四车道大跨度浅埋黄土隧道开挖方案数值分析

为保证四车道浅埋黄土隧道的施工安全,优化施工方案,采用数值模拟手段对大断面黄土隧道开挖常用的三台阶七步开挖、中隔壁、交叉中隔壁和双侧壁4种方法进行系统的对比和分析。结果表明:(1)四车道浅埋黄土隧道与普通的两车道隧道变形存在较大差异,拱顶下沉显著增大,水平收敛较小且拱脚有向外挤出的趋势,故变形监测应以拱顶下沉为主;(2)地层竖向位移随深度的增加线性增大,距拱顶4m范围内呈指数型增大,且与洞周形成塑性区有关;(3)围岩应力均未超过其强度极限,初期支护应力较大,起到了主动承载和控制围岩松弛的作用,其与围岩共同承担大部分荷载,二次衬砌应力普遍较小,可为隧道结构提供安全储备;(4)变形控制要求严格的地区推荐使用双侧壁法,允许较大变形的情况优先采用三台阶七步开挖法。结论可为黄土隧道设计和施工方法的选择提供理论依据。     

松散堆积体隧道围岩空间位移特征分析

为研究松散堆积体隧道施工引起围岩空间位移的变化,采用弹塑性非线性有限元法对隧道开挖过程进行仿真模拟,将空间位移分为地表沉降、周边围岩位移和掌子面挤出变形3部分进行分析,并与既有理论和现场测试数据进行对比。数值计算结果表明:隧道开挖引起的围岩变形具有明显的三维特性,掌子面前后方影响范围均约为20m,横向沉降槽呈明显的"深沟"形,沉降槽宽度较小,与塞形曲线拟合度最高;周边围岩拱部下沉和隧底隆起范围与量值均较大,水平收敛较小,下台阶支护封闭成环后变形趋于稳定;上台阶掌子面挤出变形呈中间大、周围小的"圆形放射状",下台阶掌子面挤出变形总体较小;与现场测试值相比,拱顶下沉和净空收敛偏大,地表沉降两者基本一致。     

泥石流堆积体隧道动态分部开挖工法优化研究

泥石流堆积体通常由砂砾、卵石和漂石组成,夹杂淤泥质粘土,结构松散、胶结性差,隧道施工极易引起拱部超挖甚至坍塌.以国道318线林芝—拉萨段娘盖村隧道为工程背景,在三台阶七步开挖法的基础上优化提出了一种互补循环式开挖工法,并建立相应的隧道动态分部开挖三维数值模型,分别进行隧道穿越泥石流堆积体时优化前和优化后工法开挖的模拟分...     

深埋千枚岩隧道群变形规律及预留变形量分析

为系统研究深埋千枚岩隧道变形规律及合理预留变形量,以银百高速安康至岚皋段3座典型千枚岩隧道群为工程依托,采用精密水准仪和收敛计对隧道全程拱顶下沉和水平收敛进行了长期跟踪监测,并结合实测数据建立相应的变形分析预测模型。结果表明：千枚岩隧道围岩变形总体较大且离散性高,拱顶下沉和水平收敛分别可达95.3 cm和90.1 cm,不同风化程度的千枚岩变形稳定时间为30～120 d;千枚岩隧道变形时程曲线采用指数函数拟合效果较好,拟合优度均在0.93以上且预测变形值与实测稳定值相对误差不超过15%;深埋千枚岩隧道采用三台阶七步开挖法施工时,微风化、中风化、强风化以及断层破碎带预留变形量建议取值依次为20～30 cm、30～45 cm、40～60 cm和55～80 cm。