某软弱围岩公路隧道开挖工法数值模拟与 监测数据对比分析

目前在软弱围岩隧道开挖中经常出现塌方及隧道大变形等问题,而合适的施工方法可以不同程度地降低这些风险。本文以某公路隧道为对象,通过对二台阶预留核心土法、三台阶预留核心土法、单侧壁导坑法三种施工工法进行数值模拟,经对比分析得到这三种不同施工工法下围岩的变形规律、应力特性以及此三种工法的不同适应情况;并结合现场监控量测数据对比分析,选出最适合该隧道的施工方式,以确保施工安全及施工进度,为软弱围岩下修建隧道的设计与施工提供一些依据和参考。     

浅埋卵石土层隧道施工方法分析

为了解决浅埋卵石土层隧道在施工中易出现的拱部掉块、局部失稳坍塌等工程问题,文中以青海省石羊岭隧道浅埋卵石土层段为工程背景,采用数值模拟的方法,研究了在超前小导管与地表注浆共同加固的情况下,不同的施工工法对该隧道的施工影响。结果表明:隧道围岩变形和结构所受拉应力均较小,双侧壁导坑法、CD法、CRD法和环形开挖预留核心土法均满足规范要求;从隧道围岩变形和最大拉应力数值模拟结果看,以上4种工法选用顺序为双侧壁导坑法、CD法、CRD法和环形开挖预留核心土法。以上结果对浅埋卵石土层隧道的施工具有指导作用。     

大断面深埋软岩隧道开挖方法适应性研究

为研究大断面隧道在深埋软岩条件下采用不同工法开挖的适应性,依托郑万高铁巴东隧道项目,运用Midas GTS NX分别模拟了三台阶法、台阶法+临时仰拱与CD法在深埋软岩中的开挖过程,并对3种开挖方法力学效应进行分析。结果表明3种工法在深埋软岩隧道施工中,围岩的最小主应力、最大位移和塑性区均出现在仰拱部位,而仰拱变形是反应开挖时围岩稳定性的重要因素。台阶法+临时仰拱对收敛位移控制较好,适用于水平应力对支护结构影响较强的地层,建议在洞口等浅埋段采用。CD法支护结构应力较大,不利于围岩稳定。三台阶法支护结构受力较小,并对仰拱变形中超前位移控制最佳,为现场施工提供了指导。     

浅埋偏压隧道进洞施工围岩稳定分析

针对破碎岩体浅埋偏压隧道围岩稳定性问题和进洞工法的取选,选用ABAQUS有限元软件对广西岭顶隧道分别采用三层台阶法、中隔墙法和双侧壁导坑法施工进行数值模拟研究,分析不同施工方法下围岩及支护结构的应力、应变及塑性区分布变化等情况。结果表明:由于隧道存在明显的浅埋和偏压作用,进洞适宜采用中隔墙法和双侧壁导坑法施工作业,能较好地保证隧道的稳定性。在该工程条件下,中隔墙法对拱顶和地表的沉降变形控制较好,而双侧壁导坑法对拱腰处的变形控制更佳。中隔墙法支护结构的内力和弯矩主要集中在拱顶左侧。双侧壁导坑法支护结构的内力和弯矩左右两侧对称分布,隧道拱顶正上方锚杆受力较小。进洞开挖步距不宜过大,确定每次开挖在2 m以内即可。     

复杂条件下大断面隧道双侧壁导坑法施工稳定性分析

采用有限元分析软件,对大断面隧道在复杂条件下双侧壁导坑法施工进行了动态模拟.分析围岩的变形、应力及支护结构的受力状况,可为大断面隧道的设计与施工提供参考.     

浅埋偏压段大断面隧道施工方案及施工工序优化

采用FLAC5．0有限差分数值计算软件,对大断面、软岩、浅埋、偏压段隧道——包西铁路洞子岩隧道进行了三台阶、CRD和双侧壁导坑法的施工力学行为模拟分析,确定了采用双侧壁导坑法施工方案较优。分析了双侧壁导坑法不同施工工序时的围岩位移、支护内力、地表沉降以及塑性区的变化,得出了先开挖浅埋侧侧导坑后再开挖深埋侧侧导坑施工工序较优,且能有效地控制隧道围岩周边位移。数值模拟计算结果与现场监控量测值基本吻合。     

大断面软弱围岩隧道洞口段施工工法比较分析

山岭隧道建设条件复杂,通常洞口段埋深较浅、围岩破碎,在施工过程中易发生坍塌、边仰坡失稳等事故．根据某隧道洞口段地质情况、地形条件以及设计参数,对拟采用的交叉中隔壁法和双侧壁导坑法进行施工和数值分析对比．研究结果表明：从施工上看,采用交叉中隔壁法有利于工期;从数值分析看,采用交叉中隔壁法和双侧壁导坑法完成开挖后,隧道结构y向最大沉降分别为6．65cm和1．68cm,临时支撑X向最大变形分别为20．5cm和4．42cm,采用后者施工变形更小;从计算结果看,采用双侧壁导坑法施工,围岩和隧道支护结构受力更小．采用交叉中隔壁法施工后,C25喷射混凝土Y向最大拉应力为3．07MPa,远大于采用双侧壁导坑法的1．27MPa,且超过该喷射混凝土的极限抗拉强度．因此,从隧道变形和受力分析看,采用双侧壁导坑法施工更安全．     

不同掌子面间距下浅埋偏压小净距隧道稳定性研究

浅埋偏压小净距隧道结构特殊,两主洞同时施工时掌子面间距的合理选择对隧道稳定性尤为重要。以延崇高速公路头炮隧道为背景,通过ANSYS及FLAC3D软件建立隧道模型并进行数值模拟,采用了双侧壁导坑法先开挖深埋侧隧道的基础上,将规范中建议的小净距隧道施工时掌子面间距为1～2倍洞径的范围细化为4种不同工况,从隧道上部边坡位移、围岩位移及应力、初衬变形及应力、塑性区体积及锚杆受力等方面进行隧道稳定性的分析,最终得到两主洞掌子面保持2倍洞径时施工隧道稳定性最好,可为本工程及相似工程提供参考。     

穿越断层破碎带浅埋段隧道沉降控制施工技术

洞子崖隧道DK683+938~DK684+076段属杜康沟断层破碎带,其中DK683+938~DK684+004段为浅埋段,隧道埋深浅、围岩较破碎,施工中易出现拱顶下沉、水平收敛、坍塌等现象。在分析三台阶预留核心土法加单层超前小导管预支护施工方法存在着隧道掘进中出现围岩收敛及拱顶沉降较大等问题的基础上,提出该段采用双侧壁导坑法加双层超前小导管预支护,并配合锁脚锚管、扩大拱脚、及时封闭仰拱等措施的施工方法。实践证明:采用该技术能够顺利通过断层破碎带浅埋段,与三台阶预留核心土法加单层超前小导管预支护的施工方法相比,能够有效地控制隧道洞内周边位移,保证了工程质量和施工安全。     

浅埋大断面隧道核心土数值模拟与分析

针对浅埋大断面隧道采用双侧壁导坑法施工时核心土的预留问题,依托重庆轨道交通六号线二期北碚站工程,对浅埋大断面隧道采用双侧壁导坑法开挖时,核心土的留设进行数值模拟,比较分析了预留核心土前后围岩的变化情况。结果表明:合理的留设核心土可有效降低地层沉降速率;改善围岩受力情况;同时表明护拱法和临时回填对治理隧道塌方效果良好,对类似塌方处置有指导意义。