大斷面雙連拱隧道施工過程中不同工法的數(shù)值模擬

隧道施工過程的應力和位移的變化是施工中十分關(guān)注的問題,目前對于這一問題數(shù)值模擬分析多基于簡化的平面應變問題進行模擬,由于平面應變問題的特點決定了,采用此種方法無法反映隧道施工過程中的空間力學效應。該文結(jié)合上坡雙連拱隧道,對隧道的施工過程進行了三維數(shù)值模擬,得出一些有益的結(jié)論,這些結(jié)論可以作為理論研究和施工實踐的參考。

不同的施工方案對淺埋偏壓連拱隧道結(jié)構(gòu)、圍巖的受力特征和穩(wěn)定性有不同的影響,通過采用midasgts有限元軟件對廣東省某連拱隧道施工順序進行數(shù)值模擬研究,重點研究施工方案對隧道沉降、中隔墻應力狀態(tài)、圍巖塑性區(qū)的影響。

以張石高速jk-2合同段岔道2#雙連拱隧道工程為背景,通過現(xiàn)場埋設(shè)多源傳感器構(gòu)建的監(jiān)測信息平臺,結(jié)合回歸分析方法及高置信度關(guān)系模型等參數(shù)反饋信息,對獲取數(shù)據(jù)進行提取、融合和態(tài)勢分析,得到了淺埋偏壓連拱隧道在施工開挖過程中圍巖應力、位移、變形、塑性區(qū)和支護結(jié)構(gòu)等動態(tài)變化規(guī)律;對監(jiān)測過程出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象及產(chǎn)生原因進行深入分析與研究,客觀描述了圍巖的穩(wěn)定性狀與支護效果。同時,采用有限元軟件以實際地形等高線為參照,建立仿真三維模型對隧道施工開挖進行數(shù)值模擬,比較采用不同施工方案對隧道整體結(jié)構(gòu)及支護的影響。針對原淺埋、偏壓連拱隧道施工方案提出優(yōu)化建議,修正優(yōu)化開挖方案和支護設(shè)計,對目前同類特征隧道施工具有借鑒指導意義。

以遵義市子尹隧道為背景,采用ansys有限元分析程序?qū)υ摴こ滩捎玫氖┕すr進行了二維有限元分析。通過對3種開挖工況的分析,獲得了大跨偏壓軟弱圍巖雙連拱隧道在不同開挖工況時各階段圍巖的應力狀態(tài)、地表沉降以及隧道支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化情況。通過對比分析,并結(jié)合現(xiàn)場施工監(jiān)控量測資料,得到隧道處于偏壓狀態(tài)時,不同的開挖順序?qū)λ淼澜Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響。

應用線彈性平面應變和空間模型,考慮了施工中可能出現(xiàn)的各種不利因素,對雙連拱隧道三導洞法施工時,中隔墻的變形和穩(wěn)定性進行了詳細的數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:右洞(先開挖洞)開挖對中隔墻的影響約在開挖面前后1.5b(b為右洞開挖寬度)的范圍,左右兩洞的開挖面間距以2.5b~3.0b為宜;右洞施工時,中隔墻產(chǎn)生整體向左的偏轉(zhuǎn),墻身中部向左側(cè)鼓出,基部右趾向上抬起;同時在縱斷面方向,產(chǎn)生向左的橫向彎曲;隨著左洞施工推進,中隔墻的偏轉(zhuǎn)得到糾正,基部右趾回落,橫向彎曲逐漸恢復;在整個施工過程中,中隔墻頂部和左側(cè)的密實回填,對抑制中隔墻的變形和降低中隔墻的內(nèi)力十分有效。

通過對隧道施工方案及其支護參數(shù)的概述,結(jié)合現(xiàn)場地形特點與設(shè)計要點,說明了隧道的有限元模型選取及測算結(jié)果,并論述了雙連拱隧道的施工控制要點,以確保施工各工序的安全進行。

在扼要闡述flac-2d的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實例,以某雙連拱隧道為工程背景,借助于應用軟件flac-2d對施工過程進行了比較精確的數(shù)值分析。分析計算結(jié)果為實際施工提供了理論指導和參考。

在扼要闡述flac-2d原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實例,以某雙連拱隧道工程為背景,借助于應用軟件flac-2d進行了比較精確的數(shù)值分析。隧道的變形和相應的應力狀態(tài)隨著開挖的逐步進行呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。

針對廣東省廣惠高速公路小金口雙連拱隧道和四川省宜水高速公路鞋底坡雙連拱隧道2個工程,應用平面應變彈塑性模型,對雙連拱隧道施工過程彈塑性進行了深入的有限元數(shù)值分析和模擬,提出了在隧道不同施工工序中塑性區(qū)的分布形式,通過這些塑性區(qū)的分析,指出了在施工過程中的圍巖應力危險區(qū)域、圍巖支護及監(jiān)控量測的重點和難點,為施工提出了警示信息。

本文以廣州市軌道交通五號線右線淘金~區(qū)莊區(qū)間隧道為背景,采用有限差分軟件flac3d對大斷面淺埋隧道的cd法、左右兩次施工、全斷面施工三種施工工法進行了數(shù)值模擬,分析比較了三種施工工法在不同工序下的地表沉降量、圍巖豎向應力場以及支護豎向應力的變化.研究結(jié)果表明:在相同支護措施下,cd法產(chǎn)生的地表沉降和塑性區(qū)最小,開挖在二襯中產(chǎn)生的應力非常小,表明二襯在工程中發(fā)揮了很好的作用.

以張(家口)—石(家莊)高速公路野狐嶺1#隧道為例,對連拱隧道的施工過程進行數(shù)值分析研究,明確各開挖階段的力學行為,并結(jié)合二次襯砌表面應變量測數(shù)據(jù),評價隧道結(jié)構(gòu)受力狀況,為施工提供參考。

九華山隧道采用大斷面雙連拱,穿過兩個破碎帶,開挖寬度31.5m,高度9.18m,隧道圍巖為ⅴ~ⅳ級。在工程地質(zhì)條件復雜、開挖斷面大、工期緊的條件下,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,施工采用三導洞加橫通道施工法,大幅度縮減了工序,破除了常規(guī)進尺限制,確保了隧道的施工安全和工期,為同類工程施工提供了重要的借鑒意義。

雙連拱隧道施工方案2007-01-2519:31 一、工程概況 （一）隧道概況 南安ⅰ號隧道位于安徽省東至縣馬坑鄉(xiāng)南安村，起訖樁號為k71+760.00～k71+956.00，全 長196m，為整體式連拱隧道，曲線短隧道。單洞建筑限界凈寬10.25m,凈高5m，進出口設(shè) 計標高分別為94.878m和98.404m，隧道最大埋深50.4m。 隧道平面線型為直線接圓曲線，曲線半徑為r=2700m(左偏)，曲線處不設(shè)超高,路面橫坡為 2%。隧道線路縱坡為+1.78%，由安慶端向景德鎮(zhèn)端上坡。隧道洞內(nèi)結(jié)構(gòu)概況詳見表3-1《南 安ⅰ號隧道工程概況表》。 南安ⅰ號隧道工程概況表 表3-1 隧道形式里程樁號長度（m）圍巖級別及長度（m）明洞 ⅴiviii 整體式連 拱隧道k71+760～ k71+956196202912126

采用美國msc公司的大型通用有限元軟件marc對龍山淺埋大跨連拱隧道的施工過程進行數(shù)值計算,模擬隧道施工過程中圍巖與支護結(jié)構(gòu)的力學行為,結(jié)果表明相鄰隧道的施工進度、支護方式都將影響隧道圍巖的穩(wěn)定性和支護結(jié)構(gòu)的承載情況,得到一些有意義的結(jié)論,指導后續(xù)施工。

針對汾柳高速公路離石隧道在不同施工方法下圍巖和隧道支護結(jié)構(gòu)的受力問題,運用有限元程序ansys6.1對三導洞法和上下臺階法進行了動態(tài)數(shù)值模擬,建立了不同施工工序下圍巖的位移場和應力場,并以此對這兩種施工方法進行了對比分析,得出三導洞法較優(yōu)。對隧道的施工具有重大的指導意義。

以岳陽市平江縣s207百福隧道實際工程施工為依托,在v級圍巖淺埋條件下,采用flac3d對雙連拱隧道主要施工方法進行數(shù)值模擬,得到3種主要工法下隧道開挖后的圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的受力特征等結(jié)果,為本隧道的施工優(yōu)化了設(shè)計工法,為類似地層條件下的隧道開挖設(shè)計施工方法的選擇和分析提供一定的參考。

針對汾柳高速公路離石隧道在不同施工方法下圍巖和隧道支護結(jié)構(gòu)的受力問題,運用有限元程序ansys6.1對三導洞法和上下臺階法進行了動態(tài)數(shù)值模擬,建立了不同施工工序下圍巖的位移場和應力場,并以此對這兩種施工方法進行了對比分析,得出三導洞法較優(yōu)。對隧道的施工具有一定的指導意義。

以蘇州鳳凰山大跨度雙連拱隧道工程為例，采用有限元軟件對多工序開挖條件下雙連拱隧道圍巖應力場、位移場的變化及初期支護的受力情況進行了詳細的分析.通過分析得出，中隔墻頂部及拱腰處圍巖存在應力集中的現(xiàn)象；中隔墻中間部位應力最大.豎向位移在主洞拱頂和拱底較大.通過現(xiàn)場實測，測得拱頂沉降隨開挖工序的變化趨勢，將理論分析結(jié)果與實測結(jié)果進行對比分析，結(jié)果表明，數(shù)值模擬得出的拱頂沉降與實測結(jié)果基本是一致，由此證明，數(shù)值模擬結(jié)果能真實反應現(xiàn)場隧道圍巖的應力應變狀態(tài)隨開挖步驟的變化趨勢.

-１- 高速公路雙連拱隧道施工工法 一、前言 隨著我國高速公路建設(shè)的發(fā)展和五縱七橫高速公路骨干網(wǎng)的逐步形成，高速公路設(shè)計為滿 足線路選線和美觀的需要，設(shè)計了許多高速公路雙連拱隧道，其中一部分已竣工交付使用。我 局自1997年至今相繼施工了山西省晉城至河南省焦作高速公路省界連體隧道和湖北省襄十高 速公路秦家溝隧道。施工采用五導坑先墻后拱法，成功地解決了在軟弱圍巖中施工大跨度雙連 拱隧道的難題。我們對之進行了總結(jié)，形成本工法。 二、工法特點 1、能有效地控制圍巖變形和地表下沉。 2、采用五導坑先墻后拱法施工，開挖過程中輔以超前管棚、超前小導管、超前小鋼管和 錨桿、徑向系統(tǒng)錨桿（中空注漿錨桿、砂漿錨桿、早強藥卷錨桿）、掛網(wǎng)、鋼拱架、噴射混凝 土等支護手段，加之開挖對圍巖擾動小，故大大提高了施工的安全度。 3、本工法采用分部開挖，其中導坑可以起到超前地質(zhì)

淺析雙連拱隧道施工工藝——文章結(jié)合工程實例，重點闡述了雙連拱隧道的施工工序、工藝流程等，并結(jié)合本工程，提出了幾個特殊問題的處理措施。

一、設(shè)計概況及特點 雙連拱隧道是在通過山勢不高,縱向長度較短,橫坡較陡,下行線,公路上,下行線 在此分不開的情況下,設(shè)置雙跨連拱隧道,其單跨斷面為單心圓結(jié)構(gòu),邊墻為曲墻,中隔 墻也為曲墻,單跨凈寬10.8—11.0m,凈高7.8m—8.0m,開挖斷面為9.9m—10.0m,上 下行線通過厚3m的鋼筋砼中隔墻相連,初支采用工字鋼(正洞和鋼花拱錨桿,掛網(wǎng)錨, 噴砼與單跨隧道基本相同,二襯采用鋼筋砼結(jié)構(gòu),聯(lián)拱隧道由于通過地段的地質(zhì)條件 特殊性,決定了其設(shè)計和施工具有以下特點: 1、埋深淺長度短: 因連拱隧道通過的地段一般山勢較低,其最大埋深在50—80m左右,縱向長度在 500m以下,在長度較大,山勢較高一般不采用連拱隧道,而采用上下行線分開的單拱 隧道。 2、偏壓: 連拱隧道通過地段地勢較陡,上下行線兩側(cè)埋深不同。整條隧道

雙連拱隧道的施工工序及注意事項 一、雙連拱隧道設(shè)計、施工特點 雙連拱隧道是在通過山勢不高，縱向長度較短，橫坡較陡，公路上，下行線在此分不開 的情況下，設(shè)置雙跨連拱隧道，結(jié)構(gòu)特殊。其單跨斷面為單心圓結(jié)構(gòu)，邊墻為曲墻，中隔墻 也為曲墻，上下行線通過厚的鋼筋砼中隔墻相連，初期支護是隧道的主要承載結(jié)構(gòu)，一般采 用錨桿、噴射混凝土或配合使用鋼筋網(wǎng)、鋼拱架，掛網(wǎng)錨噴砼與單跨隧道基本相同，二襯采 用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，雙連拱隧道由于通過地段的地質(zhì)條件特殊性，決定了其設(shè)計、施工具有以下 特點： 1、埋深淺長度短： 雙連拱隧道通過的地段一般山勢較低，其最大埋深在50—80m左右，縱向長度在500m以 下，在長度較大，山勢較高一般不采用雙連拱隧道，而采用上下行線分開的單拱隧道。 2、偏壓： 雙連拱隧道通過地段地勢較陡，上下行線兩側(cè)埋深不同。整條隧道也就不同程度的存在偏壓， 特別是洞口偏壓