典型浅埋矩形框架地铁车站地下结构地震易损性分析

该文旨在研究典型浅埋矩形框架形式地铁车站结构的震后失效概率模型。以9座已建典型矩形框架地铁车站工程实例为研究对象,通过Abaqus/standard有限元软件平台建立了土-结构相互作用三维数值模型。基于地下结构Pushover分析获得的抗震性能曲线,定义了各个车站结构的层间位移角限值。采用IDA方法计算得到了地铁车站结构的概率地震需求模型,并绘制了不同地铁车站结构的地震易损性曲线。通过对比研究发现,地铁车站结构之间的震后失效概率相差巨大,场地平均剪切波速对地下结构地震易损性分析结果起主导作用,尤其是与结构等高分布土层的自由场响应结果,但地下框架结构本身的变形能力也是影响结构震后失效概率的重要因素之一。上述研究成果能够有效加强对现行浅埋地下框架结构抗震性能的认识,可为基于性能的浅埋地铁车站地下框架结构抗震设计提供科学参考。

大断面浅埋隧道地表沉降Peck修正公式及其应用

针对经典Peck公式未考虑隧道断面形状、埋深对大断面浅埋隧道地表沉降影响的不足,考虑断面形状与隧道埋深修正系数改进Peck公式。利用白塔山隧道地表沉降实测数据对修正公式进行验证,两个监测断面预测值与实测值平均相对误差8.3%,最大相对误差18.4%。进而采用修正Peck公式对不同断面形状、不同埋深隧道开挖引起的地表沉降进行预测。结果表明:地表最大沉降与断面形状修正系数成正相关,地表最大沉降依次为矩形-1(Ⅰ)>马蹄形-1(Ⅱ)>圆形(Ⅴ)>矩形-2(Ⅲ)>马蹄形-2(Ⅳ);随着大断面浅埋隧道埋深增加,地表最大沉降减小而地表沉降槽宽度相应增大。地表沉降曲线形态由窄而深过渡到宽而浅,地表核心沉降区面积也逐渐减小。研究成果可为类似工程提供理论支持和技术参考。

软土地层浅埋暗挖矩形大断面隧道施工力学响应特征

[目的]为探究在城市软土地层中安全有效地施工浅埋暗挖矩形大断面隧道的技术方法,以实现施工过程的安全性控制。[方法]以某地铁区间隧道工程为例,提出4导洞开挖和“中导洞”先行6导洞两种开挖方案。利用有限差分软件建立三维数值仿真模型,模拟了隧道施工过程并详细分析了隧道施工过程中的地层竖向位移和初期支护内力变化。通过与现场监测数据分析对比,验证了所提工法的合理性与有效性。[结果及结论]在导洞开挖阶段,隧道顶部和底部的地层竖向位移最为显著,且相邻导洞的开挖对位移影响有限。采用6导洞开挖方案,与4导洞开挖方案相比,底部最大位移值显著减少了21.5%,同时在施工过程中,底部的竖向位移速率也降低了6.1%。特别是在中导洞施工期间,地层竖向位移变化速率是侧导洞变化速率的1.2倍左右,这表明中导洞对地层的影响更为显著。6导洞开挖方案在控制施工期间地层变形和结构受力方面更为有效,特别是在中导洞施工阶段,需要特别关注并加强监控和支护措施。

大断面暗挖地铁车站交叉群洞施工顺序及关键工序研究

为探究大断面浅埋暗挖地铁车站交叉群洞施工力学特性并给出交叉风道最优施工方案,该文依托重庆地铁4号线玉带山车站隧道工程,利用三维数值模拟的方法建立车站交叉群洞的三维模型,研究了与主洞相交的两风道先后开挖顺序、风道各部全导洞开挖或挂2 m洞门处理对群洞结构稳定性的影响。研究结果表明,越靠近车站端头处隧道拱顶沉降值越大,施工过程中临时支护结构能有效控制隧道变形和受力;3号风道各部采用挂洞门处理时与全导洞开挖相比,能降低拱顶约1.3 cm的最大沉降,拱腰处结构安全系数最大增加了22%;先行施工3号风道与先施工6号风道相比6号风道周边围岩更为稳定,3号风道周边围岩塑性区延伸范围也更小;车站隧道底部两层台阶开挖、最终临时支护的拆除这两个工序引起的拱顶测点沉降增量最大,结构的安全系数也在这两个工序有较大幅度降低,为施工过程中的关键步序。

大断面浅埋高速铁路隧道施工关键技术研究

为了提升高速铁路隧道施工技术,总结了大断面浅埋隧道的判定方法,并以某铁路隧道为研究对象,利用MIDAS软件建立计算模型,对比了台阶法、留核心土法、CD法、双侧壁法的加固效果,并从隧道进洞、超前支护、塌方处治等方面探讨了大断面浅埋隧道的施工要点。同时,以双侧壁导坑法为例,计算了不同开挖高度和开挖面距离下隧道围岩的变形。

软弱围岩浅埋大断面隧道施工工法与变形控制技术分析

【目的】软弱围岩浅埋大断面隧道施工会增大周围环境的变形风险,寻求有效的软弱围岩大断面隧道施工开挖技术具有重要的工程实践意义。【方法】采用数值模拟和现场监测相结合的手段,分析软弱围岩浅埋大断面隧道施工工法与变形控制技术。【结果】结果表明,三台临时仰拱法能较好地控制软弱围岩浅埋大断面隧道的变形,采用该工法时隧道中心处的地表沉降值、拱顶沉降及开挖底部最大隆起值均能满足施工规范要求,且相应的数值模拟与现场监测具有相似的变化规律。【结论】研究成果可为今后类似隧道工程设计与施工提供技术支撑。

硬质岩浅埋大断面隧道施工技术应用研究

硬质岩浅埋大断面隧道施工因其地质环境的复杂性而面临诸多挑战,如垮塌、围岩变形及衬砌结构裂缝等问题,严重威胁隧道的安全与可靠性。针对硬质岩浅埋大断面隧道的特性,结合具体工程案例,提出了科学合理的施工技术方案。通过预先灌注水泥浆液、加固锚杆处理技术、加固纵向连接技术及弱爆破施工技术等措施,有效提升了隧道围岩的稳定性,保障了施工质量与过程的安全。研究表明,这些技术的应用能够显著改善隧道施工条件,降低施工风险,为类似工程项目提供了宝贵的实践经验与参考借鉴。

大断面浅埋隧道下穿公路地表沉降分析

文章通过对隧道施工过程中的地表沉降进行监测,探究了大断面暗挖隧道的地表沉降特征。结果显示,大断面浅埋隧道采用交叉中隔墙(CRD)法施工时,地表沉降现象较为明显。在不同导洞的开挖过程中,地表沉降特征各不相同,后续开挖右上导洞时,地表沉降变形及沉降速率均为施工过程中最大值。此外,相较于地表,道路路面的沉降量有所减小,沉降槽宽度增加。因此,施工过程中需采取切实有效的控制和监测措施,减少地表沉降变形。

大断面铁路隧道下穿富水堰塘浅埋段施工技术研究

针对隧道施工在遇到下穿富水堰塘浅埋段采用传统盖挖法施工效率低的问题,以成自宜铁路白云山隧道为背景,结合现场实际,成功研究了大断面隧道下穿富水堰塘段暗挖施工新技术。通过施工调查,选取优先疏干堰塘积水,清除地表淤泥,再进行地表注浆加固,最后隧道施工采用加强支护参数形成劲型支护体系暗挖法的技术措施,确保施工进度和安全质量。新技术解决了传统下穿富水堰塘浅埋段盖挖法施工速度慢的难题,创新了工艺技术,可在同样施工工况隧道中推广应用。

浅埋超大断面矩形顶管顶进对既有箱涵的影响

针对浅埋超大断面矩形顶管顶进引起的环境影响效应,以深圳市某拟建顶管法地铁车站为背景,建立了顶管施工全过程三维有限元数值模型,研究了浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应及其对上方既有箱涵的影响。结果表明:顶管下穿箱涵前,箱涵的不均匀沉降增长缓慢,箱涵迎土面所受土压力不断增大;顶管下穿箱涵时,箱涵的不均匀沉降量急剧增大,箱涵迎土面所受土压力逐渐降低;顶管穿出箱涵后,箱涵的不均匀沉降量和迎土面所受土压力均先下降而后趋于稳定。浅埋超大断面矩形顶管施工的背土效应使得箱涵的最大水平位移大于最大竖向位移,实际工程中应采取措施减少背土效应的影响。

浅埋大跨度暗挖车站单层初支拱盖法技术研究

针对浅埋大跨度暗挖车站单层初支拱盖法技术进行研究,以实际工程案例为抓手,着重强调单层初支拱盖法施工过程中的关键技术应用,面对浅埋大跨度及复杂周边环境等难题,构建稳定可靠的拱盖结构,保证建设活动安全稳定进行。对超前支护技术、帷幕注浆技术、格栅钢架技术、预应力锚杆技术、混凝土喷射技术、二次衬砌技术等核心要点进行了详细分析,确保单层初支拱盖法技术在浅埋大跨度暗挖车站施工中运用的科学性、合理性和可行性。

特大跨度隧道洞口浅埋段超前支护效果分析与研究

以厦门某特大跨度隧道工程为例,针对洞口浅埋段围岩破碎状况的超前支护问题,采用数值分析结合现场实测的方法,研究采用大管棚及超前小导管的联合支护方法,并通过地表变形及支护结构变形特征,评价其效果。研究表明:采用超前小导管支护,拱顶沉降及两侧收敛位移值,相对未采用超前小导管分别减小29.7%和52.3%,相比未采用超前小导管进行超前支护,初支轴力和剪力分别降低50.0%和47.2%,弯矩变化不大。总的来说,联合支护方法一定程度分担了围岩的荷载,降低初支结构的内力和变形;能较好地控制围岩变形及结构受力,得到的围岩位移及初支结构内力极值都不大,处于合理范围内。

大跨浅埋黄土隧道中系统锚杆受力机制研究

郑州-西安铁路客运专线穿越西北黄土分布的主要地区,而在黄土地区修建跨度超过15.1m、开挖面积达170m2的超大断面大跨度铁路隧道洞群在国内尚属首次,相关的设计理论与经验均较为欠缺,尤其是系统锚杆在黄土隧道中的作用机制及锚固效果尚不清楚,使得设计遇到关键难题。为研究大断面黄土隧道中系统锚杆的作用,通过理论推导,阐明了锚杆的作用机制,指出了浅埋大跨度黄土隧道中锚杆的受力原因。采用理论锚杆单元模型,计算得到与实测数据一致的结果,说明该理论模型能够解释浅埋黄土的锚杆受力情况。综合研究表明,浅埋黄土隧道中拱部系统锚杆的锚固效果较弱,而边墙部锚杆的锚固效果显著。

浅埋暗挖超大断面地铁车站隧道开挖方法研究

本文结合重庆轨道交通六号线五路口车站工程实际情况,在分析传统双侧壁导坑法存在局限性的基础上,提出了"台阶分部临时支撑法"和"台阶临时支撑+部分双侧壁法"两种改进的施工方法。通过对双侧壁导坑法和两种改进施工方法的数值模拟,分析隧道施工中位移的控制效果,确定了适合本工程浅埋暗挖超大断面隧道的开挖新方法(台阶临时支撑+部分双侧壁法),并将数值分析结果与现场监控量测结果进行对比,验证了此方法的合理性和正确性。研究成果为设计和施工提供理论依据,丰富和完善了浅埋暗挖超大断面隧道施工技术,并为类似工程提供借鉴。

浅埋大断面土质隧道下穿明长城施工安全控制技术研究

针对西河口浅埋大断面隧道下穿明长城施工难点,为有效保护文物,确保施工安全,文章提出了采用水泥-水玻璃双液地表注浆加双层大管棚的洞内外预加固措施、双侧壁导洞超短台阶施工工法及支护参数局部优化的综合安全控制技术。通过模型试验论证了方案的可行性,给出了确保下穿明长城安全施工的地表沉降控制标准,并通过现场监测评价了方案的合理性。

大断面浅埋隧道开挖施工技术及其数值模拟

京新高速苏木山隧道进洞浅埋段,开挖断面大,围岩软弱破碎,为V级围岩。为确保隧道开挖施工安全性和稳定性,选择合理的工法施工显得很有必要。针对该隧道的工程地质条件,提出采用双侧壁导坑法开挖施工,并基于三维有限元Plaxis-3D程序,对大断面浅埋隧道开挖施工进行数值模拟。研究结果表明:从隧道周围变形的情况来看,采用双侧壁导坑法开挖修建V级围岩条件下的三车道大跨度隧道是安全的;同时,数值模拟计算结果与现场实测结果是吻合一致的。

浅埋大断面黄土隧道初期支护安全性分析

以大西客运专线忻州隧道三七微台阶法开挖为工程背景,采用FLAC3D模拟分析施工过程中初期支护结构的受力特性,并与锚杆轴力和喷射混凝土应力的现场测试结果进行对比分析,最后结合型钢混凝土截面受力计算方法,评价型钢混凝土初期支护结构的安全性。研究结果表明:1型钢混凝土主要承受压应力,且沿隧道中线呈轴对称分布,最大压应力出现在拱腰位置,而拱脚处局部承受拉应力,为施工中的薄弱部位,喷射混凝土应力实测值相对计算值偏小,但分布规律与计算值吻合性较好;2隧道系统锚杆主要承受拉力作用,最大拉力在锚杆1 m位置,沿隧道轮廓从拱顶到拱脚递减,且计算值略大于实测值,两者分布规律一致;3型钢混凝土结构安全系数从隧道拱顶到拱脚依次递增,且同一部位轴力安全系数小于弯矩安全系数,轴力安全系数最小值为3.86,满足规范要求,可适当增大钢拱架支护间距或减小喷射混凝土强度。

浅埋大断面隧道在初期支护下的稳定性数值分析

浅埋大断面隧道由于明显的空间效应以及断面面积、高跨比、跨度、埋深、施工方法等因素的不同,隧道在围岩和支护结构的破坏模式上常出现较大的差别。本文通过对宁波大榭管廊浅埋大断面隧道进行有限元方法,模拟经济简单的中隔墙台阶法和上下台阶法,对拱顶沉降及初次支护的受力状态进行分析,并与实际监测数据进行对比分析,得出较为一致的结果。最后,通过对比分析,得出中隔墙台阶法能有效减少拱顶沉降及初次支护应力,各项变形指标均在规范之内。本研究对此类隧道的施工与设计有一定指导意义。

浅埋深薄基岩大采高综采工作面开切眼支护技术

为了解决浅埋深薄基岩大采高综采面开切眼支护参数不合理,支护系统效能不足的问题,以红柳林矿25206工作面开切眼为工程背景,采用现场监测、数值模拟、理论分析、现场实践等手段对开切眼支护系统进行研究。研究表明:开切眼原支护参数能够较好控制围岩变形,但存在支护强度过高,锚杆(索)未能达到其额定支护阻力的问题;基于锚杆(索)协同支护方法,建立锚杆基础支护,锚索补强支护协同支护系统,计算合理支护参数,并利用数值分析进行锚杆和锚索方案的合理性和可靠性验证,确定在预紧力取50 kN时,顶板锚杆长度2.6 m,间排距1200 mm×1200 mm,帮锚杆长度2.2 m,间排距1200 mm×1200 mm,锚索直径17.8 mm,长度6.0 m,能够较好控制巷道围岩变形;优化支护方案后,顶部锚杆最大支护阻力稳定值78 kN,帮部锚杆为65 k N,顶部锚索为118 k N,锚杆(索)支护阻力显著提升,支护效能明显提高。通过矿井支护优化研究,形成了一套较完善的支护体系。

软土地区浅埋暗挖大断面隧道拱顶沉降实测分析

软土地区的浅埋隧道由于土层软弱,易产生较大变形和坍塌。为解决隧道开挖时的围岩变形及开挖工法选择问题,依托紫之隧道第1标段暗挖段工程,对洞内拱顶沉降、拱腰收敛和仰拱隆起进行实测,对实测数据的规律与影响因素进行分析。研究结果表明:1)CRD工法在淤泥质软土中与四台阶法在强风化泥质粉砂岩中测得的拱顶沉降都较大;2)拆除隧道支撑会引起较大的拱顶沉降,其比例占总拱顶沉降的14.63%;3)隧道在淤泥质软土中开挖时会发生椭圆化变形,二次衬砌完成后,由于隧道基底承载力不足,隧道产生了整体沉降;4)降雨会使上部土体超载,并弱化围岩的强度,导致拱顶沉降加大;5)土质条件与施工工法的变化都会明显影响拱顶沉降,在隧道变形要求严格的区域或淤泥质软土中,采用CRD工法开挖风险仍较大。