表明,薄壁面板隔墙法的台阶式导坑开挖主导了隧道结构的应力集中特征和变形特征,施工时特大断面隧道的初衬、锚杆和围岩的应力、应变均沿隧道轴向方向阶段性地出现多个应力集中区和位移剧变区,各区域的分界处基本和隧道先开挖侧各导坑开挖端面平齐。而且,中隔墙和预留核心土的设置有效地改善了开挖对特大断面隧道围岩的扰动,使得隧道围岩塑性区小,隧道的拱脚水平相对净空变化指标和拱顶相对下沉指标均能满足特大断面隧道的稳定性要求。     

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站结构安全分析

北京地铁14号线将台站主体结构基于大直径盾构隧道扩挖形成,设计提出的扩挖方案为CRD法。在充分考虑扩挖车站部位地质条件及环境条件的基础上,分析了设计方案的弊端,提出采用洞桩法(PBA工法)作为扩挖大盾构隧道建造地铁车站施工方案,为有效控制地面沉降及扩挖施工对周围环境的影响,取消地面施工降水方案,扩挖前洞内采用超前深孔注浆堵水。并以将台站作为工程背景,采用有限元数值模拟方法,针对车站扩挖施工的优化方案,研究了关键施工阶段的结构体系受力转换规律。计算结果表明：在扩挖施工中,结构受力转换频繁,封顶块管片两侧的小管片拆除后,中洞拱部的初期支护压应力数值急剧增大,且超出了初期支护强度允许值,根据计算结果对中洞的初期支护参数和开挖方案进行了调整。从侧导洞开挖到中洞开挖支护期间,管片最大主应力为压应力,且未超出管片结构强度允许值,在封顶块两侧的管片拆除后,尽管管片结构的最大主应力由压应力变为拉应力,但由于拱部已经完成开挖支护,两侧管片的应力状态并不制约结构的整体稳定性;中隔墙最大主应力也出现在封顶块两侧的管片拆除后,但未超出中墙结构强度允许值。数值模拟结论和施工实践均表明基于本工程地质条件及环境条件所提出的车站扩挖施工优化方案能够保证车站结构安全。     

基于大直径盾构隧道扩挖地铁车站关键工况控制措施研究

 北京地铁14号线将台站基于大直径单洞双线盾构隧道采用PBA工法扩挖形成。以地铁将台站作为工程背景,根据实际施工工序,分析了PBA工法扩挖大直径盾构隧道建造地铁车站的关键工况。利用“地层-结构”相互作用有限元法,模拟开挖过程,着重研究了盾构隧道两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除这两个关键工况的结构体系受力转换规律。结果表明：由于两侧中洞的非对称开挖扣拱及两侧K管片的非对称拆除,导致中洞初期支护、管片以及中隔墙的应力分布呈现非对称状态;管片环的最大主应力由压应力变为拉应力;中洞拱部初期支护最大主应力出现在一侧的K管片拆除后;在中洞开挖阶段,中隔墙最大主应力出现在一侧中洞开挖后;在K管片拆除阶段,当一侧的K管片拆除后,中隔墙承受偏压,两侧的K管片均拆除后,中隔墙的偏压现象消失,此时中隔墙主应力最大。表明在两侧中洞非对称开挖和两侧K管片非对称拆除工况下,中隔墙承受明显的偏压。根据数值模拟结果和管片拆除试验段的中隔墙应变监测结果,针对“中洞支护参数、中洞开挖方法、K管片拆除方法”等设计方案进行了优化,以确保车站扩挖施工安全和车站结构安全。     

浅埋大断面公路黄土隧道下穿古文物遗址沉降监测与控制

二道井子隧道以浅埋、大跨(连拱)的黄土隧道近距离(最薄处仅4 m)下穿夏家店珍贵文化遗址,这对文物的保护提出了极高的要求。采用三导洞法施工,在洞口试验段沉降规律分析的基础上,进行了工艺优化,在穿越段施工中有效地指导了施工并最终将沉降控制在合理的范围内。最大限度地保护了文物的原貌。监测数据和沉降控制措施可为今后类似工程的设计、施工和工程研究提供借鉴和参考。     

浅埋地下输煤道下穿既有铁路设计与施工技术

受厂区铁路站场的制约,某电厂地下输煤隧道采用浅埋暗挖法下穿既有铁路专用线。根据不同埋深和现场条件,输煤道设计采用不同结构型式。为确保洞顶铁路正常运营和施工安全,设计采用大管棚加小导管超前支护、双侧壁导坑法开挖、D24定型便梁加固铁路等措施,并针对性提出铁路专项监控和施工方案。基于输煤隧道施工允许的地表最大沉降量控制要求,通过FLAC3D有限差分软件对施工设计方案进行了模拟分析,结果证明能够满足沉降控制要求。可为类似工程设计、施工借鉴。     

浅埋大跨洞桩隧道变形监测与控制分析

针对采用洞桩法施工的北京地铁10号线工体北路站,介绍了浅埋大跨洞桩隧道的变形监测与控制措施。根据监测数据,对洞桩法隧道导洞开挖,主体扣拱的拱顶沉降与洞周收敛以及地表和上部立交桥基础的沉降变形规律进行了分析研究。结果表明：1)采用洞桩施工方法能有效控制浅埋大跨隧道地表沉降和地层变形;2)隧道埋深和跨度、导洞开挖对浅埋大跨洞桩隧道变形影响显著;3)设置超前小导管注浆,及时施作初期支护和二衬,可以有效的控制变形的发展。