不同溶腔-隧道间距对地铁隧道施工影响的模型试验研究

为探明不同溶腔-隧道净距下隧道施工对岩溶地层的扰动影响规律,以贵阳市轨道交通3号线一期工程为依托,开展了城市浅埋环境下不同溶腔-隧道间距对地铁隧道施工影响的模型试验研究。主要得到以下结论：(1)拱顶侧溶腔对拱腰水平位移位移影响较小,主要影响隧道拱顶的竖向沉降量；溶腔对原始地应力场的影响范围是有限的,溶腔直径为4m、溶腔底部与隧道开挖轮廓线顶部净距为5m时,隐伏溶腔的存在对隧顶围岩的沉降量影响不太显著。(2)溶腔与开挖隧道净距为1m、2m、5m时,拱顶围岩最终土压力变化分别为47.4kPa、84.7kPa、135.1kPa。溶腔底部距离隧道开挖轮廓线越近,拱顶围岩在隧道开挖后的土压力变化越小。岩溶地质现象对原始地应力场的影响表现为岩溶腔体对周边围岩的应力释放作用。(3)溶腔与隧道顶部净距为1m、2m、5m时地中沉降峰值分别为25.7mm、32.8mm、38.8mm,分别为无溶腔时的135.3%、172.6%、204.2%。隧道拱部隐伏溶腔与隧道净距并非越小对地表的沉降影响更大,溶腔-隧道净距与溶腔上覆土层厚度都会影响隧道开挖后的地表沉降。(4)各工况下拱架最终轴力表现为全环受压,弯矩值差异较轴力值更显著。拱部隐伏溶腔的存在一定程度上会减小开挖后初期支护结构拱部的受力,且距离隧道开挖轮廓线越近其拱部弯矩值越小。     

岩溶隧道掘进爆破震动效应分析

针对岩溶地区隧道爆破开挖对溶洞围岩和施工安全的直接影响,对广东清(远)连(州)高速公路白须公隧道救援通道爆破震动进行了监测。通过对溶洞壁的质点振动速度峰值统计分析,总结了爆破地震波在溶洞壁上的衰减规律,得出了隧道爆破对于临近溶洞的安全质点振动速度峰值。监测结果表明:隧道爆破震动中,相邻的溶洞壁径向的振动速度较小,垂直切向和纵向的振速相当;随着比例药量的减小,垂直切向和径向的振速逐渐接近。     

隐伏溶洞影响下隧道开挖稳定性数值模拟

隐伏溶洞是引起隧道围岩失稳甚至塌方的常见不良地质之一，为分析其对隧道开挖稳定性的影响，采用FLAC3D有限差分法和现场监测手段，探讨了隐伏溶洞尺寸、溶洞与隧道净距及溶洞位置对隧道开挖过程中围岩应力场、应变场及隧道变形的影响规律。研究表明：①围岩最大剪应力与最大剪应变增量均随溶洞尺寸增大而增大（随净距增大而减小），塑性区集中于隧道-溶洞中间岩柱；②隧道变形时程曲线呈“S”形，隧道变形随溶洞尺寸增大而增大（随净距增大而减小）；③当溶洞直径大于0.6倍隧道宽度，且与隧道净距小于0.6倍隧道宽度时，隐伏溶洞对围岩塑性区和隧道变形具有明显影响，且隧道侧部溶洞对隧道稳定性最为不利；④建议岩溶隧道工程采用动态化设计、施工及监测，并采用综合超前地质预报探明实时地质情况。     

岩溶区盾构隧道开挖的稳定性分析

盾构隧道穿越溶洞密布的复杂环境时,不可避免的引起岩溶开挖区应力场突变,严重时造成溶洞坍塌、隧道突水突泥等工程灾害.采用有限元模拟方法,基于岩层破坏机理,分别针对溶洞数量不同及排列方式不同这两种重要因素,从隧道开挖引起的位移场、应力场和塑性区域三个方面分析岩溶隧道开挖所引起的围岩变化规律.结果表明:溶洞的存在使得隧道围岩最大主应力显著提高,围岩竖向位移随溶洞个数增加而增大,围岩周围土体的应力场、位移场、塑性区域均随着洞-隧之间不同的排列方式而呈现不同的变化规律.分析结果可为岩溶地区盾构隧道设计、施工以及运营提供理论及工程指导.     

小净距隧道爆破开挖对邻近隧道的影响分析

小净距隧道作为一种新型隧道型式具有良好的经济实用性,掌握爆破开挖过程中对邻近隧道的影响规律对小净距的安全可靠性十分重要。文章以莞惠城际GZ H-7标段为例,利用有限元软件对小净距隧道爆破开挖过程进行模拟分析,通过研究开挖过程中邻近隧道各特征位置的水平和竖向位移值、速度与时间变化关系等,得到了小净距隧道爆破开挖对邻近隧道的影响规律,为以后类似工程提供了一定的理论依据。     

爆破振动对小净距隧道群初期支护结构稳定性的影响

为研究小净距隧道群初期支护结构稳定性受隧道开挖及爆破振动的影响规律,以贵安新区腾讯七星数据中心项目为依托工程,以B5隧道为研究对象,通过有限差分软件FLAC~(3D)建立隧道开挖数值模型,研究后行隧道B5爆破开挖对隧道及周围隧道B4、B3、B2、B1支护结构的动力响应情况。结果表明:在小净距隧道群施工中,先行隧道各隧道初期支护结构稳定性受爆破振动影响随距离的增大呈非线性方式减小;初期支护结构在爆破地震扰动作用下会在支护结构顶部和底部出现应力集中; B5隧道初期支护结构直面承受爆破动荷载,受扰动最大。其结果为指导小净距隧道群爆破设计与施工提供可靠依据。     

浅埋小净距偏压隧道施工工序的数值分析

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。     

岩溶区铁路列车荷载对新建下穿隧道动力响应规律

在岩溶地区，列车振动荷载已成为引起铁路周边地表岩溶塌陷的重要影响因素。为研究新建地铁隧道在岩溶地层中开挖时，列车荷载对隧道、地表及地层的动位移和动应力响应，以贵阳地铁3号线下穿川黔铁路为背景，通过有限元软件建模计算了在最不利围岩和列车动载条件下，隧道拱顶无溶洞、有溶洞和溶洞注浆三种工况的动力响应规律进行对比分析。结果表明：在列车动荷载作用下，溶洞存在及对其注浆加固对地表位移动力响应的影响范围大致为3.3倍洞径以内，有溶洞时地表最大瞬时沉降发生在路基中线与隧道中线交叉处，为2.74 mm，而对其注浆加固后此处的沉降为2.16 mm，减小了21.2%；对溶洞进行注浆加固后隧道支护结构产生了相对更大动力响应，最大瞬时位移和主应力均发生在隧道拱顶，分别为-1.41 mm和-0.36 MPa；地层竖向应力从地表到隧道拱顶衰减最明显的是有溶洞的情况，从-0.0766 MPa 衰减到-0.0084 MPa，衰减率为89.03%。可见，对铁路与隧道之间的地层溶洞注浆加固后，在保证新建隧道安全的情况下，明显改善降低了列车动载引起的地表瞬时沉降。     

爆破振动对相邻隧道的影响性分析及控爆措施

通过大量二维和三维数值模拟计算,同时,结合紫坪铺隧道小净距段现场实测爆破振动数据,分析了小净距隧道爆破施工中后行隧道爆破对先行隧道的影响因素.研究了不同岩墙加固措施、不同施工方案及不同支护体系等情况下,小净距隧道中后行隧道爆破开挖对先行隧道的影响.得出先行隧道迎爆侧及开挖掌子面前后1B范围是影响较大部位,应加强监控量测的结论.提出了岩墙加固宜采用注浆加固、先行隧道初期支护宜及时封闭、掏槽眼宜远离中岩墙以及开挖进尺不宜大于净距的1/3等小净距隧道爆破施工的控爆措施.     

某岩溶隧道支护结构的处治效果分析

结合某岩溶隧道工程,分析其岩溶发育的特征和机理,利用有限差分软件FLAC~(3D)对侧部溶洞和底部溶洞处治前后的隧道施工过程进行数值模拟,评价其处治效果。结果表明:出露的溶洞在处治后,侧部溶洞拱顶位移减小了8.9%,拱底位移减小了4.9%,锚杆轴力减小7.7%,而拱脚压应力增大39.7%,拱腰压应力增大10.7%,隧道底部和顶部出现塑性区;底部溶洞处治后拱底位移减小了18.2%,锚杆轴力和最大主应力变化不大,而拱顶位移增大1.03%,底部塑性区范围增大。     

水下并行隧道施工后行洞对先行洞的影响分析

以实际水下隧道为工程背景,建立数值模型,分析水下并行隧道后行洞施工对先行洞的影响.结果表明：后行洞施工主要影响距离该断面位置前后1.5倍洞径;后行洞施工后,围岩沉降分布形态发生变化,在左右拱顶较大,在两洞之间及两侧较小,即出现了“驼峰”;对于最大主应力,后行洞施工对靠近侧的右边墙影响较大;随着后行洞的施工,渗流影响范围逐渐向后行洞侧扩展,隧道周边渗流量的大小呈现拱顶和仰拱处的大于边墙的,而后行洞和先行洞之间的边墙渗流量大于外侧边墙的渗流量.     

外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻

在两带模型的基础上，计算了外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻（ＴＭＲ），结果发现：隧穿磁电阻不仅随铁磁层厚度变化而振荡，而且在适当条件下能够达到相当大的值；尽管外电场引起了隧穿磁电阻振荡的周期、位相和振幅的变化，但振荡的特征以及ＴＭＲ随两个铁磁层磁化矢量夹角的单调变化现象并没有因外电场的加入而改变。     

秦岭隧道TBM机-石界面的界定分析

对我国铁路隧道首次使用的全断面掘进机在秦岭隧道施工中的破岩形式和机理进行了分析,基于其破岩形式和刀具磨损情况,界定了单把刀的推力模型．进而将其扩展到整个刀盘,对不同切深和岩石强度下的推进力进行了数值计算,为掘进机主机工作参数的选取奠定了基础．     

等熵轻质活塞风洞的特性分析

阐述了忽略活塞质量时等熵轻质活塞风洞的工作机理及其特征，并与激波风洞、炮风洞和罗德维奇风洞等暂冲式风洞进行了比较，从而为不同情况下选择不同类型的风洞提供了依据。     

双连拱隧道施工中隔墙的稳定性分析

提出了按拱结构计算双连拱隧道中隔墙的荷载。按照静力学中的力矩平衡原理建立了中隔墙稳定与否的判别方法,并进行了实例计算。最后,提出了保持中隔墙稳定的若干措施,并认为保持中隔墙稳定的最佳方法是支撑法。     

大坂山隧道病害处治工程工艺设计与实证分析

在国道227线控制工程大坂山隧道病害检测基础上,综合考虑高寒隧道工程地质、水文、气候等自然特征和原隧道施工工艺、施工工法、运营养护等人为因素,分析了渗漏水、衬砌裂缝、低温冻融、混凝土材料劣化等病害演化过程,以及各种不良因素在高寒隧道病害演化发展过程中所起的作用。在病害成因分析的基础上,介绍了大坂山高寒隧道渗漏水、保温、衬砌加固等病害处治的基本原则、思路和具体措施,为后续类似高寒隧道和寒区隧道的病害处治提供经验和借鉴。     

浅谈降低隧道建设工程造价

从设计及施工两个方面,结合国内目前隧道工程建设的实际情况,提出降低隧道工程造价的途径。     

公路隧道环保型洞门的研究

阐述了现阶段公路隧道洞门的各种型式,例举了老山隧道在洞门型式环保型设计上的创举,并进而对棚洞结构和前置式洞门结构做了较为深入的论述．     

UHF电波在任意截面隧道中传播特性

研究UHF频段的无线电波在矩形、圆形和拱形隧道中的传播特性，推导了衰减常数的计算公式。在不同的隧道中，电磁波的衰减率有相似的计算公式，只是公式前面的系数不同，衰减常数随隧道截面尺寸的增大或工作频率的增加而减小。在工作频率f=500-100OMHz时，各种隧道中电磁波的衰减率很小。结合实际情况，采用900MHz作为井下移动通信的工作频率是比较理想的。其结果对铁路隧道、公路隧道等有限空间的无线通信具有参考价值。     

浅谈沿黄公路大断面黄土隧道扩挖施工技术

以山西某旧隧改扩建工程为背景,详细介绍了下伏煤矿采空区、大断面、小净距、含水量大、浅埋偏压等复杂地质条件下黄土隧道的改扩建的关键技术,以期为今后的黄土隧道施工提供一些可借鉴的内容.