应力释放率对超大断面小净距浅埋隧道的开挖影响

根据福州某小净距大断面市政道路隧道的工程实践,总结针对浅埋段围岩特性所采用上下台阶开挖法的成功经验,以供类似工程施工参考。

城市浅埋超大断面隧道的开挖方法探讨

结合具体工程实例,介绍了大断面浅埋隧道进洞施工方案,分析了微台阶法工艺原理及微台阶法的具体施工步骤,得出了微台阶法施工可以有效地控制超挖,并减少对围岩的破坏影响的结论,从而推广微台阶法在大断面浅埋隧道中的应用。

利用有限元计算法对浅埋大断面小净距隧道v级围岩的2种施工方法(双侧壁导坑和crd法)进行模拟。计算和比较2种施工方法下围岩应力和位移控制效果,结果表明,双侧壁导坑法在围岩应力控制上略优于crd法;crd法对隧道两侧边墙水平位移控制比较有利,但对隧道顶部围岩沉降控制不如双侧壁导坑法有效;两者对中间岩柱变形及地表沉降的控制效用相当。结合工程实践,采用crd法既保证了围岩的稳定性,又减少工序、节省投资、缩短工期,取得了明显经济效益。

鉴于浅埋特大断面小净距公路隧道施工难度大,且隧道围岩地质条件的复杂性,为确保隧道施工安全,使用gpr地质雷达对隧道掌子面前方地质情况进行及时准确的预报,并以此为依据对施工进行动态指导,提前采取预防措施,确保了工程安全,达到了较好的预报效果。

软弱围岩条件下的大断面小净距浅埋隧道施工方案研究_pdf

采用理论分析模型与计算机数值模拟相结合技术,对ⅱ类围岩条件下的大断面小净距浅埋隧道进行双侧壁法、单侧壁法、台阶法三种施工方案的对比分析,为工程设计和施工提供参考和指导。

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采用双侧壁导坑法,对浅埋小净距双洞六车道偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、地表位移以及塑性区的变化,并进行比较。数值结果表明:先开挖深埋一侧隧道,围岩塑性区较小,左洞拱顶不会出现围岩拉裂区,右洞拱顶塑性区较小;先开挖各洞外侧,拱顶和中间岩柱的应力、位移较小;后行隧道开挖对先行隧道围岩的受力变形有很大影响,后行隧道开挖导致先行隧道洞周位移和应力大幅度增大;中间岩柱、侧墙和拱顶均是施工中应重点关注的部位。

双向8车道超大断面小净距公路隧道变形机理、初期支护体系、开挖工法等方面与常规隧道有所不同,且国内外相关研究相对较少,设计上无相关规范可依,可参考借鉴实体工程也较为缺乏。为更好地指导同类工程设计,以京沪高速济南连接线工程为例,介绍了国内乃至世界上最大规模双向8车道公路隧道群的工程概况及设计要点,对小净距隧道合理净距、支护方案和开挖工法等进行了研究,确定其分离双洞间合理净距为10m~15m,建议衬砌支护采用二次支护方案并给出了具体参数,规定了隧道开挖工法、前后洞掌子面距离和施工步距离要求。该工程现已按时完工通车,实践表明实施效果良好,成果对类似工程的实施具有一定的参考和借鉴意义,可为后续规范的修编提供基础资料。

大断面小净距隧道施工力学响应研究——通过对软弱围岩条件下的大断面小净距隧道采用不同施工方案及步骤时的力学响应研究，针对双侧壁导坑法、cd法、上下台阶法等几种施工方法对围岩变形、地表沉降、围岩应力、围岩稳定性等进行对比分析，确定了适合软弱围岩条件...

通过对软弱围岩条件下的大断面小净距隧道采用不同施工方案及步骤时的力学响应研究,针对双侧壁导坑法、cd法、上下台阶法等几种施工方法对围岩变形、地表沉降、围岩应力、围岩稳定性等进行对比分析,确定了适合软弱围岩条件下大断面小净距公路隧道的合理施工方法。对双侧壁导坑法采用不同的施工过程,分析比较确定出合理的施工程序。研究结果可为类似工程的设计和施工提供借鉴。

以重庆市渝中区大化路隧道浅埋偏压小净距隧道洞口段施工为例,对利用台阶法先开挖左洞一个进尺后交替开挖右洞与先开挖右洞一个进尺后交替开挖左洞两种工法进行数值模拟分析,通过对两种施工工法在洞口开挖后围岩水平位移和竖直位移的分析比较,确定最佳合理开挖工法,为大化路浅埋小净距隧道的合理进洞开挖方式的确定提供理论依据。

结合某工程隧道洞口段存在浅埋偏压大断面的特点,采用flac3d模拟了多种开挖工法对不同坡度边坡处隧道洞口段的开挖,并对分步开挖工法的开挖顺序进行了优化分析,研究其对隧道洞口段边坡的稳定性影响。研究结果表明：开挖工法控制边坡稳定性的效果为双侧壁导坑法〉crd法〉cd法〉台阶法,对于开挖浅埋偏压大断面隧道不建议采用台阶法;分步开挖法不同的开挖顺序对边坡稳定性有一定的影响,其影响差异主要集中在开挖前几个步骤中;由于超前支护的作用,先开挖靠近边坡坡面一侧的边坡稳定性要优于先开挖远离边坡坡面一侧。因此,为保证隧道开挖时边坡的安全稳定,建议加强超前支护,采用分步开挖工法,并先开挖靠近边坡坡面一侧。

详文请参阅 http://lq.zhulong.com/luqiao.asp 详文请参阅 http://lq.zhulong.com/luqiao.asp

本文以广州市轨道交通五号线右线淘金~区庄区间隧道为背景,采用有限差分软件flac3d对大断面浅埋隧道的cd法、左右两次施工、全断面施工三种施工工法进行了数值模拟,分析比较了三种施工工法在不同工序下的地表沉降量、围岩竖向应力场以及支护竖向应力的变化.研究结果表明:在相同支护措施下,cd法产生的地表沉降和塑性区最小,开挖在二衬中产生的应力非常小,表明二衬在工程中发挥了很好的作用.

应用随机介质理论,分析了桐油山连拱隧道浅埋段开挖引起的沿隧道纵横向的地表移动与变形,推导了复杂隧道开挖横断面的简化计算公式。根据中导洞开挖后的地表量测数据反分析获得地表基本移动参数,采用比例法获取隧道正洞计算所需的地表移动参数,然后对隧道正洞开挖后的地表移动和变形分布进行了预测,并据此判断隧道开挖对地表住宅楼的影响。计算结果对指导隧道的施工有一定意义。

浅埋隧道开挖施工对地表建筑物会造成一定的影响,其影响程度与浅埋隧道开挖断面尺寸、隧道埋深、施工方式以及隧道与地表建筑物之间空间相对关系息息相关.本文研究过程中以我国某一浅埋隧道工程项目建设为例,分析过程中收集和整理了众多的可变参数,进行了力学模型建设,从而进一步了解了隧道围岩的变化规律,科学评判隧道工程项目建设对地表建筑物的影响.

金沙洲隧道是武广客专线新广州段重点控制工程,是铁道部十大难点。该段dk2192+895～+940外部山体破坏严重,存在偏压问题。施工中采用洞外反压及洞内管棚加小导管支护,顺利通过该区域。

针对隧道开挖对地层沉降的影响,分析了地表沉降的发展过程,探讨了地层沉降位移预测,详细地阐述了控制建构筑物受影响的主要措施,具有一定的使用价值和工程施工指导意义。

结合魁歧双洞八车道小净距隧道工程实践,采用三维弹塑性有限元,通过分析围岩位移、等效塑性应变以及隧道安全系数随净距的变化,综合确定魁歧隧道最小净距为0.55b是安全、合适的。在隧道开挖模拟过程中,采用三种不同中间岩柱加固措施,研究ⅲ、ⅳ、ⅴ级围岩条件下中间岩柱受力、变形特性。研究结果表明,预应力锚杆对控制围岩水平变形最为有效,软弱围岩小导管注浆加固效果较好,高级别围岩宜采取预应力锚杆加固。研究结论可为类似条件下特大断面小净距隧道的设计、开挖、岩墙加固提供理论依据,对工程实践具有指导意义。

浅埋隧道穿越上部桩基础的问题值得关注。在概述目前研究成果的基础上,采取两阶段分析方案,利用分层土体的剪切位移法,着重分析了浅埋隧道开挖引起的土体移动对隧道顶桩位移及轴力的影响,并与整体有限元计算结果进行了比较,结果表明该计算方法是合理的,且计算量小,无需建立复杂的计算模型,在工程领域有较好的实用性。