明挖四线隧道异型结构施工力学特征

明挖隧道异型结构常见于地铁车辆地面出入场线与主线的合建段,施工工序繁杂,结构力学行为复杂。以国内某地铁工程为例,采用现场测试方法研究明挖异型结构施工力学特征。研究结果表明:在三箱与四箱异型结构施工过程中,所有部位基本处于压弯状态,在上覆土回填施工完成后结构处于最不利的受力状态,隧道顶板内侧混凝土因承受过大施工荷载而出现开裂、渗水现象;四箱异型结构在转角加腋位置内力剧增,隧道右线底板承受最大轴力,出场线底板承受最大弯矩;三箱与四箱异型结构不同测试断面的受力变化特征类似,但内力存在差异;对于三箱异型结构,右线顶板与出场线接合部位内力沿隧道纵向变化较大,而出入场线顶板及出场线与右线接合部位受力沿隧道纵向变化不大;对于四箱异型结构,结构底板与顶板受力沿隧道纵向变化较大,而结构交接处受力变化不大;在施工过程中,出现的临时荷载对结构受力带来的短期波动影响需引起重视。

特大断面软岩隧道工法优化及力学特征研究

为提高施工效率,依托龙泉山一号特大断面泥质软岩隧道,在CD法的基础上提出一种边墙预开槽预留下台阶中隔壁法的改进工法。首先通过数值计算,深入研究CD法和改进工法施工时隧道支护结构受力及变形特征,再结合现场试验中断面位移和内力监测数据验证数值模拟结果的合理性,并进一步分析改进工法的适应性。结果表明:(1)改进工法最大拱顶沉降量较CD法增大1.8 mm,最大水平收敛量比CD法小1.7 mm;(2)两种工法初期支护均受压且左侧受力大于右侧,改进工法初期支护受力较CD法大幅减小;(3)两工法塑性区主要位于隧道两侧拱肩及拱脚处,改进工法塑性区面积小于CD法;(4)CD法临时支撑受力略小于改进工法,但总体而言采用改进工法开挖更有利于隧道受力;(5)试验断面型钢拱架整体承压,左拱肩内侧压应力最大,钢拱架最大正弯矩位于仰拱左侧,最大负弯矩位于左拱肩。现场初期支护变形及内力监测数据均满足设计与施工安全要求,研究可为今后类似工程提供参考。