大斷面黃土淺埋隧道CRD工法施工力學(xué)行為分析

文章以良村隧道crd法施工為工程背景,布設(shè)了變形監(jiān)測點及內(nèi)力測試元件,分析了crd法施工隧道圍巖變形情況及結(jié)構(gòu)內(nèi)力特征,并對crd法施工隧道在不同開挖順序下的開挖過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析比較了不同開挖順序時的圍巖位移、應(yīng)力變化情況。結(jié)果表明:crd法對各分部施工工序影響較大,且各分部對拱頂下沉的影響程度從大至小依次為1部、2部、3部和4部;隧道內(nèi)側(cè)圍巖壓力大于外側(cè),鋼支撐內(nèi)力均為壓應(yīng)力,且拱腰位置軸力大于其它部位。比較隧道開挖變形的差異以及結(jié)構(gòu)的受力特點,結(jié)合數(shù)值分析結(jié)果,得出了山體外側(cè)先開挖方案無論在圍巖變形還是隧道結(jié)構(gòu)受力方面相比于山體外側(cè)后開挖都較小,安全系數(shù)相對較高。因此,合理的施工工序應(yīng)該是先進(jìn)行山體外側(cè)開挖并施作初期支護(hù),然后再在山體內(nèi)側(cè)開挖施工。

文章以良村隧道crd法施工為工程背景,布設(shè)了變形監(jiān)測點及內(nèi)力測試元件,分析了crd法施工隧道圍巖變形情況及結(jié)構(gòu)內(nèi)力特征,并對crd法施工隧道在不同開挖順序下的開挖過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析比較了不同開挖順序時的圍巖位移、應(yīng)力變化情況。結(jié)果表明:crd法對各分部施工工序影響較大,且各分部對拱頂下沉的影響程度從大至小依次為1部、2部、3部和4部;隧道內(nèi)側(cè)圍巖壓力大于外側(cè),鋼支撐內(nèi)力均為壓應(yīng)力,且拱腰位置軸力大于其它部位。比較隧道開挖變形的差異以及結(jié)構(gòu)的受力特點,結(jié)合數(shù)值分析結(jié)果,得出了山體外側(cè)先開挖方案無論在圍巖變形還是隧道結(jié)構(gòu)受力方面相比于山體外側(cè)后開挖都較小,安全系數(shù)相對較高。因此,合理的施工工序應(yīng)該是先進(jìn)行山體外側(cè)開挖并施作初期支護(hù),然后再在山體內(nèi)側(cè)開挖施工。

文章以某四車道公路隧道為工程依托背景,分析了大斷面隧道的施工理念及施工工法,建立了反映大斷面隧道cd法和crd法施工的動態(tài)模型。基于有限元的方法,分析了兩種開挖工法下地表沉降、隧道位移收斂值、掌子面擠出位移、襯砌內(nèi)力等控制指標(biāo),得出了一些適用于大斷面隧道施工的重要結(jié)論,以期指導(dǎo)同類工程。

為了分析不同施工方法對高原淺埋隧道施工過程中穩(wěn)定性的影響規(guī)律,以某隧道工程實例為背景,采用有限差分軟件flac3d對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和三臺階預(yù)留核心土法進(jìn)行數(shù)值模擬,并分析對比高原淺埋隧道在2種施工方法中的圍巖變形、支護(hù)應(yīng)力和圍巖塑性區(qū)分布規(guī)律.數(shù)值模擬結(jié)果表明:雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在控制圍巖變形和地表沉降方面優(yōu)于三臺階預(yù)留核心土法;支護(hù)拉壓應(yīng)力更小,圍巖塑性區(qū)分布范圍也更加均勻合理.因此,對于高原淺埋隧道,采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工具有更大優(yōu)勢.

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對比經(jīng)典圍巖壓力計算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級別的角度,對比分析對大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過現(xiàn)場跟蹤實測進(jìn)行驗證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對比經(jīng)典圍巖壓力計算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級別的角度,對比分析對大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過現(xiàn)場跟蹤實測進(jìn)行驗證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

為確保軟土地層大斷面矩形下穿隧道施工時的安全,以昆明軌道交通3號線區(qū)間淺埋暗挖隧道為依托,采用中導(dǎo)洞法,將全斷面分成6個導(dǎo)洞按照先中間后兩側(cè)、先上面后下面的順序施工,并采用現(xiàn)場監(jiān)測和理論分析的方法對隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行全過程監(jiān)控與分析。監(jiān)測分析結(jié)果表明:在矩形隧道頂部與側(cè)面設(shè)置超長大管棚條件下,隧道初期支護(hù)內(nèi)力變化較小,因受不同導(dǎo)洞開挖擾動影響,隧道結(jié)構(gòu)底部出現(xiàn)受拉現(xiàn)象,導(dǎo)洞(2)(中下導(dǎo)洞)、導(dǎo)洞(4)(左下導(dǎo)洞)和導(dǎo)洞(5)(右上導(dǎo)洞)對整體結(jié)構(gòu)安全起決定性作用,需要重點監(jiān)控;最大圍巖接觸應(yīng)力出現(xiàn)在導(dǎo)洞(4)(左下導(dǎo)洞)底部,隧道4個角的圍巖應(yīng)力明顯大于其他部位,需要加強隧道底部基礎(chǔ)注漿,以提高地基承載力;臨時支護(hù)應(yīng)力受不同導(dǎo)洞開挖影響出現(xiàn)明顯的波動,很好地反映各導(dǎo)洞施工過程中圍巖應(yīng)力釋放的特征。

結(jié)合鄭西客運專線秦東隧道施工實例,介紹該隧道出口淺埋段采用crd法施工的施工方法和施工工藝,以及各個工序的機械、人員配備情況。并介紹在保證安全質(zhì)量前提下,如何對原設(shè)計工法進(jìn)行局部優(yōu)化采取的措施,以及加快施工進(jìn)度的具體做法。

淺埋偏壓隧道是山嶺隧道中常見的一種隧道類型,隧道受偏壓影響襯砌結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,山坡巖體穩(wěn)定性差,施工難度極大。以廣樂高速大源一號隧道為工程背景,針對雙洞并行隧道復(fù)雜的受力狀態(tài),采用有限元方法對超淺埋偏壓小凈距隧道進(jìn)行了考慮施工順序的數(shù)值模擬,對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力及變形進(jìn)行了分析,對圍巖的加固處理方式對襯砌結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行了計算分析。結(jié)果表明：對淺埋偏壓小凈距隧道,先施工埋深較淺一側(cè)的洞室可使得襯砌結(jié)構(gòu)所受到的內(nèi)力較小;對大源一號隧道采取灌漿等措施可有效減小襯砌結(jié)構(gòu)所受到的內(nèi)力。

由于crd(crossdiaphragm)工法施工工序較多,支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,為了提供可靠的初支設(shè)計參數(shù),必須根據(jù)隧道要求、地質(zhì)參數(shù)計算初支應(yīng)力、應(yīng)變。該文針對某crd工法施工的隧道工程,運用有限元法進(jìn)行受力分析,為隧道初支混凝土配筋設(shè)計提供依據(jù)。

結(jié)合老鴨嶺隧道洞口段淺埋偏壓段,利用ansys建立淺埋偏壓隧道三維有限元模型進(jìn)行分析。分析表明,淺埋偏壓隧道開挖時在山體較高一側(cè)地表沉降累計最大,拱頂、左側(cè)拱腰將產(chǎn)生向下的位移;右側(cè)拱腰、仰拱將產(chǎn)生向上的位移。為了阻止仰拱向上的位移,施工時應(yīng)及時封閉仰拱,使支護(hù)結(jié)構(gòu)形成整體受力,開挖完畢支護(hù)應(yīng)力圖顯示,拱腰處所受應(yīng)力最大,這也是地形偏壓在拱腰處形成應(yīng)力集中所致,需密切注意拱腰處受力情況。

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根據(jù)山西省內(nèi)某高速公路二道梁隧道隧址特點,結(jié)合歷年來的施工經(jīng)驗,為有效地控制表面沉降,根據(jù)加固的范圍大小,介紹該隧道支護(hù)方式采用的兩大類施工工法。

結(jié)合川藏鐵路成雅段金雞關(guān)2號隧道施工實例，介紹了該隧道出口淺埋段、大斷面位置坍塌區(qū)域采用的crd法、施工工藝以及質(zhì)量控制措施等。

結(jié)合川藏鐵路成雅段金雞關(guān)2號隧道施工實例，介紹了該隧道出口淺埋段、大斷面位置坍塌區(qū)域采用的crd法、施工工藝以及質(zhì)量控制措施等。

以蘭州地鐵一號線一期工程東崗站淺埋大斷面區(qū)間隧道為例,考慮應(yīng)力和滲流場共同作用,構(gòu)建三維數(shù)值分析模型,對飽和黃土地層中大跨區(qū)間隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工過程進(jìn)行三維數(shù)值模擬分析,獲得了孔隙水壓力、圍巖及初期支護(hù)應(yīng)力、地表及洞壁位移、支護(hù)內(nèi)力的分布特征,為飽和黃土地層中淺埋大斷面區(qū)間隧道施工提供技術(shù)參考.

本文通過對某高速鐵路隧道crd法施工工藝的優(yōu)化。并積累了crd法在施工過程中具體的實施經(jīng)驗，對今后大斷面隧道的設(shè)計以及施工措施具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。

淺埋隧道通常被應(yīng)用在道路建設(shè)中,隨著城市化的發(fā)展腳步,城區(qū)人口不斷增多,城區(qū)發(fā)展區(qū)域不斷擴大,其原有的交通系統(tǒng)不能滿足發(fā)展帶來的巨大車流量,原道路系統(tǒng)的運輸效率低,依靠擴寬原有道路路面來解決交通擁堵現(xiàn)象在經(jīng)濟和操作性方面是難以實現(xiàn)的。因此,大力發(fā)展地下交通系統(tǒng)是有效解決城市交通擁擠的方法,本文以具體的工程實例,進(jìn)行淺埋隧道施工中的力學(xué)研究分析。

以鄭西鐵路客運專線函谷關(guān)隧道各工作面貫通工法為例,總結(jié)出針對crd、弧形導(dǎo)坑等不同開挖方法間的貫通要點。提出該工法適用于大斷面黃土隧道安全、快速的要求,特別當(dāng)黃土隧道斷面大于160m3時更為有效。

通過對膨脹土隧道開展動態(tài)施工力學(xué)的物理模型試驗，得出各測點在洞室開挖和襯砌支護(hù)條件下的圍巖應(yīng)力—時間響應(yīng)曲線。根據(jù)響應(yīng)曲線對施工過程中圍巖隨時間及空間條件的變化而呈現(xiàn)的力學(xué)響應(yīng)及行為表現(xiàn)進(jìn)行分析，并將響應(yīng)曲線的發(fā)展變化趨勢按開挖和支護(hù)分為不同階段，其中開挖過程分為零增長、微增長、急劇下降、緩慢減小和相對平穩(wěn)5個階段；支護(hù)過程分為急劇增長和緩慢下降2個階段。此外，通過對隧洞豎向線及水平腰線上距洞室邊緣不同距離測點的分析，表明隨著距離的增大，由隧洞開挖導(dǎo)致的圍巖應(yīng)力釋放量減少，釋放速率減緩，力學(xué)響應(yīng)敏感度降低，襯砌支護(hù)對圍巖力學(xué)特性的影響也逐漸減弱。

淺埋隧道開挖帶來的周圍環(huán)境影響問題備受關(guān)注,應(yīng)用有限元程序,以重慶武隆隧道出口段穿越匯邦制藥廠廠房樁基礎(chǔ)為工程背景,采用drucker-prager屈服準(zhǔn)則,對隧道截樁施工引起樁基及隧道結(jié)構(gòu)的變形與力學(xué)特性進(jìn)行研究,分析隧道開挖對隧道結(jié)構(gòu)及樁基的影響,全面追蹤關(guān)鍵部位的變形過程及受力特征,為隧道順利施工及確定合理的開挖、支護(hù)形式提供依據(jù)。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net 　　文章編號:167320836(2005)0220205204 淺埋隧道穿越建筑物樁基的施工力學(xué)分析ξ 張宏博1,黃茂松1,莊紀(jì)棟2,王顯春2 (1.同濟大學(xué)　地下建筑與工程系,上海　200092; 2.中鐵十四局集團第四工程有限公司,山東臨沂　276003) 摘　要:淺埋隧道開挖帶來的周圍環(huán)境影響問題備受關(guān)注,應(yīng)用有限元程序,以重慶武隆 隧道出口段穿越匯邦制藥廠廠房樁基礎(chǔ)為工程背景,采用drucker-prager屈服準(zhǔn)則,對隧道截 樁施工引起樁基及隧道結(jié)構(gòu)的變形與力學(xué)特性進(jìn)行研究,分析隧道開挖對隧道結(jié)構(gòu)及樁基的