超宽下穿隧道基坑上跨施工对区间盾构隧道影响数值分析

以成都地区超宽下穿隧道基坑上跨地下区间盾构隧道施工为依托,采用三维数值分析法分析了基坑开挖及回填对既有地下区间盾构隧道的影响。结果表明,基坑开挖引起上跨区间上方地层变形增加,且呈现临近基坑中部最大的趋势;随着上部土体的回填,上跨区间上方地层的变形呈下降趋势;同时地下区间隧道最大的竖向位移约3.16 mm,最大值发生在机动车道基坑开挖的中部。

超大跨公路隧道开挖与支护稳定性分析

结合沈大高速公路改扩建工程中韩家岭单洞四车道隧道工程实例,对超大跨隧道施工中各个阶段的力学行为进行了数值分析,判断围岩与支护衬砌结构在各个阶段的安全性与稳定性。通过与室内模型实验、现场监控量测的有关结论进行比较,验证了数值分析结论的正确性,从而判断超大跨隧道支护衬砌参数是否合理、施工开挖方法是否可行。实践证明,该隧道的支护衬砌参数与开挖方法是可行的,为类似隧道的设计与施工提供了借鉴。

新建上跨公路隧道对既有下方铁路隧道结构安全影响分析

新建隧道大角度上跨施工易对下方既有隧道结构造成不利影响,为了确保既有隧道运营安全,需对新建隧道上跨后的既有隧道结构安全性进行评价。依托重庆至黔江铁路徐家堡隧道工程,借助有限元软件MIDAS分别构建地层结构模型和荷载结构模型,对新建隧道上跨修建后既有隧道围岩变形、结构受力及安全系数进行系统分析。研究结果表明:由于上方土体大量卸荷,下方既有隧道整体发生隆起变形,最大变形位于仰拱处,增量为1.173 mm,现场沉降监测验证了数值计算的合理性。新建隧道的施工破坏了既有隧道的承载拱效应,导致结构受力增加,但均小于安全限值;荷载结构法表明,公路隧道修建前后下方铁路隧道结构最小安全系数分别为7.05、4.73,说明公路隧道的修建对铁路隧道有一定影响,但仍在安全可控范围内。

超大断面公路隧道变形监测与分析

超大断面公路隧道的构筑是一项极具挑战性的工程项目,其建设过程中需统筹兼顾地质条件、支护结构设计、通风排水、监控测量以及施工技术与管理等多个方面。本文以江西某超大断面公路隧道为工程背景,通过对该隧道进行监控量测,分别探究了拱顶沉降、围岩与初支接触压力、初支与二衬接触压力、钢支撑应力等对隧道施工、运营及养护的影响,进一步分析各个工况的监测数据,总结规律并为后续类似工程提出施工建议。

深汕西改扩建工程超大跨公路隧道设计与实践

为解决超大跨公路隧道在设计施工过程中普遍存在的工法选择、支护参数确定等技术难题,基于广东省深汕西高速改扩建项目双洞8车道超大跨公路隧道建设实例,通过调研、工程类比、模拟计算等方法,进行超大跨公路隧道在施工工法、支护参数、“一洞九线”大型机械化工装配置以及相关优化设计等方面的研究,并通过监控量测对设计方案进行验证。结果表明:1)现行规范中2、3车道隧道的设计方法仍基本适用于4车道隧道。2)CD法适用于深埋强风化层,且拱顶强风化层厚度不小于1倍洞身开挖宽度;三台阶法适用于深埋中风化层,且拱顶中风化层厚度不小于1倍洞身开挖宽度。3)采用?51超前中管棚、掌子面玻璃纤维锚、涨壳式预应力锚杆以及C30早高强喷射混凝土后,在Ⅳ级围岩中进行机械化施工具有较高的可行性。4)在前述超前预加固以及支护优化的前提下,当仰拱与掌子面的距离优化至106 m(CD法)、118 m(三台阶法),二次衬砌与掌子面的距离优化至160 m(CD法)、190 m(三台阶法),机械化施工可达到安全、高效的预期。

基于层次分析法的大跨浅埋公路隧道施工风险识别

为将隐藏在大跨浅埋公路隧道施工各环节中的风险因素有效识别出来,针对目前常用的风险识别方法存在的问题,提出采用专家调查法与层次分析法相结合的大跨浅埋公路隧道施工风险识别方法。运用层次分析法建立茅山隧道施工风险递阶层次结构,识别出围岩失稳、洞口滑坡、超挖、衬砌破损漏水、隧道顶部地表沉陷、弃渣场对环境影响等6项茅山隧道施工基本风险事件,并计算出了各基本风险事件的综合权重。其中围岩失稳相对于施工风险的权重接近0.5,建议采取有效的风险控制措施应对。研究结果表明,层次分析法可作为识别大跨浅埋公路隧道施工阶段风险的有效模型。

公路隧道内氢气和丙烷爆炸数值模拟对比分析

通过FLUENT软件对化学计量浓度下的等热当量的氢气和丙烷在某公路隧道内的爆炸过程进行了数值模拟,对比分析了2者的反应速率和隧道内的压力场变化。结果表明:隧道内爆炸过程中氢气反应速率比丙烷的快,爆炸发生后50 ms内的平均反应速率是丙烷的7倍;氢气爆炸产生的超压较大,最大可达451 k Pa,爆炸产生的压力波迅速传播,在隧道内上下来回反射,强度逐渐减弱;丙烷爆炸产生的压力波在隧道内整体表现为向上传播,在爆炸发生150 ms内强度逐渐增大。在此种情况下,2种气体的爆炸均能够对隧道内人员造成严重伤害。

下伏采空区高速公路隧道变形特征数值分析

高速公路隧道下伏采空区的潜在危害性评价及其处治技术研究,是目前高速公路建设中急待解决且具有挑战性的技术难题。本文以青岛至银川高速公路中柳林段下伏采空区大雨亮隧道工程为背景,应用MIDAS/GTS有限元程序构建三维计算模型,对分期采矿形成地下采空区、青龙煤矿停采后进行注浆处治,然后进行双线隧道开挖施工的地表变形响应过程、隧道初衬结构变形及结构受力等进行了数值模拟分析,揭示了不同工况条件下的地表变形程度,确定了地表沉陷盆地特征及沉陷盆地中心位置,对隧道初衬结构进行变形和受力关键部位预测,使隧道工程结构满足强度、刚度和稳定性的工程要求,具有重要的理论指导意义和工程实用价值。

新建公路隧道小净距上跨施工对既有地铁隧道影响分析——以重庆红岩村隧道上跨既有轨道环线隧道工程为例

为分析新建公路隧道近接上跨施工对既有隧道的影响,依托重庆红岩村大断面公路隧道0.33 m小净距上跨既有轨道环线隧道工程建立三维有限元模型,通过计算分析得到轨道环线隧道二次衬砌应力、变形的分布与变化规律。结果表明:红岩村隧道台阶法施工时,上、中台阶开挖对轨道环线隧道影响最大,而下台阶开挖影响较小;轨道环线隧道二次衬砌以竖直向上变形为主,极值位于红岩村隧道正下方4个交叉断面处,且在4个断面附近,轨道环线隧道二次衬砌环向拉应力较大,存在拉裂的可能。轨道环线的受力变形情况依据红岩村隧道开挖过程可划分为3个阶段,并由此得到红岩村隧道开挖核心控制区长度约58 m,以此划分施工控制范围并采用秒雷管控制爆破及机械开挖等不同的施工方案,实现红岩村隧道的顺利上跨施工。

破碎岩体浅埋大跨公路隧道施工稳定分析

江南低山丘陵区岩体破碎,稳定性差。以江苏省宁常高速公路茅山东隧道为例,对实际施工过程进行了数值模拟,从围岩位移、主应力和塑性区的大小,以及支护结构的主应力变化对施工过程进行稳定分析。结果表明,在破碎的Ⅳ级围岩条件下,浅埋大跨公路隧道采用注浆小导管超前预支护措施下的下断面左右分部台阶法施工是可行的。数值模拟结果与监控量测数据的对比分析,进一步证实了实际开挖方案的合理性。

公路隧道前置式洞口工法的三维数值分析

以宁(南京)淮(安)高速公路老山公路隧道为依托,对洞口前置式洞口施工过程的力学行为进行了三维数值模拟,分析了洞口段围岩和前置式支护结构体的位移场、应力。计算结果表明:前置支护结构及两洞间土体对洞口山体的支撑作用明显,既可大大减少洞口的边、仰坡开挖量保护洞口环境,又能有利于洞口段稳定和洞口施工安全。

超大断面黄土公路隧道监控量测与分析

以唐家塬隧道为工程背景,通过现场监测拱顶下沉、围岩收敛、围岩压力、初衬与二衬接触压力和二衬混凝土应变,对监测数据进行整理分析后得出结论:超大断面黄土隧道围岩变形大致经历了急剧变形、持续增长、缓慢增长3个阶段;初次衬砌的拱顶下沉量要远远大于围岩水平收敛量,围岩变形主要表现为整体下沉(建议施工单位采用双侧壁导坑预留核心土方法来控制隧道整体下沉);隧道断面围岩压力分布不均匀,存在明显的偏压现象;初衬与二衬的接触压力有拱顶向拱脚传递的趋势;二衬承受较大的荷载。

下穿公路连拱隧道双层管棚预加固作用数值分析

以土江冲隧道为背景，采用FLAC^30软件对双层管棚在下穿公路连拱隧道施工中的加固作用进行分析，数值计算中以梁单元模拟管棚钢管，适当提高管棚加固区围岩参数模拟管棚注浆．计算结果表明：隧道掌子面附近管棚的变形和受力较大，通过设置管棚和不设置管棚两种计算结果与现场测试数据之间的相互比较，对双层管棚在既有公路下连拱隧道施工中的预加固作用进行了评价．比较结果表明：管棚的主要作用是抑制地层位移和主洞初期支护变形，采用双层管棚可使隧道开挖引起的地表沉降减小40％-50％．

隧道下穿高速公路施工方案可行性数值分析

以某实际工程为例,对隧道下穿高速公路施工进行了平面及空间数值模拟,对其施工全过程的力学行为进行了分析;研究了该工程采用双侧壁导坑法及相应支护措施进行施工的可行性,分析了支护结构的受力性能、地表的变形受力特性及施工对地表(路面)沉降的影响。数值分析结果表明该隧道工程施工方案在理论上是可行的。

终南山特长公路隧道火灾通风数值模拟分析

采用计算流体力学方法,对秦岭终南山特长公路隧道进行了火灾通风数值模拟研究。通过对不同纵向通风方案下的气流流动和火灾下游温度分布分析,评估了各通风方案所能达到的效果。比较数值模拟结果和相关的模型试验,发现模拟计算结果取得了满意的预期效果。

地铁车站结构施工对上部密贴公路隧道结构变形影响的数值分析

北京地铁15号线奥林匹克公园站线路走向与既有大屯路隧道走向基本相同,车站主体结构位于大屯路隧道正下方,顶板与大屯路隧道底板密贴。为了解地铁车站结构施工对大屯路隧道的影响,采用数值方法,计算分析了地铁车站结构与大屯路隧道横向相对位置和车站结构施工期间土体注浆范围对大屯路隧道附加变形(沉降)的控制作用,结果表明横向相对位置不同与注浆区域不同对大屯路隧道变形均有明显影响。

小团山大断面公路隧道稳定性数值模拟分析

结合昆明—石林高速公路上的小团山隧道XK18+16 1断面的有限元结构计算 ,对大断面公路隧道的围岩和支护结构的稳定性进行了合理的判断 ,并用现场监控量测的数据与有限元结构计算的结果进行了对比 。

下伏煤层采空区对公路隧道影响的数值分析

下伏煤层采空区具有隐伏性强、空间分布及变形复杂等特点,对公路隧道影响大,如何评价采空区对公路隧道的影响是目前的技术难题。文中结合工程实例,采FLAC^3D三维数值软件,系统分析了煤层开采引起的覆岩塑性变形、覆岩应力分布、隧道底板水平变形、倾斜及曲率等特征。结果表明,随着煤层的逐步开挖,空区上覆岩层至地表均产生了一定程度塑性变形;隧道底板水平变形量、倾斜值、曲率值超过容许变形值,需采取工程措施处治或避让处理。

基于数值模拟分析的高速公路上跨高铁隧道方案

工程概况河南西部某高速公路改扩建工程采用单侧整体式加宽方式．新建单侧整体式路基宽度为19．5m．加宽部分桥涵设计荷载为公路l级，以路基方式上跨客运专线隧道，路面顶面与隧道顶面高差为11～13m左右．路基挖方深度8～12m左右。交叉段下覆岩层为砂质黄土（Q3eol＋a1），隧道洞身大部位于砂质黄土（Q3eol＋a1）中．围岩级别为V级。高速公路改扩建路基开挖和后期营运必然对客运专线隧道产生影响。

高速公路隧道施工动态监测与有限元数值模拟分析

以广贺高速公路某隧道工程为背景,在现有隧道动态监测与数值模拟的基本理论方法的基础上,建立有限元模型,研究了隧道施工过程中围岩的位移变化规律。通过数值成果与隧道围岩位移实测值的比较,认为数值模拟分析中得到的施工过程中隧道围岩位移场变化规律基本与实际相符合,从而便于更好地开展施工监控和施工指导工作。