地铁斜交隧道在矿山法暗挖隧道结构设计中的应用

本文结合具体地铁工程的结构设计实践,对矿山法暗挖工法条件下主体隧道与联络通道斜交时接口处结构的设计和施工进行了介绍。为地铁矿山法暗挖隧道中并不多见的斜交隧道结构设计提供了参考。     

地面超载对下方地铁隧道二衬结构的影响分析

采用数值模拟方法,分析隧道上方超载的作用对下方地铁隧道二衬结构的受力影响,结果表明：在基坑JK1、JK2区段侧上方超载40kPa,将导致隧道二衬的结构弯矩发生明显改变。目前阶段尚未开挖土台,故土体对左线隧道的侧向约束较大,且基坑侧上方超载的相当部分荷载直接传递给了双排桩结构,故JK2区段侧上方超载对隧道二衬的结构弯矩影响相对较小。     

矿山法地铁隧道二衬结构安全系数及可靠度计算方法研究

以北京地铁四号线某大断面矿山法隧道为背景,分别应用初期支护与二次衬砌共同承受全部荷载的计算模式与不考虑初期支护承载而由二次衬砌单独承受全部荷载的计算模式进行隧道截面安全系数和可靠度指标的计算,结果表明:两种承载模式得到的结构最不利截面安全系数均能满足要求,但二衬结构单独承载模式得到的最不利截面结构可靠度指标偏低.为确保根据不同承载模式得到的计算结果基本相同,在应用响应面法分析隧道衬砌结构荷载效应的基础上,采用了等效地层弹性抗力系数来表征初期支护对结构承载的贡献,为解决地铁隧道结构设计中由于结构承载模式不同而造成的计算结果差异提供了一个途径.     

基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响分析

当地铁隧道距离基坑较近时,基坑施工会对地铁隧道的围岩应力进行重分布,并引发隧道结构产生变形及内力变化,甚至影响隧道的正常运行.文章应用三维数值分析的手段,对基坑施工过程进行三维动态模拟分析,并结合现场实际监测数据,分析基坑开挖对邻近矿山法地铁隧道的影响.分析表明,基坑施工会使邻近矿山法地铁隧道结构产生变形,但变形量非常微小,不会影响到地铁隧道的结构安全性.其现场实测数据与有限元分析结果对比反映了隧道变形的规律,可以为以后的工程提供参考.     

浅埋暗挖大跨盾构接收井横通道临时支撑拆除技术

北京地铁6号线二期起点至物资学院站区间盾构接收井横通道开挖跨度15.6m,采用双侧壁导坑法施工,二衬施工时,临时中隔墙支撑拆除安全风险很大。本工程采用保留部分临时工字钢支撑,在对其进行有效的防水处理的基础上进行二衬施工,减少了隧道变形和对周边环境的影响,确保隧道上方管线安全,取得了良好的效果,同时也提供了一套适用于复杂环境下地铁暗挖大断面隧道二衬施工技术。     

基于渗流-应力耦合分析隧道双层衬砌力学特性

城市地铁盾构隧道支护结构主要为单层衬砌。为满足支护结构承载、防渗、开裂等要求,双层衬砌结构设计日益成熟。为揭示双层衬砌力学特性,首先通过推导渗流-应力耦合方程组,揭示地下土体应力、渗流相互耦合方程;基于渗流-应力耦合原理,利用ABAQUS软件,考虑围岩压力、隧道埋深等工况,计算、比较单层衬砌、双层衬砌的承载力特性,得到以下结论:(1)初衬、二衬在支护作用下均承载,但是初衬应力为二衬3倍左右,为主要承载结构;(2)在渗透系数减小的情况下,初衬应力增加、二衬应力减小,二衬的作用主要为防渗和安全储备。     

甘泉隧道出口砂层富水地段设计及施工对策

本论述分析了影响隧道开挖的工程地质条件、地下水对隧道主体结构的不利影响,砂层富水地段采用传统的矿山法设计,即隧道衬砌型式为两次模筑混凝土衬砌,初期支护按主要承载结构设计,采用较厚的一次模筑混凝土衬砌型式,二次衬砌采用30～45cm厚钢筋混凝土的结构。详细阐述了隧道进出口段施工方案及设计处理措施。     

小净距矿山法、盾构隧道施工的数值模拟分析

小净距盾构、矿山法隧道方案在地铁区间站前附属线中经常采用,这种方案矿山法隧道断面型式较多,跨度较大,和盾构隧道距离较近,隧道施工时的相互影响较大。采用FLAC~(3D)有限差分程序对某小净距隧道工程施工过程进行了三维数值模拟,分析了隧道施工对围岩地层的影响,揭示了后建隧道对先建隧道结构应力和位移的影响规律,为本工程的施工组织以及类似工程施工提供参考。     

浅析西安地铁二号线南延段地下工程施工方法

本文结合西安地铁二号线南延段地下车站、区间隧道采用的施工方法,对地下车站的几种施工方法以及不同区间隧道所采用明挖法、矿山法、盾构法进行施工的适应性进行分析。     

穿越地裂缝带地铁隧道结构应力预测方法研究

西安地处国内地裂缝发育最强烈的汾渭盆地,地裂缝的活动性会造成地铁隧道结构扭曲及衬砌面开裂并影响地铁的施工及安全运营.采用特殊材料制作几何相似比常数为1∶20的地裂缝与地铁隧道结构相互作用的隧道模型,通过对隧道模型结构应力监测数据与应力预测值进行对比分析揭示了地裂缝位错作用下隧道的变形破坏规律,并建立了地铁隧道结构应力的预测模型.试验结果表明:随着地裂缝位错量的增加,位于隧道结构上部的地裂缝上盘压力增加、下盘压力减小,位于隧道结构下部的上盘压力迅速减小、下盘压力持续增加;位于地裂缝下盘的隧道结构上部整体受拉而下部整体受压,位于地裂缝上盘的隧道结构上部先受压后受拉;位于地裂缝下盘的隧道结构沿纵向发生向下的弯曲变形致使其环向应变表现为拱底受压而拱顶和左右两拱腰均受拉的受力特点;指数平滑法对初始观测值的要求低且受异常值影响小可作为隧道结构应力预测的首选方法,当应力值达到预警值时进行报警采取适当的加固措施可保证地铁隧道的正常施工与安全运营.     

运营期铁路隧道衬砌外水压力折减方法研究

针对处于运营期的富水山体隧道复合衬砌外水压力问题,从实际工程排水系统入手,根据流体力学原理,建立隧道排水系统排水模型。发现隧道排水量与二衬外水压力呈非线性关系,进而推导得到复合衬砌外水压力的解析解;并将之与具有等效渗透系数的二衬透水线性排水模型解析解对比。结果发现线性排水模型计算得到的二衬外水压力折减系数偏小。然后在解析解的基础上,分析初支参数、注浆圈参数、排水系统参数对二衬外水压力折减系数的影响。研究可为隧道以及隧道排水系统设计提供一定参考。     

运营期铁路隧道衬砌外水压力折减方法

针对处于运营期的富水山体隧道复合衬砌外水压力问题,从实际工程排水系统入手,根据流体力学原理,建立隧道排水系统排水模型。发现隧道排水量与二衬外水压力呈非线性关系,进而推导得到复合衬砌外水压力的解析解;并将之与具有等效渗透系数的二衬透水线性排水模型解析解对比。结果发现线性排水模型计算得到的二衬外水压力折减系数偏小。然后在解析解的基础上,分析初支参数、注浆圈参数、排水系统参数对二衬外水压力折减系数的影响。研究可为隧道以及隧道排水系统设计提供一定参考。     

中间防水层对隧道复合式衬砌的受力影响

应变有限元法模拟隧道的开挖修建过程采用二维弹塑性平面应程,引入节理单元模拟复合式衬砌中间的防水层,分析了防水层对隧道衬砌受力的影响。分析计算表明,防水层对衬砌和围岩的内力有一定的影响,但从隧道设计的最终结果来看,影响并不大。     

新城子隧道小间距段受力测试分析

高地应力大变形软岩隧道修建中,不同的开挖方法对二衬的受力影响很大,尤其在复杂结构隧道中尤为明显。兰渝铁路新城子隧道为工程背景,应用结构应力测试,数值模拟等手段,通过对常规三台阶法和超前应力释放导洞法中三个不同断面的初支和二衬的受力及变形分析,研究小间距段在超前应力释放导洞和常规三台阶两种工况下的施工力学特性以及先行洞室和后行洞室之间的相互影响,分析认为采用小导洞进行应力释放后变形和受力减小,后行洞室经过先行洞室时,先行洞室结构受力明显增大。     

岗石区间超小间距隧道施工技术

以城市地铁采用矿山法施工小间距隧道技术为研究目标，分析了地铁小间距隧道施工的技术难点和关键点，总结了地铁小间距隧道施工方法、技术思路和施工技术措施，介绍了广州地铁三号线岗石区间超小间距隧道工程实例。认为，地铁小间距隧道施工应采用综合性技术和措施，提高隧道支护结构的强度、刚度和整体性，减少和控制两条隧道开挖时的相互影响，合理地利用围岩自承能力，保证围岩与支护结构共同作用。     

汽车荷载对河底小净距隧道二次衬砌受力性状的影响分析

针对国内罕见的采用矿山法开挖与复合式衬砌的河底浅埋小净距公路隧道,以浏阳河公路隧道工程为例,研究服役期洞内汽车荷载对这类特殊隧道二次衬砌受力性状的影响.首先,考虑到隧道施工过程对服役性能有影响,建立反映施工过程的三维渗流应力耦合数值模型;其次,对比初衬拱顶沉降的数值模拟结果与现场实测结果,验证了数值模型具有参考价值;最后,对比分析服役期汽车荷载为0 k Pa、10 k Pa、20 k Pa、30 k Pa共四种工况.结果表明:双洞靠近中夹岩侧二衬的竖向位移略大于远离中夹岩侧二衬的竖向位移;随着汽车荷载从无到有并且逐渐增大,双洞二衬的上浮量逐渐减小,双洞二衬的最大拉应力也逐渐减小,施加汽车荷载可以降低隧底较大水浮力的影响.     

沈阳地铁隧道开挖过程稳定性分析

采用GeoFBA软件,对沈阳地铁隧道开挖全过程进行数值模拟研究,对围岩、喷射混凝土、模筑混凝土、锚杆的应力和变形特征进行分析.结果表明,沈阳地铁隧道设计当中初拟的结构尺寸（包括初期支护、二次支护）、超前小导管支护、锚杆支护是可以适应围岩状况的,经支护后的沈阳地铁隧道是稳定的.台阶法开挖对于沈阳地铁隧道开挖是适用的.     

黄土地区暗挖地铁隧道穿越地裂缝施工方案设计

针对黄土地区西安地铁三号线下穿地裂缝,隧道设计、施工难度和风险极大。隧道区间施工采用浅埋暗挖法,设计了暗挖隧道初期支护参数及二衬参数,提出了暗挖隧道施工方案,对西安地铁下穿地裂缝施工具有一定的借鉴价值。     

软岩公路隧道二次衬砌支护时间的优化研究

软岩隧道围岩变形速率快、持续时间长,变形量大,使得二衬最佳支护时间的确定成为传统新奥法在软岩隧道应用的难点。基于充分利用围岩自承能力的新奥法理念,对现场多个Ⅳ级围岩断面初期支护变形监测数据进行统计分析,得出二次衬砌的最佳支护时间段为初期支护后22 d~26 d。采用拟合回归分析,得出油坊坪隧道的合理二衬支护时间为初期支护施作以后第24 d。借助FLAC3D内嵌蠕变模型对二衬支护时间进行验证,分析不同支护时机下支护结构的受力特征。结果表明:在蠕变计算计算第25 d以后混凝土喷层和锚杆已发生破坏或者错位,在初支以后第24 d进行二衬支护,二衬拱顶所分担的荷载为马上进行二衬支护的17.5%,周边为8.2%,下降明显,则监测数据分析所得二衬支护时机是合理的,适当提前施作二衬支护是有利的。     

高速列车通过带有套衬结构隧道气动效应分析

采用三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对8辆编组的高速列车以300 km/h速度通过带有套衬结构隧道时车体表面及隧道壁面的瞬变压力进行分析。研究结果表明:数值计算结果与动模型实验结果较吻合,2种方法得到的压力曲线变化规律一致,幅值误差在5%以内;列车通过隧道时,车体头、尾处测点压力差别较大,中部测点压力差异较小;沿列车车身方向,测点正压幅值逐渐减小,负压幅值逐渐增大;隧道壁面测点压力峰峰值在隧道进、出口附近较小,而在靠近隧道中部时较大;隧道内安装套衬对于高速铁路双线隧道气动效应影响很小,加装套衬前后,测点压力幅值差异在2%以内。因此,建议在对高速铁路隧道病害整治中,考虑使用套衬技术。