冰水堆積體隧道施工過(guò)程變形與受力分析

本文通過(guò)建立有限元模型計(jì)算地鐵重疊盾構(gòu)隧道的變形,并分析了上下隧道的施工順序、盾構(gòu)隧道凈距、土體加固措施等因素對(duì)變形的影響,得到以下結(jié)論:先上后下、先下后上對(duì)地面沉降影響很小,先下后上施工順序中下部隧道會(huì)上浮,先上后下施工順序中上部隧道會(huì)沉降;盾構(gòu)凈距越大,先下后上施工順序中下部隧道的上浮量越小;采用注漿加固措施能有效減少下部隧道上浮量。

冰水堆積體成因復(fù)雜,結(jié)構(gòu)分布極其不規(guī)則,構(gòu)成堆積體的物質(zhì)成分變異性很大,邊坡支護(hù)造孔困難成孔且注漿密實(shí)度不易保證。在施工過(guò)程中,通過(guò)注漿試驗(yàn),形成了高效的冰水堆積體支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù),解決了注漿質(zhì)量不易保證及進(jìn)度緩慢的難題,對(duì)類(lèi)似工程施工具有一定的借鑒意義。

梨園水電站進(jìn)水口開(kāi)挖料中的冰水堆積體組成物質(zhì)成分復(fù)雜、性狀不均一,設(shè)計(jì)院前期的初步試驗(yàn)研究及計(jì)算分析表明,冰水堆積體中較好的砂卵礫石料可用于壩體填筑料。在可研階段研究成果的基礎(chǔ)上,施工階段業(yè)主委托大壩施工單位進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)研究。通過(guò)碾壓試驗(yàn)并經(jīng)專(zhuān)家咨詢(xún),電站進(jìn)水口冰水堆積體開(kāi)挖料粗顆粒料可作為大壩次堆石3c區(qū)的填筑料,減少了開(kāi)挖棄渣,有利于環(huán)保、水保,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

以某90m+150m+90m拱梁剛構(gòu)組合體系橋?yàn)楣こ瘫尘?對(duì)其v型墩施工過(guò)程中每個(gè)階段的受力進(jìn)行分析,得出了一些有益的結(jié)論,對(duì)同類(lèi)橋梁的設(shè)計(jì)與施工具有一定的指導(dǎo)意義。

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隧道開(kāi)挖和由開(kāi)挖引起的地下水滲流引起圍巖應(yīng)力重新分布,對(duì)隧道圍巖的穩(wěn)定性有重要的影響。本文把隧道開(kāi)挖過(guò)程與滲流場(chǎng)邊界的變化緊密聯(lián)系起來(lái),根據(jù)滲流場(chǎng)邊界建立了合理的三維有限元分析模型,對(duì)規(guī)劃完成的某越江隧道開(kāi)挖過(guò)程的水-力耦合效應(yīng)進(jìn)行了研究,建立了穩(wěn)定流條件下滲流-應(yīng)力耦合的基本方程,分析了孔隙水壓力隨隧道開(kāi)挖過(guò)程的變化規(guī)律和水力耦合對(duì)圍巖位移、應(yīng)力及支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響程度。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,滲透系數(shù)大的巖層滲流速度和位移受滲流的影響較大,滲流使隧道圍巖的位移和應(yīng)力及支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力都有較大的增加,水下隧道的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)該考慮滲流效應(yīng)。

結(jié)合某大斷面隧道可行性研究,采用adina大變性非線性有限元分析軟件,分析隧道動(dòng)態(tài)施工過(guò)程的圍巖大變形行為及支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性,為大斷面隧道設(shè)計(jì)、施工方案優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

以實(shí)際隧道工程為研究背景，針對(duì)此工程中穿越淺埋地段復(fù)雜多變的地質(zhì)情況：粉質(zhì)黏土層與軟弱破碎v級(jí)圍巖，采用有限元軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，通過(guò)有限元數(shù)值模擬分析隧道臺(tái)階法動(dòng)態(tài)施工過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，分別對(duì)留核心土臺(tái)階法的臺(tái)階高度與初期噴錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，對(duì)比不同的上臺(tái)階開(kāi)挖高度、錨桿長(zhǎng)度、網(wǎng)噴混凝土厚度情況下圍巖的力學(xué)特征。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果及規(guī)律，提出該淺埋偏壓軟弱圍巖段隧道的合理的設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)及施工對(duì)策。研究結(jié)果直接指導(dǎo)該隧道施工過(guò)程和支護(hù)措施的改進(jìn)優(yōu)化與設(shè)計(jì)控制措施，較好地解決工程實(shí)際問(wèn)題?？蔀樗淼篮罄m(xù)設(shè)計(jì)和施工或類(lèi)似穿越淺埋軟弱圍巖等復(fù)雜地層條件下隧道施工過(guò)程及超前注漿孔的合理布置提供理論支持。

以k隧道施工為背景,結(jié)合對(duì)隧道開(kāi)挖引起的地層變形規(guī)律分析,提出了k隧道施工引起地層變形的控制措施;最后對(duì)三臺(tái)階法施工技術(shù)在k隧道施工中的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

以實(shí)際隧道工程為研究背景,針對(duì)此工程中穿越淺埋地段復(fù)雜多變的地質(zhì)情況:粉質(zhì)黏土層與軟弱破碎v級(jí)圍巖,采用有限元軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,通過(guò)有限元數(shù)值模擬分析隧道臺(tái)階法動(dòng)態(tài)施工過(guò)程。在此基礎(chǔ)上,分別對(duì)留核心土臺(tái)階法的臺(tái)階高度與初期噴錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,對(duì)比不同的上臺(tái)階開(kāi)挖高度、錨桿長(zhǎng)度、網(wǎng)噴混凝土厚度情況下圍巖的力學(xué)特征。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果及規(guī)律,提出該淺埋偏壓軟弱圍巖段隧道的合理的設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)及施工對(duì)策。研究結(jié)果直接指導(dǎo)該隧道施工過(guò)程和支護(hù)措施的改進(jìn)優(yōu)化與設(shè)計(jì)控制措施,較好地解決工程實(shí)際問(wèn)題。可為隧道后續(xù)設(shè)計(jì)和施工或類(lèi)似穿越淺埋軟弱圍巖等復(fù)雜地層條件下隧道施工過(guò)程及超前注漿孔的合理布置提供理論支持。

我國(guó)近3/4的國(guó)土是丘陵和山地,近年來(lái)隨著高等級(jí)公路建設(shè)的不斷發(fā)展,隧道的數(shù)量越來(lái)越多。在地形和地質(zhì)等條件允許的情況下,一般的高等級(jí)公路通常會(huì)采用已經(jīng)積累了豐富理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的雙洞分離方案。但是,這種方案要求隧道凈距

本文以某地鐵隧道工程為例,選取該隧道的典型區(qū)段為研究對(duì)象,運(yùn)用有限元ansys軟件建立三維模型,對(duì)隧道整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)的模擬。分析結(jié)果表明:隨著隧道開(kāi)挖進(jìn)尺的不斷加深,隧道地表沉降、支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力等出現(xiàn)增大的趨勢(shì)；數(shù)值模擬結(jié)果與工程實(shí)際比較相符；應(yīng)力和變形的數(shù)值均在允許的范圍之內(nèi)。

本文以某地鐵隧道工程為例,選取該隧道的典型區(qū)段為研究對(duì)象,運(yùn)用有限元ansys軟件建立三維模型,對(duì)隧道整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)的模擬.分析結(jié)果表明:隨著隧道開(kāi)挖進(jìn)尺的不斷加深,隧道地表沉降、支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力等出現(xiàn)增大的趨勢(shì);數(shù)值模擬結(jié)果與工程實(shí)際比較相符;應(yīng)力和變形的數(shù)值均在允許的范圍之內(nèi).

隧道的初次襯砌與圍巖共同作用構(gòu)成了隧道的初期支護(hù)結(jié)構(gòu),荷載-結(jié)構(gòu)法并不能很好的反應(yīng)初次襯砌的受力情況,本文利用地層結(jié)構(gòu)法對(duì)ⅴ級(jí)圍巖隧道的初次襯砌進(jìn)行受力分析,模擬隧道施工過(guò)程中圍巖的受力變化。

以廈蓉高速(貴州境)榕江格龍—都勻段計(jì)擺隧道都勻端右線洞口淺埋段為研究對(duì)象,基于監(jiān)控量測(cè)信息包括收斂位移、拱頂下沉、地表位移及斷面輪廓等,準(zhǔn)確的獲取該段圍巖變形特征,為施工決策提供科學(xué)依據(jù)。

簡(jiǎn)述了隧道施工新奧法的特點(diǎn)、施工應(yīng)用范圍及施工要點(diǎn),采用二維彈塑性有限元分析了基坑開(kāi)挖及支護(hù)對(duì)周邊環(huán)境的影響,總結(jié)了新奧法的應(yīng)用要點(diǎn),對(duì)基坑開(kāi)挖及支護(hù)具有一定的指導(dǎo)作用。

以福建省泉州市高山巖2號(hào)和3號(hào)(東西側(cè)主線)隧道為研究背景,采用有限元分析軟件對(duì)大斷面小凈距隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖變形進(jìn)行模擬。研究表明:大斷面小凈距隧道在不同的工況下圍巖變形不同,且對(duì)拱頂沉降的影響大于周邊收斂,隧道開(kāi)挖的先后順序不同對(duì)圍巖周邊的擾動(dòng)影響區(qū)域也不同。根據(jù)數(shù)值模擬分析結(jié)果可為該類(lèi)隧道施工選擇合理的開(kāi)挖施工方法及施工順序,以確定最優(yōu)開(kāi)挖方案。

近年來(lái),隧道作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)已經(jīng)健全和成熟起來(lái),而且隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步和修建水平的提高,隧道工程安全建設(shè)顯得更加突出和重要。本文對(duì)隧道開(kāi)挖并支護(hù)后,對(duì)隧道圍巖變形影響加以研究,結(jié)合具體工程實(shí)踐對(duì)鐵路隧道開(kāi)挖變形的時(shí)空效應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析,為隧道的設(shè)計(jì)、施工以及隧道變形治理提供依據(jù)。

分析了雙江口水電站左岸紅旗橋冰水堆積體邊坡的成因,采用水科院陳祖煜院士開(kāi)發(fā)的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析程序stab2009對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算和分析,并考慮了土體膠結(jié)力、暴雨等對(duì)堆積體邊坡穩(wěn)定性的影響,總結(jié)出冰水堆積體邊坡在上述情況下的穩(wěn)定性特征以及施加支護(hù)措施后邊坡的整體穩(wěn)定性。

以國(guó)道569曼德拉至大通公路寧纏隧道右線進(jìn)口段為背景,介紹了寧纏隧道進(jìn)口段在偏壓、富水、堆積體碎石土地質(zhì)條件下所采用的隧道綜合施工技術(shù);著重闡述了該段隧道外采取地表注漿加固、施作抗偏壓擋墻并回填反壓,隧道內(nèi)采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱施工方法、加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)等措施,有效地控制了隧道的變形,保證了該段安全施工;上述施工方法在類(lèi)似隧道施工中具有借鑒意義。

為了研究隧道開(kāi)挖過(guò)程中硐室的變形狀況,針對(duì)湖南溆懷高速公路關(guān)虎沖隧道工程施工過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,著重分析了隧道開(kāi)挖過(guò)程中的圍巖變形狀態(tài),得出了每個(gè)施工步驟后的沉降或收斂數(shù)據(jù),并與后期實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明,拱頂模擬分析結(jié)果與實(shí)測(cè)值較接近,周邊收斂結(jié)果則有一定差異,這一結(jié)果與數(shù)值分析未計(jì)入構(gòu)造應(yīng)力有關(guān)。

堆積體大斷面隧道進(jìn)洞施工工法