沉管隧道的ANASYS三维有限元分析研究

随着社会经济的发展和交通的日益发达,越来越多的水下隧道走入人们的生活,采用沉管法修建水下隧道是一种常用而且先进的施工技术方法。近几年,在国内和国际上采用这种方法的水下隧道越来越多,在设计沉管隧道时,需考虑结构的样式、施工方法、水文地质情况等诸多因素。文中结合广州黄沙至芳村珠江水下隧道工程的工程实例,介绍了基于大型通用有限元软件ANASYS的沉管隧道的三维有限元模拟分析。根据从实际工程中提取的资料和数据,首先对沉管隧道周围(如水、土等)的介质进行了相互作用关系和力学分析的研究,并对其进行了基础理论计算,然后以计算结果为依托,通过建立模型、进行网格的划分、荷载和边界条件的约束和施加对沉管隧道进行数值仿真模拟,从而得到准确合理的分析结果。通过分析结果中的应力、应变图形可以直观的判断出沉管隧道的应力和应变分布情况,从而知道沉管隧道结构容易变形和破坏等的部位和破坏机理,以便于对沉管结构的设计与研究,并为以后的沉管隧道设计研究工作提供参考。     

水下隧道沉管法设计与施工关键技术

结合国内已建成的沉管隧道对沉管法施工干坞方案比选、管段及接头防水设计进行了探讨分析,对沉管法施工的关键技术如管段制作、管节浮运、沉放及水下对接和基础处理方法进行了归纳。     

水下大跨隧道小间距施工相互影响及应对措施研究

随着我国公路事业突飞猛进的发展,小间距隧道大量涌现,由于小间距隧道施工受地质条件及地下空间的综合影响,因此对安全施工提出许多技术难题.依托实体工程对水下小间距隧道工程问题从理论基础、影响因素、影响程度、应对措施等方面进行了深入研究,施工中解决了许多技术难题,对今后类似工程的修建提供了大量的技术支持,从而使水下小间距隧道的施工技术得到快速的发展.     

海底隧道是怎么建的?

<正>A:目前,海底隧道主要有两种修建方式:沉管法和盾构法。沉管法是先在陆地上建好一段一段的隧道主体结构,两端用不透水的隔墙先封起来,就像一根根密闭的管子;同时疏浚海底,挖出一条平整的沟槽。由于封闭的预制管里面充满了空气,所以具有很大的浮力,可以漂浮。用船将漂浮的预制隧道     

港珠澳大桥岛隧工程建造技术

港珠澳大桥是世界最长的跨海大桥,主通航孔临近香港机场,为了不影响香港机场,采用了6.7 km沉管隧道方案,在隧道两端各修建了一个人工岛实现桥隧转换.港珠澳大桥沉管隧道是我国第一次建设的大型跨海沉管隧道.岛隧工程是港珠澳大桥的控制性工程.工程位于开敞海域,水文气象地质条件复杂;珠江口是世界最繁忙的通航海域之一,安全风险很大.同时,工程需要穿越中华白海豚核心保护区,在生态环境保护方面具有很大挑战性.对港珠澳大桥采用设计施工总承包模式进行建设,并研发了快速筑岛和跨海沉管隧道成套技术.结果表明,在岛隧工程7 a的大规模海上工程建设中,实现了安全零伤亡,珠江口白海豚保护区的生物种群和生态环境得到了良好的保护.     

深水超长沉管隧道接头及止水带地震响应研究

依托港珠澳沉管隧道工程,建立了3维实体连续有限元模型,对这条深水超长沉管隧道在地震作用时接头处的内力和位移情况以及止水带的压缩与变形进行了详细的模拟与研究,重点分析了地震作用时沉管隧道接头处的相对位移(包括管节接头和节段接头)、管节接头处GINA止水带的变形,为施工和运营期的安全与维护提供必要的指导和依据.     

小净距平行盾构隧道后施工隧道对先施工隧道影响分析

随着城市地铁修建的不断增加,受周边环境、地质条件以及线路平、纵、横、指标的影响,不可避免出现盾构隧道近接、交叉,本文通过对"先施工隧道进行加固"和"先施工隧道不加固"两种工况进行理论计算,分析后施工隧道对先施工隧道的影响,为工程顺利实施及类似工程提供参考。     

某隧道浅埋大跨度地段施工技术

在软弱围岩中修建大跨度隧道,合适的设计和施工方案显得更为重要。文章以某隧道为例,论述该大跨度隧道浅埋地段施工方法,可为今后类似工程提供借鉴。     

软岩双连拱隧道施工模拟与力学分析

结合某双连拱隧道实体工程,通过建立弹塑性模型,应用有限元程序对该隧道进行仿真分析,模拟其施工过程中受力性态,获得了有关软岩双连拱隧道在施工过程中围岩-支护体系的力学性态,并对三导洞方案修建双连拱隧道时围岩和结构的受力、变形规律进行了详细分析,为隧道围岩稳定性的评价提供了准确的资料,从而为软岩双连拱隧道的设计与施工提供技术指导。     

山岭隧道塌方风险评价的属性识别模型与应用

塌方是山岭隧道施工中最为常见的事故之一,为确保隧道施工安全,本文基于属性数学理论建立了隧道塌方风险分级的属性识别模型.在综合分析塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、隧道埋深、偏压角度、岩体完整情况、地下水影响和施工因素6个主要因素作为评价指标,结合超前地质预报方法对指标进行定量描述,确定各评价指标的分级标准;对评价指标进行属性测度分析,通过构造属性测度函数计算样本的单指标属性测度和综合属性测度;应用置信度准则对隧道样本的塌方风险进行属性识别.在工程应用中,通过属性识别模型并结合超前地质预报数据,对郑家垭隧道进行塌方风险评估,结果与实际施工情况一致;并且与模糊层次分析法和可拓综合评估法的结果吻合性较好,说明建立的属性识别模型对有无地质预报数据的样本都能得出准确的风险评估结果,有更好的适用性,为山岭隧道塌方的风险评估提供了一个有效的途径.     

TBM掘进技术的发展与展望

比较了隧洞施工传统钻爆法及TBM法各自的特点,指出TBM法将成为长大隧洞施工的发展方向,介绍了TBM掘进技术的应用现状,并展望了其未来发展.     

盾构出洞冻结法加固土体的稳定性分析

运用三维有限差分软件FLAC3D对上海轨道交通某区间隧道盾构出洞冻结法施工过程进行了模拟,对盾构出洞过程中施工稳定性进行评价。施工竖井为地下四层结构,围护结构采用地下连续墙。数值模拟冻结壁水平应力、最大主应力、沿隧道开挖方向位移的变化,将模拟得到的应力与冻结壁强度设计值进行对比,并对隧道轴线方向地表沉降位移进行预测,同时采用安全系数法对施工的安全性进行了评价。安全系数满足设计要求,进一步说明了冻结法在软土地区地下工程施工中的优越性。     

冻结技术在郑州市轨道交通工程联络通道施工中的应用

基于郑州市轨道交通工程1号线某联络通道的特点、地质情况、市政管线、周边环境等,设计了隧道内水平冻结加固土体、隧道内矿山法开挖构筑的全隧道内施工方案;结合联络通道水平冻结施工工序及方法,建议了人工冻结法在地质、水文、周边环境、市政管线、变形要求等方面的适用条件.     

卵砾石土地层偏压地形大跨浅埋隧道施工方法研究

为了研究卵砾石土地层偏压地形大跨浅埋隧道的合理施工方法,建立考虑实际地形状况的隧道三维计算模型;分别采用台阶法和分部开挖法以不同施工顺序对隧道的施工过程进行数值模拟,经对比分析,确定隧道的合理施工方法。研究结果表明:卵砾石土地层偏压地形大跨浅埋隧道采用超前预支护辅助措施,先从浅埋一侧拱部断面开挖的上半断面临时中隔壁四分部法是可行的施工方法;施工过程中,影响围岩位移的主要因素是支护系统能否及时封闭,以及开挖断面的数量多少;对于偏压地形大跨浅埋隧道来说,先开挖支护浅埋一侧拱部断面,再开挖支护深埋一侧拱部断面,然后依次(浅埋~深埋)开挖支护下台阶和仰拱的施工顺序有利于拱部围岩稳定,引起的拱顶下沉较小,也较为均衡。     

盾构并行穿越施工对既有隧道影响分析与关键技术

以昆明轨道交通4号线左右线并行下穿既有昆明轨道交通2号线工程为背景,结合数值模拟以及现场监测等方法,研究近接施工对既有隧道以及周围地层的影响规律,提出盾构近接相关的施工控制技术。首先,建立新建盾构隧道下穿既有盾构区间的三维有限差分计算模型,通过计算分析最终选择先下方区间、再上方区间的施工顺序,对既有结构及地层的扰动最小;其次,在现场建立试验段积累在类似下穿段地层中的盾构掘进经验,确定盾构下穿2号线的施工参数,并验证克泥效工艺的效果;最后,通过将现场监测数据并与数值模拟结果进行对比和分析,验证数值模拟的准确性和合理性,建议工程中加强信息化施工和相关施工优化措施,以保证2号线地铁盾构隧道及地铁车站的结构安全和正常运营。     

天津市软土地层地铁盾构区间下穿施工对京沪高铁南仓特大桥影响的数值分析

为研究天津地区软土地层隧道盾构区间下穿施工对京沪高铁南仓特大桥的影响,以下穿京沪高铁的天津地铁7号线外院附中站-榆关道站区间隧道工程为背景,对下穿京沪高铁南仓特大桥段区间盾构隧道进行设计,通过运用Midas/GTS有限元软件数值分析方法对盾构区间下穿京沪高铁南仓特大桥进行有限元数值分析。研究盾构区间下穿京沪高铁南仓特大桥施工过程中桥面、桥墩、承台及桥桩位移变化规律特征。总结盾构区间侧穿桥桩施工过程中桥桩附加应力变化规律;揭示了盾构区间下穿京沪高铁特大桥施工过程中承台差异沉降及地层应力变化规律。结果表明,盾构隧道施工过程中京沪高铁天津南仓特大桥桥桩附加弯矩较小,桥面、承台、桥墩及桥桩沉降最大值均在控制标准值范围以内,桥桩水平位移最大值在控制标准值范围以内,不会对大桥产生破坏影响。可见在软土地区盾构施工对高铁特大桥有一定程度影响,但通过施加工程措施后,可有效降低对桥的影响程度,保证高铁桥的安全。研究成果可为类型工程施工设计提供参考。     

北京深埋暗挖地下工程施工及设计方法构思

针对北京深埋暗挖地下工程的关键问题,构思城市深埋暗挖地下工程施工及设计方法。提出以新意法为主体,充分借鉴浅埋暗挖法的现有技术,将新意法与浅埋暗挖法的设计思想相结合,形成一种深埋暗挖地下工程的综合施工方法。即以新意法的超前加固核心土为基础,安全评估阶段需要采用双控标准(超前核心土的变形和既有结构的变形);设计及施工阶段,对于区间隧道采用全断面超前加固,全断面开挖;对于大断面车站结构采用超前加固,分断面开挖。监控量测阶段,需要监测超前核心土的预收敛变形和挤出变形、既有结构的变形、孔隙水压力等信息,并根据监测信息及时调整施工措施和地下水控制方法。该构设思路理论上适用于北京深埋暗挖地下工程的构筑。     

基于模糊层次分析法的岩溶区土压平衡盾构适应性评价

土压平衡盾构作为一种较为先进的隧道掘进机械,由于其安全、可靠等优势,在我国的城市地铁隧道工程施工中得到了广泛的应用。我国南方地区岩溶地层非常普遍,土压平衡盾构在岩溶地层中掘进容易产生“栽头”、刀具不均匀磨损等问题,因此评价岩溶地层条件下土压平衡盾构的适应性是非常有必要的。本文依托南宁地铁4号线2标相关盾构隧道工程,分析岩溶区各方面因素对土压平衡盾构适应性产生的影响,通过层次分析法确定最终的土压平衡盾构在岩溶地区的适应性评价指标,参考已有研究成果结合模糊数学方法确定评价指标的隶属函数,构造了岩溶区土压平衡盾构适应性评价模型,提供了岩溶区土压平衡盾构适应性评价方法。以南宁地铁4号线2标“良良”、“体良”和“清龙”盾构区间所采用的土压平衡盾构机为应用实例,现场盾构施工情况与本文提出的评价方法的评价结果匹配较好。本文提出的岩溶区盾构适应性评价方法对类似地层盾构机评价及应用具有一定的指导意义。     

公路隧道围岩变形时程曲线拟合的BP算法

运用 BP算法学习率自适应调整策略 ,对公路隧道新奥法正台阶施工开挖过程中围岩变形时程曲线的拟合进行了研究 ,结合实例对拟合效率进行了讨论