砂泥岩地层浅埋大跨暗挖地铁车站转序落底关键技术

大断面暗挖地铁车站工程采用双侧壁导坑法施工,该方法是处理软岩地层、浅埋地段等不利条件下的常用施工技术手段。结合重庆轨道交通18号线北延工程黄沙溪站暗挖车站开挖工艺及施工步序,利用midas GTS建立的计算模型,分析车站中洞开挖对车站围岩和初期支护结构的应力、位移特征及稳定性的影响,通过现场监控量测及自动化应力监测,进一步验证了提前解除车站两端优化中洞的安全性、可靠性、经济性,有力保障了车站隧道的安全施工及毗邻既有建(构)筑物的安全,可为同类工程提供借鉴和参考。

PBA暗挖地铁车站洞内地下连续墙施工力学响应分析

北京某地铁PBA暗挖车站采用边导洞内施工地下连续墙止水,在国内尚属首例。以该工程为依托,采用MIDAS软件模拟了PBA工法施工过程中洞内地下连续墙的力学响应规律,并与现场监测数据进行了对比分析。研究结果表明:(1)地下连续墙施工引起的地表沉降量较小,约占地表总沉降量的9%;(2)扣拱施工阶段、站厅和站台层开挖支护阶段地下连续墙水平位移变化较大,在实际工程中需对这三个施工阶段加强监测和施工控制;(3)地下连续墙竖向位移整体以隆起变形为主,沉降变形不明显,沿地连墙纵向各施工阶段中墙顶的沉降量略有波动,整体上趋近均匀分布;(4)车站主体结构施工完成后,地下连续墙墙体所受的拉、压应力均未超过混凝土抗拉、抗压强度允许值,地下连续墙结构处于安全状态。

基于模型试验的双侧壁导坑法施工过程模拟研究

为了研究双侧壁导坑法施工过程中的围岩力学特性和位移特征,以在建大罗山隧道工程为例,采用相似模型试验进行模拟分析,研究了开挖过程中围岩的应力变化和地表沉降,以及隧道开挖完成后附加荷载作用下围岩的应力特征和衬砌裂缝发展情况。试验结果表明:在隧道开挖阶段,越靠近隧道周边的围岩应力监测点,围岩应力变化越大,且围岩应力变化从大到小依次为拱肩切向应力、拱顶竖向应力、拱腰竖向应力、拱腰切向应力。

大跨度隧道分部开挖超近距离下穿电力铁塔变形控制技术研究

大跨度隧道以超近距离分部开挖下穿电力铁塔时不可避免的对铁塔桩基产生扰动影响,依托黑白面将军山隧道工程开展了双侧壁导坑法分部开挖下穿电力铁塔数值模拟研究,分析了不同注浆加固方案下地层变形和铁塔桩基稳定性的演化规律。研究结果表明:当不采取注浆加固措施时,中导洞上断面的开挖后围岩最大累计竖向变形为5.3 mm左右,约占最终累计变形的76.8%,是地层变形发展和桩基扰动的关键阶段,电力铁塔随着断面开挖具有向隧道开挖侧偏转的趋势;当采取径向6 m范围注浆加固时,隧道最大拱顶沉降减小了约54%,铁塔桩身倾斜率由0.14‰降低至0.06‰,桩基左右两侧的差异沉降减小,采取注浆加固措施可以实现围岩及铁塔桩基的稳定性控制。

大断面隧道爆破开挖围岩损伤范围试验研究及数值计算

结合大帽山大断面隧道群的现场声波监测,研究推进式往复爆破作业的双侧壁导坑法施工的大断面隧道的围岩累积损伤范围,声波监测结果表明,在推进式的多次爆炸荷载作用下,围岩将产生一定程度和范围的损伤;侧壁围岩的累计损伤范围主要由与其齐平的导洞I的开挖掌子面爆破决定;其损伤范围随着导洞I开挖掌子面的接近而逐渐增大,当两者齐平时围岩的损失范围达到最大;但当导洞I开挖掌子面逐渐远离和导洞III爆破开挖通过时,围岩的损伤范围并没有扩大,仅导致损伤围岩的损伤程度增大。基于此,在模拟推进式往复爆破荷载作用下围岩的损伤范围时,用与监测断面齐平的单次爆破近似表示推进式的多次爆破,通过DYNA软件将此决定围岩损伤范围的振动速度转化为爆炸压力,再将爆炸压力传递给用UDEC软件实现的各向异性岩体损伤模型,通过与声波监测结果对比,此方法可以较好地模拟推进式往复爆炸荷载作用下围岩的累积损伤范围,并可为类似工作提供参考和借鉴。

超大断面浅埋隧道施工方法的数值模拟

以西成铁路客运专线得利隧道为工程背景,为合理选择超大断面隧道施工方案,使用ANSYS软件对该隧道B型断面进行了二维分步开挖模拟,分析了不同施工方法下隧道围岩及衬砌的应力和变形情况。根据西成铁路客运专线得利隧道的工程地质条件,分别探讨了台阶法施工和双侧壁导坑法施工工况下隧道衬砌的受力和变形情况。分析表明双侧壁导坑法施工引起的地层沉降小于台阶法施工引起的地层沉降,因而双侧壁导坑法施工的安全性高于台阶法施工。其中台阶法开挖的关键是上部开挖,双侧壁导坑法开挖的关键是核心土上部开挖。在隧道具体施工过程中,必须对这些重点部位加强监控量测,及时支护,确保隧道安全施工。

浅埋暗挖隧道施工过程安全系数动态变化特征

将有限元强度折减法引入隧道施工过程动态安全系数研究,针对浅埋暗挖工法中的双侧壁导坑法,通过有限元强度折减法求得各工况安全系数。选取代表工况,通过等效塑性应变和模型位移研究隧道的失稳形式,可为隧道开挖支护和地层预加固的设计提供参考。计算表明:左右两侧导洞开挖工况下,围岩的破坏区集中在洞顶,失稳形式为洞顶的局部塌落;中部岩柱开挖工况下,安全系数最小,拱顶贯通至地表均产生了较大的塑性应变,失稳形式为隧道整体坍塌。

上软下硬地层浅埋暗挖工法适应性模拟

以青岛地区埋置于上软下硬典型地层中的地铁车站为例,选取双侧壁导坑法和单拱大空间法,利用三维有限元软件对两种施工方法的整个开挖过程进行数值模拟,重点对开挖过程中的地表和拱顶位移、围岩应力和支护结构内力等方面进行了分析。研究表明,与单拱大空间施工方法相比较,在上软下硬地层中采用双侧壁导坑施工方法能有效控制地表和拱顶沉降以及衬砌和支撑结构受力,确保施工过程的安全。

双侧壁导坑法施工各分部开挖工序优化研究

以重庆轨道交通10号线中央公园东站车站隧道工程为依托,对特大断面隧道施工断面进行分块研究,探讨双侧壁导坑法施工各分部开挖工序优化技术。通过对特大断面隧道施工方法、开挖尺寸、开挖次序的合理优化,形成隧道水平分层优化、横向分块优化、平面分区优化、纵向分段优化、三维分块优化等5个方面的研究成果,最终得出优于原设计方案的开挖方案。

双侧壁导坑与CD法对超大断面隧道开挖影响分析

随着高等级公路的大量建设,超大断面隧道不断涌现。目前对超大断面隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究仍然不足。以郑州市中原路西延线韩门超大断面隧道为工程依托,采用有限元分析方法,对超大断面隧道开挖过程进行有限元模拟,揭示双侧壁导坑法与CD法开挖方式下隧道围岩的变形规律、应力分布特征等,为超大断面隧道设计和施工提供理论依据,并通过现场监测予以验证。揭示大断面隧道开挖变形机理,优化施工技术,以指导超大断面隧道设计和施工。

大断面双连拱隧道施工方案优化分析

选取重庆地区某高速公路双连拱隧道为工程背景,采用数值计算与现场实测研究不同开发方法的适应性并对施工薄弱环节提出相应优化和加固措施,可得结论:1和导洞法相比,采用台阶法隧道洞周和中隔墙上部出现一定范围带状分布的拉应力区;2导洞法开挖围岩剪应力应力集中分布在中隔墙两端和隧道拱肩,台阶法开挖围岩剪应力集中范围变小,但应力值增幅较大;3双连拱隧道拱顶沉降集中在中隔墙和隧道拱顶上部,导洞法引发拱顶沉降量值小于台阶法;4采用导洞法开挖,隧道底部隆起位移量值和分布范围均得到有效控制;5双连拱隧道中墙成为确保围岩稳定性关键部位,在设计与施工中采取相应的加固措施;6现场实测与数值计算结果位移发展规律相一致。

莲花山1号隧道富水全强风化花岗岩地段施工技术探讨

莲花山1号隧道进口段485 m为富水全强风化花岗岩地层,采用双侧壁导坑法开挖。施工过程中,通过采用合理的分部开挖、加强超前支护、洞内引排水及洞外井点降水,有效降低了全强风化花岗岩遇水崩塌的危险性,保证了施工安全与进度。介绍莲花山1号隧道在富水全强风化花岗岩地层中的施工技术,总结大断面隧道在此类地质条件下的施工方法,为同类工程施工提供参考。

典型岛礁地质条件下结合拱盖法施工理念的多层双侧壁导坑法应用

主要介绍结合拱盖法施工理念的多层双侧壁法在青岛地铁3号线清江路车站工程施工中的应用,并对该施工方法进行说明,为解决类似地质条件下大断面隧道施工提供借鉴。

兰州地铁大断面浅埋黄土隧道数值模拟分析

依托兰州地铁一号线,尝试构建三维数值计算模型,对黄土地区浅埋暗挖地铁隧道的围岩变形、地表沉降规律进行研究,以期能够为未来黄土地区地铁区间隧道的施工建设提供技术依据.主要得出以下结论:双侧壁导坑法施工时,围岩变形、地表沉降的大部分由先行导洞的掘进引起,因此在隧道施工过程中,应该对上部导洞的施工进行重点监测,控制;大断面浅埋黄土隧道的拱顶位移、地表沉降,受开挖面影响的范围为1~1.5倍洞径,地表最大沉降量为21.68 mm,小于地表沉降警戒值30 mm,满足施工要求.

双侧壁导坑法开挖Ⅴ级围岩隧道过程中地表沉降规律研究

针对目前采用双侧壁导坑法开挖隧道过程中对地表沉降规律研究方面的不足,该文以福建某隧道出口Ⅴ级围岩开挖引起的地表沉降为例,首先通过现场测量得到了隧道开挖过程中地表沉降监测点的沉降值,并详细记录了对应的开挖进程。然后采用图表分析和数学统计方法得出了各导坑开挖引起的地表沉降量和沉降速率及其各项统计量。最后综合考虑隧道开挖进程及其沉降曲线走势,将整个监测过程分为7个区段,并采用曲线拟合的方式给出了沉降曲线方程。经过对各个区段曲线特征的分析发现,上部中导坑开挖对地表沉降影响最大;左右导坑开挖中,先行导坑引起的地表沉降明显大于后行导坑。

双侧壁导坑中洞法开挖地表沉降规律分析

以广州地铁五号线东端站厅通道施工为例,对双侧壁导坑中洞法施工做出简要介绍,并对施工过程中对地表的横向和纵向变形情况做分析,得到双侧壁导坑法施工对地表的影响规律,以期为以后的类似工程提供指导。

特大跨度隧道分部开挖爆破对既有隧道结构的影响

以平潭综合实验区牛寨山双洞八车道小净距公路隧道为例,针对采用双侧壁导坑法开挖时,双洞八车道特大跨度隧道后行隧道断面分部开挖爆破对围岩及既有隧道的影响,采用LS-DYNA建立双隧道模型,结合现场振动速度的实测数据,对影响因素和变化规律进行了分析。结果表明:(1)随着爆心距围岩监测点距离的增大,最大振速显著衰减。(2)在后行隧道爆破对既有隧道结构的影响因素中,爆源与既有隧道的距离影响最大,装药量其次;既有隧道迎爆侧与背爆侧的最大振速比值为12. 5;腰部是底部的2. 1倍;肩部是底部的1. 9倍。(3)在双侧壁导坑施工中,Ⅰ分部由于距离既有隧道较近、周边临空面最少,对既有隧道的影响也最大,施工中可作为爆破引起既有隧道振动的控制工况。

软弱地层的大断面双连拱隧道设计与施工方案优化研究

为研究一种新的连拱隧道施工方法——无中墙单洞法在软弱围岩地层中的可行性和适用性,依托平文高速土基冲连拱隧道工程,采用数值模拟方法在施工力学性能方面对无中墙单洞法和传统的三导洞法进行比选分析,并通过现场监控量测结果验证工法的可行性和安全性。研究结果表明:1)在支护结构受力性能方面,由于无中墙单洞法临时支护结构较少,结构处理圆顺,能更有效地减少应力集中现象;2)在结构设计方面,由于无中墙单洞法取消了中隔墙结构,使得施工难度降低;3)在施工工法方面,采用三台阶法分别对先行、后行隧道进行单洞施工,增加了作业空间,提高了施工组织效率;4)综合考虑施工力学与工期进度的影响可知,无中墙单洞法适用性较好,可为类似地层条件下双连拱隧道的设计和施工提供参考。

暗挖车站洞内地下连续墙施工导洞环境效应分析

随着城市地铁建设的迅猛发展,地铁工程建设中车站开挖大面积抽降水作业与国家保护地下水资源政策的矛盾日益突出,亟需寻求适用于地铁车站开挖的非降水止水方式。以北京地铁16号线在施暗挖车站——看丹站为依托,对其采用的洞内地下连续墙止水措施导致的环境效应开展了深入探讨。由于地下连续墙在暗挖车站局促空间内的施作尚属首例尝试,因此重点聚焦于揭示地下连续墙施工引起的导洞拱顶沉降、水平净空收敛和应力分布的变化规律。数值模拟结果表明:地下连续墙施工主要引起导洞拱顶沉降的变化,导洞水平净空收敛较为稳定;地下连续墙施工前,导洞初期支护拉应力主要在导洞拱顶处和侧壁底角处。地下连续墙施工完成后,拉应力分布范围扩大,左右边导洞初期支护底板处扩大最为明显,向地下连续墙处大致呈条带状延伸。

暗挖车站地下连续墙施工地表沉降分析

工程建设中地下水资源保护问题一直是社会各界关注的焦点。以国内首例城市地铁PBA暗挖车站边导洞内施工地下连续墙止水工程为依托,采用MIDAS/GTS NX软件重点模拟了导洞内地下连续墙施工前、施工中及施工后的地表沉降变化规律,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明:1)地下连续墙施工前,地表沉降曲线以车站中线为中心,呈明显对称的沉降槽形式分布;2)地下连续墙施工中,单侧地下连续墙施工完成,其上方地表附近沉降影响最为明显,地表沉降量增量约占总沉降量的25%;3)左右两侧地下连续墙施工完成后,地表沉降量增量曲线类似W型;4)左右侧地连墙分别施工6幅以后,上方地表处沉降趋于稳定,沉降速率基本保持不变。