小断面大曲率隧道二次衬砌台车设计的优化及应用

以某小断面大曲率TBM隧道工程施工为例，针对该隧道转弯直径与隧道断面均较小导致的二次衬砌在狭小空间不容易施工的难题，衬砌台车改造采取的具体措施：为解决物料设备运输困难的问题，优化了门架结构设计来确保电瓶车通行内净空，给台车留出充裕的操作空间；为使台车能够有效应用到曲线段二衬施工，将单套台车进行了分节设计，应用彼此相对独立的分节小台车分别开展施工。实际工程应用效果表明，设计改造的台车装置施工质量控制效果良好且操作简便，有效地保证了严苛工期要求下的二次衬砌施工进度与质量，利于提高经济效益。     

不同工法下连拱隧道施工阶段围岩稳定性分析

双连拱隧道开挖断面较大,且两边拱圈共用一个中隔墙,导致双连拱隧道施工时经常出现安全事故。通过分析不同的双连拱隧道施工方法下围岩的变化,可以预测围岩的应力应变,指导施工。中导洞施工方法开挖扰动频率小,有利于机械化施工,它是双连拱隧道较常采用的施工方法之一。但是中导洞施工法对地质要求较严格,所以三导洞施工法也有其必要性。利用FLAC~(3D)模拟两种不同的工法条件下隧道施工阶段围岩的稳定性,发现两种工法施工时中隔墙顶端位移最大,施工时需重点关注。     

超大断面隧道变截面衬砌台车应力特征

以京张高铁八达岭长城站为工程依托,对超大断面隧道变截面衬砌台车的动态、静态应力进行研究,分析了截面变化对台车不同结构应力的影响规律。通过数值模拟分析台车结构的静态应力特征,利用现场监测分析台车结构的动态应力特征以及变截面对台车结构应力变化的影响规律。结果表明：台车结构静态应力和位移存在不均匀分布现象,各结构呈多变特征,部分结构出现明显的应力集中;浇筑过程中,应力呈现外侧大内部小的规律;台车浇筑区域位于支撑结构上方时应力最大,混凝土凝固过程中台车结构应力基本不变;台车截面由小至大变化时,各结构应力增大,其中拱肩丝杆是应力变化最大的构件。     

浅谈隧道快速衬砌模板台车施工技术

本文通过工程隧道衬砌模板台车结构、工艺原理及特点的分析,总结了其工艺流程及操作要点,使衬砌台车不仅满足设计规范要求,而且保证了隧道混凝土衬砌的实体质量,并在西南地区工程中得到广泛应用,对其它同类型的隧道衬砌施工具有较高的参考价值。     

兰渝铁路变断面单线隧道衬砌模板台车的设计与应用

根据变断面铁路单线隧道衬砌模板台车在兰渝铁路隧道施工中的应用情况,对变断面铁路单线隧道衬砌模板台车的设计原则、技术参数及其在隧道衬砌施工中的应用作了说明,重点分析了两种断面下模板的设计.从节约成本方面考虑,在增加模板铰接点的情况下,得出两种合理的方案,成功应用于兰渝铁路单线隧道的衬砌.     

液压钢模台车的设计

针对隧道的地质状况,结合工程实际和施工要求,设计了一种液压钢模台车。根据钢结构设计原理,对台车主体结构进行了设计,并根据施工的需要,设计了相应的机电液系统;为了保证台车的刚强度和稳定性,对台车的门架结构进行了有限元分析和优化。该台车成功地应用于隧道衬砌施工中,极大地提高了工作效率,确保了施工安全和质量,证明了结构设计的合理性。     

双连拱隧道中隔墙数值模拟分析

针对双连拱隧道在施工过程中的中隔墙受力、变形问题,运用MIDAS GTS 2.6大型有限元程序建立了重庆市高新区森谷路双连拱隧道地层结构法数值模拟计算模型。对双连拱隧道三导洞台阶法开挖具体施工阶段进行数值模拟,同时双连拱隧道中隔墙进行受力变形分析。得到了各施工阶段中隔墙应力及位移变化情况,得出三导洞台阶法开挖工法施工过程中中隔墙应力及竖向位移均呈现"对称—不对称—对称"的分布过程,并对施工过程中可能的风险提出了切实可行的处理措施,以期对双连拱隧道的设计和施工提供一定的理论借鉴。     

大断面隧道衬砌台车结构优化施工技术探讨

目前，大断面隧道衬砌施工标准要求逐步提高，在保证隧道衬砌混凝土施工质量的前提下，如何科学合理组织大断面隧道衬砌混凝土施工成为隧道项目施工控制的重点。通过某公路隧道工程具体实例，阐述了衬砌台车结构优化施工技术，并对其进行经济效益分析，实践证明．该项技术取得了良好的效果。     

浅议南水北调配套工程二衬全断面一次性浇注中模板台车抗浮措施

针梁式全圆模板台车是为全断面一次性混凝土浇筑而设计的一种专用台车。由于混凝土浇筑过程中对模板产生的径向垂直应力,全圆模板台车在混凝土浇筑时,产生上浮力是不可避免的。本文以实际施工为例,阐述相关抗浮措施在施工中的应用及效果。     

重叠隧道施工次序数值分析研究

本文利用ANSYS软件对水平重叠隧道断面进行计算，初步分析了在不同施工顺序下地层位移、围岩应力、结构内力的特点。结果表明：后施工隧道对先施工隧道有较大影响；开挖顺序不同，地层位移及塑性区亦不同，但开挖顺序对最终结构内力几乎无影响；先开挖下洞更有利。     

Q2黄土中隧道断面扩大开挖优化分析

黄土强度低、抗扰动性差,在其中进行隧道施工时,采用不同的开挖步骤直接影响着其施工的安全、效率及稳定性控制效果。通过对Q2黄土中原有隧道断面扩大开挖过程的数值模拟,以应力、位移等为指标,分析不同的开挖顺序对隧道结构稳定性影响的优劣性,进而确定合理的开挖顺序,以降低施工风险,优化断面扩大开挖效果,并得出隧道扩挖对围岩影响的规律。     

超大断面隧道工法转换过渡段最优长度

隧道掘进过程中掌子面围岩状况不停变化,通常情况下针对不同围岩级别,采用不同的开挖工法,不同开挖方式对应的不同支护体系有着不同的受力模式,因此工法转换处围岩-支护体系复杂.以京沪高速济南连接线工程龙鼎隧道为背景,结合现场实测及数值模拟的方法研究施工方法由中隔墙(center diagram,CD)法施工转换为台阶法施工时结构内力及围岩应力状态的变化,研究最优的工法转换时机,确定工法转换过渡段最优长度,并在实际工程中验证.在工程所出现的围岩由Ⅳ2级突变为Ⅲ2级的情况下,超大断面隧道由CD法转换为台阶法设置10 m的过渡段是合理的.过渡段的设置有效减小了拱顶沉降,优化了支护与围岩受力状态,有利于围岩及支护结构稳定;并且可以最大程度保证工程进度.     

断层破碎带隧道围岩稳定性的离散元模拟研究

断层破碎带是隧道施工中常见的不良地质体之一,容易导致隧道围岩失稳甚至塌方等问题。为了分析其对隧道围岩稳定性的影响规律,依托港珠澳大桥连接线南湾隧道,利用离散元软件PFC~(2D)建立二维分析模型。结果表明:断层破碎带作用下隧道围岩应力呈非对称性,当断层位于受拉一侧时,断层对隧道水平位移的影响更为明显;当断层穿越隧道轮廓面时,断层对隧道围岩竖直方向位移的影响比水平方向位移更加显著;对比断层比邻与穿越隧道两种情况,断层与隧道相交时的最大潜在松动破坏区是未相交时的2倍以上;现场监测结果表明,当断层与隧道边墙位置相交时,该断面的位移最大且相比其他断面位移值明显增大,约为其他断面相同位置位移的2.5倍,这与数值计算中断层破碎带对潜在松动破坏区的影响规律类似。     

南京某直墙隧道抗震性能研究

为了研究南京某公路直墙隧道的地震反应,综合其土体条件差异较大或结构断面形式不同等特性,选取3个典型断面,利用ABAQUS软件进行地震反应分析,分析了结构断面在不同地震强度下的相对水平位移极值、应力水平,结果表明:该隧道软土区结构地震位移反应明显大于硬土区,且地震波动力特性对软土区隧道地震反应影响较大;硬土区隧道在各指定强度地震下墙体均处于弹性变形状态,软土区隧道在E2地震下墙体轻微塑性变形,E3地震下塑性变形较大;不同结构形式共同的应力集中区域为箱涵拱肩和中墙端部,当存在附属结构时,其附属结构周围应力集中区域明显不同.     

抽水蓄能电站引水系统斜井扩挖台车设计研究

以华东某抽水蓄能电站的斜井施工为工程背景,进行扩挖施工台车设计研究.提出一种可拆卸、适应多角度的扩挖台车结构方案,将台车主体部分分为六个模块,工厂模块化预制,现场进行拼装,以减少施工现场的焊接作业.采用有限元分析软件3D3S建立台车整体结构分析模型,进行了强度、稳定性及刚度计算分析,并设计计算其连接节点,车轮型式和钢丝绳型号选型验算.计算结果表明,提出的新型扩挖台车结构强度、稳定性应力比和最大位移满足规范限值,附件选型满足规范要求.研究成果可标准化生产,为实际工程建设提供技术依据,并为类似工程建设提供技术参考.     

无中导洞连拱隧道掌子面纵向间距优化

作为一种大跨径地下结构形式连拱隧道结构复杂,无中导洞法能在提高施工速度的基础上降低中隔墙渗漏水。为研究连拱隧道无中导洞法施工活动对隧道先后行洞的影响程度,以陈家滩隧道为研究对象通过数值模拟,研究了不同间距下先后行洞的影响范围、先后行洞的影响程度以及中隔墙的倾覆趋势。结果表明：当先行洞开挖至控制截面5m范围内对围岩的影响最大,其围岩位移释放系数增量达到了40%以上;超过控制截面10 m时其围岩释放系数达到了93%以上,影响程度较小;超过20 m时影响程度可以忽略。当先后行洞纵向间距大于35 m时影响程度S值接近10%,纵向间距大于40 m时S值小于10%。从中隔墙的倾覆程度来看当先行洞开挖完成时,中隔墙的倾斜程度达到最大,倾斜角约为3.28×10-4;而纵向间距大于30 m时倾斜角差值为0.351×10-4,此时中隔墙倾斜程度较大极差较小,有利于中隔墙受力。故先后行洞开挖掌子面纵向间距建议控制在30 m~40 m左右。     

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。     

隧道支护结构蠕变特性试验和非线性蠕变模拟

采用MTS815液压伺服系统对深埋隧道支护结构混凝土试件进行了三轴蠕变试验,分析了支护结构的蠕变特性,依据蠕变曲线特征求出了非线性蠕变参数。建立了考虑深埋隧道施工过程、围岩和支护结构蠕变特性的有限元数值分析模型,分析了围岩和支护结构的蠕变特性,得到了隧道初期支护和二次衬砌的位移特征及其不同位置处的有效应力和最大剪应力特征。隧道支护结构的位移、应力随时间的变化特征与不考虑蠕变效应有较明显的不同,计算位移与实际监测结果基本一致。对于深埋隧道,应该考虑围岩和支护结构的蠕变特性。     

中洞法连拱隧道施工稳定性分析及优化

针对中洞法连拱隧道暗挖施工的稳定性问题,依托广州大道中站工程实例,综合分析了开挖过程拱顶沉降、底部变形、洞周收敛、初支结构应力、中隔墙应力以及地表沉降等指标的动态响应特征,总结了不同工艺参数下隧道变形规律,结果表明:拱顶沉降最大值和最大沉降速率以及底部隆起最大值均在后行洞,而先行洞洞周收敛值最大,为1.59 mm;侧洞...     

梅河高速公路隧道稳定性数值模拟

采用有限元方法对梅河高速公路代表性隧道--黄牛坳隧道LK74 613断面围岩的位移和稳定性进行结构计算;结合施工过程进行了LK74 613断面不同位置点的数值分析;动态模拟了该隧洞施工的全过程;对该公路隧道的围岩和支护结构的稳定性进行了合理的分析,为工程设计和施工过程提供了合理的参考.该研究对全线其它隧洞的设计和施工具有一定的参考作用.