盾构隧道正交穿越变形影响因素分析

某公路工程的盾构隧道需要垂直正交下穿上方的沉管隧道,施工过程有可能造成地层变形,为了预防这一情况,文中对变形影响因素展开研究。经过初步判断,主要影响因素包括掌子面支护力、上下隧道夹土层工程特性、上下隧道净距离。研究利用ABAQUS软件建立施工模型,针对盾构隧道正交穿越变形问题,开展单一影响因素仿真和多因素正交试验仿真,对比不同工况下的沉管隧道底板最大沉降、沉管最大收敛、沉管隧道最大挠曲等指标。结果显示,掌子面支护力为主要的变形影响因素,其他均为次要因素。

地铁隧道正交穿越地裂缝的相互作用机制试验研究

以西安地铁隧道为工程背景,利用地铁隧道正交穿越地裂缝应力模型试验,分析在地裂缝活动环境下的地铁隧道与地裂缝的相互作用关系。在地裂缝上、下盘发生相对错动时,对模型结构的纵向应变、结构底部的相对位移以及结构外围土压力等进行监测。数据分析结果表明:地铁隧道穿越地裂缝时其荷载传递机制涉及结构的刚度效应、下卧土体的支承作用、隧道与土体之间的摩阻作用以及裂缝处上下盘的接触效应4个方面。根据隧道结构变形特征及应变变化规律,构建隧道与土体底部脱空状态下相互作用力学模型,为西安地铁穿越地裂缝的隧道结构设计提供参考。通过对不同断面隧道的应变及变形比较分析,提出地铁隧道正交穿越地裂缝带时宜采用马蹄形隧道断面,以提高结构的整体刚度;加强位于地裂缝下盘的隧道混凝土的裂缝控制,做好防水处理。

隧道正交穿越滑坡体的安全距离及稳定性分析

在滑坡地段修建隧道时,隧道穿越位置对滑坡体稳定性有着重要影响。目前,研究者较多针对隧道开挖问题或者滑坡稳定性问题进行了单独研究,而将两类工程问题联合起来进行理论研究还不多见。基于滑移线理论推导的隧道开挖对围岩扰动范围公式,结合隧道上部松动岩体的分析,得出隧道正交穿越滑坡体的最小安全下穿距离的解析表达式,并对其影响因素进行了讨论;基于Sarma法,对隧道上方滑坡体的稳定性进行了分析,得出相应的安全系数。结合数值模拟方法对隧道正交穿越滑坡的多个工况进行了实例分析,通过对隧道围岩塑性区的分析,验证了该方法的有效性。成果可为滑坡地区隧道位置的选择提供一定的理论依据。

隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施

在我国西南山区修建公路隧道时,常常需穿越滑坡等不良地质灾害体,而其中最复杂的组合便是隧道正交穿越滑坡,这一复杂组合耦合了上覆厚度巨大的滑坡体和隧道开挖揭穿滑坡滑面两个不利条件,将会引发滑坡和隧道的强烈相互作用,从而诱发滑坡体和隧道的强烈开裂、变形。以西南山区某高速公路隧道正交穿越厚度超过60 m的老滑坡为背景,对这类隧道–滑坡体系的相互作用而引发的工程病害的机制进行了深入的分析和研究,并采用数值分析方法对坡体、隧道的应力、变形等进行了详细计算分析,同时与规范推荐的传递系数法的计算结果进行了对比分析。结果表明,数值分析方法对这种复杂体系作用下的坡体与隧道的相互影响所进行的分析更为合理,基于应力变形控制理论所确定的最终处治方案具有明显技术合理性和经济优势。目前该隧道已成功穿越滑坡体并通车,这种复杂条件下的隧道-滑坡体系的成功处治在国内外亦是非常少见的,其设计分析思路和应对措施可供今后类似工程参考和借鉴。

隧道正交穿越滑坡体的变形特征及控制技术探讨

针对日益突出的隧道正交穿越滑坡体所引发的工程问题,对隧道不同破坏模式下的变形特征及受力机制开展研究,并结合具体案例进行分析。结果表明:存在六种隧道-滑坡相互作用下隧道破坏模式,分别是滑坡侧界-滑坡体横向错断破坏、薄滑坡体-隧道纵向挤压破坏、滑面-隧道纵向剪切破坏、滑床-隧道纵向坍塌破坏、滑坡后部-隧道纵向偏压破坏和滑坡前部-隧道纵向偏压破坏;在解决滑坡-隧道的问题时,须遵循"保证稳定滑坡、限制隧道变形、控制隧道局部受力和抑制地下水作用"的原则;基于地表注浆的综合控制技术能够快速施工,高效整治滑坡稳定和隧道变形,建议优先采用。