浅埋偏压双洞隧道开挖支护模拟分析研究

本文依托蒋峪隧道项目,采用COMSOL软件进行建模分析,考虑0kPa、100kPa、200kPa、300kPa洞壁围压下,浅埋偏压双洞隧道的应力和变形规律,主要结论为:(1)随着隧道洞壁支护压力增加,应力分布形态仍保持两侧大、上下小的特点。(2)随着隧道洞壁支护应力增加,塑性区域的覆盖范围减小。(3)支护后,竖向沉降减小幅度由大到小排序:中部、左侧、右侧。(4)隧道洞室内壁各部位应力由大到小排序:拱腰、拱底、拱顶。(5)在300kPa围压支护条件下,整个设计周期中,左线隧道的拱顶沉降约为377mm,右线隧道的拱顶沉降约为154mm。

青岛复合地层双洞隧道开挖变形规律

双线隧道开挖不同于单线隧道,为研究复合地层地铁双洞隧道开挖施工引起的地表沉降规律,文中基于青岛地铁四号线静沙区间的相关数据,通过数值模拟对双洞隧道上覆土层的不同组合施工沉降变形规律进行研究。分析结果表明,隧道上覆土层中砂土与黏土层厚度的变化,对双线隧道开挖地表沉降最大值、地表沉降和围岩的应力状态的影响较小,变化幅度也影响较小,即不同的上覆土层条件下,对双线隧道开挖地表沉降规律的影响相对较小。

双洞隧道洞口段抗减震模型试验研究

为了解隧道衬砌在地震过程中的动态响应以及减震层在地震过程中对隧道及围岩边坡安全性能的影响,针对双洞隧道洞口段进行室内抗减震模型试验研究。模型试验按有(无)减震层分成2组进行对比。试验结果表明:(1)设置减震层对围岩破坏的形式没有影响,只能在破坏程度上有所减轻;(2)减震层的设置对模型中的动应力分布情况有较大影响,并能够在一定程度上减小作用在衬砌上的作用力;(3)有错距的双洞隧道中,长里程隧道洞身在包含短里程隧道洞口的横截平面附近受力状态复杂,减震层的加入有利于减轻其破坏程度。

双洞隧道独头掘进CO扩散效应模拟分析

基于CFD的基本理论,对某双洞公路隧道和其压入式通风系统建立三维模型,利用RNG k-ε湍流模型模拟双洞隧道独头掘进时CO扩散规律,得出非稳态下CO扩散数据模型。用2个指标(CO扩散浓度、污染持续时间)来量化污染严重程度。研究发现双洞隧道独头掘进时,如果2条隧道的通风功率不一样,一条隧道掌子面爆破作业后产生的CO会沿着双洞隧道间的人行横道扩散,进而影响另一条隧道的空气质量。根据爆破后的双洞等功率通风CO扩散效果的研究,提出了更为合理的通风管理措施。

双洞隧道在断层破碎带的涌水量预测

在断层破碎带中进行隧道开挖,当山岭地下水位较高时,将面临突涌水的风险,所以有必要进行该复杂环境下隧道涌水量的预测与分析。以隧道与断层的空间等效关系为基础,从渗流影响范围的角度提出断层影响宽度的不同解读。基于非达西修正和叠加原理,推导双洞隧道在断层不同区域的涌水量预测公式,并与经过断层的某双洞隧道的实测水量对比,验证该公式在双洞隧道遭遇断层带时进行涌水量预测的适用性。研究结果表明:双洞隧道的渗流量同时受旁洞和断层的影响,其中,左右洞的相互影响会减少单洞的涌水量,而断层则会加大涌水量;当断面内2倍隧道与断层的水平距离a大于半无限含水地层中渗流影响半径R时,断层作为地下水补给边界的影响可以忽略,而当a越小,断层促进渗流的影响会逐渐加大,当隧道直接揭露断层破碎区时涌水量达到最大。本文计算结果与分析结果可为后续隧道涌水计算与控制提供指导。

软岩大跨小间距双洞隧道洞口浅埋段开挖技术

沈应线隧道工程位于较为繁华的舟山沈家门城区，长1230m，其南北出入口地质很差，多为全-强风化岩层的粘性土夹砾石，围岩稳定性差，主要通过理论计算、进度要求及方便施工等方面的比选，确定了适用于该工程洞口段的开挖技术方法。同时，介绍了洞口浅埋段的实际施工方案及效果。

不同净距双洞隧道上下台阶法同时开挖数值模拟分析

为研究不同净距双洞隧道在上下台阶法同时开挖下的围岩变形、受力及支护受力情况,文章基于Midas/GTS软件平台对10 m、14 m、18 m、22 m净距双洞隧道进行了数值模拟分析。结果表明:(1)隧道中岩墙一侧拱腰水平位移相比左侧拱腰大,拱顶处、仰拱处水平位移较小,且随着净距变化其值基本保持不变;(2)隧道拱顶及仰拱位置处围岩竖向位移较大,拱腰处较小,随着隧道净距增大各部位竖向位移均减小;(3)随着隧道净距的增大拱顶及仰拱处的水平应力及竖向应力逐渐减小,但减小幅度较小,同时拱腰处水平应力及竖向应力变化较大,且减小幅度不断扩大;(4)随着净距的增大,锚杆轴力最大值及喷混结构最大拉应力发生了减小,减小幅度逐渐扩大。

Ⅴ级围岩浅埋大跨双洞隧道施工力学行为及安全净距研究

为研究交叉中隔墙法(CRD)在浅埋大跨双洞隧道Ⅴ级围岩条件下的适应性,基于ANSYS有限元软件进行了二次开发,依托将军山隧道建立计算模型,开展了洞室开挖各施工工序下“围岩-支护”系统的动态施工力学行为研究,并对洞口段安全净距做了进一步的探讨。结果表明:隧道各开挖工序下围岩变形均呈突增态势,前四步开挖位移变化较大;洞室围岩应力随着开挖工序的进行在不断调整,最大主压应力总体上呈较高水平;隧道塌落区面积随着开挖工序的不断进行而增大;钢拱架的弯矩随着开挖工序的不断进行而调整;初期支护和二次衬砌在整个施工过程中的安全系数均满足要求。研究成果可为类似隧道工程的设计和施工提供参考。

浅埋双洞隧道爆破振动安全技术研究

熊冲隧道采用控制爆破法进行开挖,为了控制熊冲隧道爆破振动所产生的危害,采用TC-4850新型爆破测振仪对熊冲隧道爆破振动进行监测;通过收集现场测振数据,分析V-L,V-f之间的关系图,了解地震波在围岩中的衰减特点,利用萨道夫斯基经验公式结合爆破安全规程相关规定对目前的振动安全情况进行评价,并提出了建议。

双洞隧道下穿施工引起既有隧道沉降的计算方法

新建地铁隧道近距离下穿既有线为特级风险工程,正确分析既有线变形是目前地下工程领域中的热点问题。基于前人研究成果,运用叠加原理,推导出新建地铁双洞隧道下穿施工引起既有隧道沉降的计算公式,并以北京地铁12号线一拟建双洞隧道下穿既有车站工程为例,通过有限元模拟验证了该公式在北京地区类似工程中预测沉降的可行性。通过改变新建双洞隧道中心线间距和新建隧道与既有结构之间纵向净距分析最大沉降,得出了下穿工程中双洞隧道最优间距的确定原则和沉降曲线的变化规律。

高烈度区双洞隧道洞口段地震响应分析与振动台模型试验

强震作用下,隧道地下结构损伤严重,其中洞口段更是抗震的薄弱环节,但其影响规律和特点目前尚缺乏系统的计算分析和研究。以强震区扯羊隧道为例,首先采用FLAC3D对双洞隧道洞口段地震响应进行分析,再用模型试验的方法进行洞口段模型试验,测量其地震响应应变规律,观测其震害发展情况,并与数值分析结果相互验证。结果表明:地震作用下,隧道仰拱横向位移较大;随着隧道埋深增加,内力逐步增加,其中墙角部位内力较大;洞口处隧道围岩在强震作用下会产生贯通性裂缝,影响隧道洞口稳定;地震作用下的明洞与暗洞交接处内力较大;地震作用下的双洞隧道之间存在较强的动力相互作用。

邻近双洞隧道衬砌结构的爆破动力响应规律分析

为优化温州绕城高速公路西南线横山隧道施工方案、控制爆破开挖对邻近洞室衬砌结构的动力影响,采用数值手段模拟了不同开挖工法时邻近洞室衬砌结构在爆破动力作用下的响应规律,对比分析了爆破引起邻近隧道衬砌结构不同部位的应力和振动速度,提出了衬砌结构的重要影响部位和相应的减振措施;分析了单洞爆破开挖引起的衬砌结构振动速度,根据不同振动速度控制标准优化了掌子面与衬砌结构的安全步距。

双洞隧道下穿既有线的施工优化分析

北京地铁17号线东大桥站下穿既有6号线的单层双洞隧道,拟采用6导洞交叉中隔墙法施工。为控制既有线和地表的沉降,采用Flac3D数值计算方法,研究4种导洞施工顺序对既有隧道和地表沉降的影响规律,提出群洞影响系数以定量研究相邻隧道施工对变形的影响。计算结果表明,导洞竖向开挖施工方案,可有效减小既有线隧道最大沉降及群洞效应,为最优的施工顺序。

不同断面形式双洞隧道开挖顺序对地表沉降的影响

地铁暗挖区间通常采用双洞双线相同断面的隧道结构形式,而当某条线路局部存在渡线、停车线等情况时,该段区间需采取大断面的结构形式,即左右线隧道采用2种不同断面,施工方法也不尽相同。若大断面隧道采用双侧壁导坑法施工,小断面隧道采取CRD法施工,不同的开挖顺序对地表沉降的影响不同。结合北京地铁14号线东管头站—丽泽商务区站工程实例,利用有限元计算软件对施工过程模拟计算,将地表沉降计算结果与现场施工监测数据对比分析;验证模拟计算结果与实际工程影响的符合程度;得到双洞隧道不同开挖顺序对地表沉降的影响趋势,提出调整开挖顺序的合理化建议。该分析对实际工程中施工顺序的选择具有一定指导意义。

超小间距双洞隧道开挖施工方法与爆破动力分析

针对重庆某超小间距双洞隧道工程,提出交叉中隔墙法(CRD法)三台阶施工法,同时采用铣挖机开挖与爆破开挖相结合的方式开挖后行洞。并经有限元爆破动力分析表明,与全部采用爆破开挖相比,中墙岩柱水平向最大振动速度由193 cm/s减小至2.98 cm/s,满足岩柱的安全需要。

FLAC3D数值模拟实例分析大跨小净距双洞隧道的开挖步序影响

以贵阳轨道交通1号线某区间大跨小净距双洞隧道为模本,采用FLAC3D数值模拟计算,分析双洞隧道在开挖过程中的顺序和步距变化,对周边岩层的变形沉降影响.从中探索隧道理论开挖施工中,双洞应采取的顺序和需要保持的最小距离,方可保证隧道的稳定和安全.

基于压力拱理论的双洞隧道最小净距弹塑性分析

双洞隧道最小净距的研究对隧道工程建设有重要意义,本文应用压力拱理论对双洞隧道最小净距进行弹塑性分析,根据拟建的双洞隧道的物理模型及隧道中间岩柱的受力模型,得到双洞隧道最小净距公式,通过控制变量,分析公式中各物理参数对隧道最小净距的影响大小关系,即:隧道埋深和土层重度的增大会使双洞隧道最小净距承非线性增大;内摩擦角、粘聚力、计算内摩擦角的增大而非线性减小。本文的研究为双洞隧道设计提供了依据。

基坑开挖对既有双洞隧道的稳定性影响研究

针对紫之隧道双洞隧道一基坑工程,利用有限元软件Abaqus建立三维数值模型,研究基坑开挖对附近双洞隧道造成的影响,在研究中还考虑了对基坑进行相应的优化措施。结果表明,基坑开挖对距离较近的隧道影响更大,且主要影响在隧道的竖向位移,距离较远的隧道则受影响较小。在条件允许的情况下,将基坑位置向远离隧道的方向平移可以有效减小隧道位移,对基坑施加钢支撑也能起到保护效果。

双洞公路隧道LNG火灾横道烟气温度分布规律研究

采用PyroSim软件对双洞公路隧道在不同风速下LNG泄漏引起的火灾场景进行模拟,通过对横道温度的监测分析,以便为不同火灾情况下的通风救援提供措施和建议。通过分析发现:火灾隧道通风速度与横道平均温度和最高温度之间呈线性关系;同时,另一隧道不同通风风速也对横道温度有影响,该情况下横道最高温与另一隧道风速也呈现线性关系,但该情况下风速与横道温度均值无线性关系。