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超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工交界面温度场研究——以北京东六环改造工程冻结联络通道为例 被引量:1
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作者 李明 王磊 +3 位作者 崔灏 陈红蕾 孙长松 杨哲 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期352-360,共9页
为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管... 为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管片交界面温度场及交界面冻结壁厚度等进行分析。结果表明:1)冻结过程中冻结管前部的非循环段长度会显著影响交界面处的冻结效果,交界面冻结壁厚度随非循环段长度增加而减小;在北京东六环工况下,冻结管间距为1 m时,非循环段长度达到450 mm冻结壁无法在56 d内闭合。2)单排管叠加冻结能显著提高交界面的冻结壁厚度及冻结管容许最大非循环段长度,而等管距的环形单圈冻结同直线单排管冻结无明显差距。3)冻结交界面为弧形时,交界面冻结壁厚度较管片为平面时有显著增加;非循环段长度为300 mm时,上壁厚度比平面管片增加了15%,下壁和侧壁则增加了35%,可以认为管片弧度对交界面冻结有利。4)冻结壁与隧道管片交界面是冻结壁的薄弱位置,在冻结施工中应尽量减小非循环段长度,并重点关注交界面处的温度变化,积极冻结及开挖过程中应对交界面位置做好保温,防止施工过程中交界面位置化冻引起地下水击穿冻结壁,造成涌水涌砂事故。 展开更多
关键词 冻结法 超大直径盾构隧道 界面温度场 联络通道 数值模拟
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基于围岩卸荷弱化效应的特大断面隧道超前支护研究
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作者 郑科 杨文波 +3 位作者 曾文浩 方勇 姚超凡 浣宇翔 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1710-1722,共13页
为了揭示卸荷过程中岩体力学参数的弱化特性,研究在卸荷弱化效应下不同管棚参数对特大断面隧道超前支护的影响效果。依托重庆火凤山隧道,通过三轴加、卸荷试验得出岩石变形模量和抗剪强度卸荷弱化规律,采用FLAC^(3D)有限元软件建立了考... 为了揭示卸荷过程中岩体力学参数的弱化特性,研究在卸荷弱化效应下不同管棚参数对特大断面隧道超前支护的影响效果。依托重庆火凤山隧道,通过三轴加、卸荷试验得出岩石变形模量和抗剪强度卸荷弱化规律,采用FLAC^(3D)有限元软件建立了考虑围岩卸荷弱化效应的岩体力学参数动态计算模型并验证了计算模型的准确性,在此基础上通过模型试验和数值模拟,就不同管棚布设范围、间距和注浆厚度对特大断面隧道围岩变形及支护结构内力的影响开展系列研究。研究结果表明:1)岩石试样的变形模量和抗剪强度随卸荷量增大而发生不同程度的衰减,试样破坏后残余变形模量仅为峰值的8%,残余黏聚力仅为峰值的23%~32%。2)相比于摩尔库伦模型,动态弱化模型能够更准确地描述岩石破坏特性和围岩卸荷损伤发展过程。3)超前管棚支护能够显著降低围岩变形,改善支护结构内力,使拱顶沉降降低38%,围岩压力降低20%,拱顶和拱肩初支弯矩降低60%~80%。4)围岩变形和结构内力对不同管棚支护参数敏感性不同,管棚布设范围对隧道拱顶沉降影响较小,管棚间距大于40 cm,注浆厚度小于70 cm时,拱顶沉降明显增大;管棚支护能够显著降低支护结构弯矩但对轴力改善效果不明显。研究结果可为隧道围岩在开挖卸荷过程中的参数弱化及特大断面隧道超前支护提供参考。 展开更多
关键词 特大断面隧道 卸荷试验 围岩参数弱化 超前支护 模型试验
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超大断面软岩隧道开挖变形特征及工法优化
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作者 程坤 徐强 +2 位作者 陈海 刘新荣 王培可 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期9118-9129,共12页
超大断面隧道穿越软岩地层时易产生较大变形,开挖方法的合理选择对于施工安全具有重要的意义。为探究双侧壁九步开挖法对超大断面隧道施工的适用性,依托重庆市500 m2超大断面软岩隧道在建工程,通过开展室内试验揭示砂质泥岩的力学特性,... 超大断面隧道穿越软岩地层时易产生较大变形,开挖方法的合理选择对于施工安全具有重要的意义。为探究双侧壁九步开挖法对超大断面隧道施工的适用性,依托重庆市500 m2超大断面软岩隧道在建工程,通过开展室内试验揭示砂质泥岩的力学特性,采用数值模拟与现场监测相结合的方法对比分析了地表与超大断面隧道结构的变形特征,并对开挖步序、临时支护措施、开挖台阶长度进行了工法优化分析。结果表明:不同围压、不同卸荷速率下砂质泥岩岩样应力应变曲线相似,岩样三轴抗压强度及变形特征均发生显著变化。随着上台阶核心岩体的开挖,超大断面隧道洞周位移发生突变,当临时支护措施拆除后,进一步加剧了超大断面隧道变形量。不同开挖步序造成围岩先后扰动,致使围岩卸荷速率不同,影响地表与隧道结构的变形。临时横撑有效限制了拱腰收敛,其全部布设工况减小拱腰收敛量约10.0 mm。此外,开挖台阶长度越短,地表及超大断面隧道变形越小。 展开更多
关键词 隧道 软岩 超大断面 试验 变形 工法优化
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复杂富水地层超大直径盾构隧道机械法联络通道施工关键技术与应用实践
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作者 黄书华 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第S1期280-289,共10页
为攻克复杂富水地层超大直径盾构区间联络通道建设难题,以海珠湾隧道区间5号联络通道工程为依托开展研究,创新性提出一套超大直径盾构隧道机械法联络通道的综合施工工艺,包括研发同步施工内支撑辅助系统,通过独特设计的上下传力支撑构... 为攻克复杂富水地层超大直径盾构区间联络通道建设难题,以海珠湾隧道区间5号联络通道工程为依托开展研究,创新性提出一套超大直径盾构隧道机械法联络通道的综合施工工艺,包括研发同步施工内支撑辅助系统,通过独特设计的上下传力支撑构件连接主线隧道管片,为通道掘进提供稳定反力并预留运输空间确保同步施工;利用地层注浆微加固技术依据地层特性精心设计注浆点位及浆液,增强土体强度;采用由玻璃纤维与钢筋混凝土组合形成的特殊衬砌管片结构并在关键部位设置内覆钢板缓解应力集中;优化密封套筒始发接收工艺保障施工安全。经工程实践与监测分析可知:该工艺可实现主线隧道与联络通道高效同步施工,大幅提升效率;施工中5号联络通道周边环境及主线管片沉降变形均未超限,顶管机掘进时始发端洞门区域管片受扰明显,最大沉降为-5.6 mm,接收端破洞时管片最大沉降为-8.6 mm,整体变形控制良好。 展开更多
关键词 超大直径盾构隧道 机械法联络通道 施工工艺 施工监测
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基于数值仿真的超大断面扁平结构隧道洞口偏压优化分析
5
作者 孟陈祥 林厚权 +2 位作者 李响 陈国政 刘建坤 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第1期159-172,共14页
针对超大断面扁平结构矿山法公路隧道洞口段偏压问题展开研究,利用数值仿真技术对所提出的反压回填加固方案进行分析,且在数值模型中考虑了双线隧道不同开挖顺序对偏压问题的影响。数值仿真结果表明:反压回填能够有效解决浅埋偏压隧道... 针对超大断面扁平结构矿山法公路隧道洞口段偏压问题展开研究,利用数值仿真技术对所提出的反压回填加固方案进行分析,且在数值模型中考虑了双线隧道不同开挖顺序对偏压问题的影响。数值仿真结果表明:反压回填能够有效解决浅埋偏压隧道的拱顶塌落、不均匀沉降、水平变形大和不对称应力分布等问题,验证了反压回填方案的可行性。综合评价结果表明:反压回填后先开挖深埋侧隧道对围岩变形的影响更小。在此基础上,结合现场施工方案深入分析了超大断面扁平结构隧道的围岩应力分布特征,现场施工监测数据与数值模拟结果具有较高的匹配度,验证了数值模型的准确性,以及所提出优化施工方案的可行性。该研究结果可为超大断面扁平结构隧道洞口偏压段的设计和施工提供理论支撑和参考。 展开更多
关键词 超大断面 扁平结构 双线隧道 洞口偏压 软弱围岩 数值模拟
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高速公路隧道穿越超大型溶洞快速施工技术
6
作者 侯江 余润桐 《绿色科技》 2025年第12期226-234,共9页
在高速公路建设向复杂地质区域推进的背景下,为解决隧道穿越超大型溶洞的工程难题,实现快速施工,综合运用超前地质预报手段与三维激光扫描技术,精确探测溶洞位置与规模并建立三维仿真模型;针对具体溶洞特征制定专项施工方案,经专家论证... 在高速公路建设向复杂地质区域推进的背景下,为解决隧道穿越超大型溶洞的工程难题,实现快速施工,综合运用超前地质预报手段与三维激光扫描技术,精确探测溶洞位置与规模并建立三维仿真模型;针对具体溶洞特征制定专项施工方案,经专家论证确定缓冲层+护拱+SF5c复合式衬砌结合溶洞填筑等方案;在施工过程中优化护拱浇筑施工工艺与回填作业。以木老1号隧道右线为例,成功解决了穿越长52 m、宽58 m、高45 m超大型溶洞的难题,与原方案对比,工期提前2个月完成施工任务。提出的一系列创新关键技术,为同类工程提供了宝贵实践经验与技术参考,有力推动了高速公路在复杂岩溶地质区域的建设进程。 展开更多
关键词 高速公路隧道 超大型溶洞 三维激光扫描 处治方案 复合模架
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Φ15.80米“春风号”超大直径盾构机近接既有地铁施工的影响分析与实践 被引量:1
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作者 吴金刚 刘子健 +1 位作者 王霞 刘翔宇 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期88-94,共7页
盾构隧道与既有地铁近接施工过程中,隧道施工引起的地层扰动势必对既有地铁产生一定影响,严重时将影响地铁安全运营。本文以深圳超大直径春风隧道近距离穿越地铁9号线区间及人行出入口通道为工程背景,采用了FLAC3D、GTS NX软件进行数值... 盾构隧道与既有地铁近接施工过程中,隧道施工引起的地层扰动势必对既有地铁产生一定影响,严重时将影响地铁安全运营。本文以深圳超大直径春风隧道近距离穿越地铁9号线区间及人行出入口通道为工程背景,采用了FLAC3D、GTS NX软件进行数值模拟,并结合盾构掘进过程中施工监测手段,综合研究分析了盾构掘进对既有地铁的影响程度,提出了加固措施。结果表明:1)春风隧道施工所引起的地表沉降及既有地铁9号线区间结构变形均在控制标准范围内;2)人行通道袖阀管预加固对地表沉降、结构位移控制效果良好,通过掘进过程中采用合理施工措施,穿越该节点风险整体可控;3)该研究为超大直径盾构下穿既有运营地铁结构提供了理论支撑和工程实践,为类似工程提供一定的参考。 展开更多
关键词 超大直径盾构 近距离穿越 既有地铁 影响分析 数值模拟 施工监测
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超大直径盾构下穿高铁路基的沉降数值分析 被引量:8
8
作者 娄洪峻 苏栋 +2 位作者 林星涛 王雪涛 宋明 《深圳大学学报(理工版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期377-386,共10页
为探究超大直径盾构隧道下穿城际铁路路基沉降规律,以中国武汉两湖隧道工程为例,基于Plaxis有限元软件,建立了铁路路基-土体-隧道的三维精细化数值模型,探讨盾构掘进过程中地层损失率、开挖面支护压力、盾尾注浆压力对隧道上方城际铁路... 为探究超大直径盾构隧道下穿城际铁路路基沉降规律,以中国武汉两湖隧道工程为例,基于Plaxis有限元软件,建立了铁路路基-土体-隧道的三维精细化数值模型,探讨盾构掘进过程中地层损失率、开挖面支护压力、盾尾注浆压力对隧道上方城际铁路路基沉降的影响.结果显示,盾构下穿复合地层的过程中,高铁路基道砟层表面在盾构掘进方向上会发生不同程度的沉降;当盾构掘进引起的地层损失率从1.0%增加到1.6%时,铁路路基的最大沉降从18.86 mm增加到22.71 mm,增大了20.4%;当开挖面支护力处于隧道拱顶侧向静止土压力的0.7~1.4倍时,不同工况下盾构掘进引起的铁路路基变形差异较小(小于0.67 mm);注浆压力对铁路路基的沉降影响明显,随着注浆压力增大,铁路路基的沉降明显减小.当隧道拱顶注浆压力增大到拱顶侧向静止土压力的3倍(648 kPa)或以上时,沿铁路路基的最大差异沉降未超过规范要求(≤5 mm/10 m).研究结果可为超大直径盾构下穿高铁路基时掘进参数的设置提供参考. 展开更多
关键词 隧道工程 超大直径盾构 盾构施工 下穿铁路 沉降控制 地表沉降 数值模拟
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穿湖隧道超大尺度混凝土施工期的温度效应 被引量:3
9
作者 姚潇南 张孟喜 刘冰 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期308-317,共10页
穿湖隧道对混凝土的防渗要求很高,而混凝土的温度效应与其开裂息息相关.采用高性能双光栅温度-应变式传感器对隧道浇筑过程中混凝土的温度以及应变进行监测,分析了其变化规律.对混凝土浇筑完成后的现场情况进行了调研,发现侧墙存在裂缝... 穿湖隧道对混凝土的防渗要求很高,而混凝土的温度效应与其开裂息息相关.采用高性能双光栅温度-应变式传感器对隧道浇筑过程中混凝土的温度以及应变进行监测,分析了其变化规律.对混凝土浇筑完成后的现场情况进行了调研,发现侧墙存在裂缝且引起了渗漏.依据现场施工情况,运用有限元法对浇筑的隧道进行模拟,将数值模拟结果与现场监测数据进行对比,验证了数值模拟结果的准确性,并对影响混凝土内外温差的因素进行了参数分析.研究结果表明:混凝土入模温度越高,其内外温差就越大;入模温度升高10℃,内外温差增加1.46℃;在夏季施工时,应注意对混凝土原料进行降温处理,保证混凝土入模温度小于30℃;环境温度下降越多,混凝土内外温差就越大;环境温度下降20℃,内外温差增加6.38℃;当环境温度降低时,应注意采取保温措施;当养护过程中需要进行保温时,建议采用木模板进行养护,但拆模时间不宜早于6 d,否则会导致混凝土表面温度迅速下降,内外温差急剧增大. 展开更多
关键词 穿湖隧道 超大尺度混凝土 温度效应 入模温度 环境温度 模板
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浅埋超大跨四线隧道Ⅴ级围岩开挖关键参数研究 被引量:3
10
作者 刘夏冰 王雨 +2 位作者 王文谦 贺少辉 麻建飞 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第7期132-140,共9页
为适应城市地形及高铁选线需求,部分线路需以四线超大跨度隧道的形式面临浅埋、Ⅴ级围岩等客观条件,目前缺乏对此类隧道的规范指导,应重点关注其开挖安全。以杭台高铁下北山隧道为工程依托,采用现场测试方法研究其围岩变形、初期支护受... 为适应城市地形及高铁选线需求,部分线路需以四线超大跨度隧道的形式面临浅埋、Ⅴ级围岩等客观条件,目前缺乏对此类隧道的规范指导,应重点关注其开挖安全。以杭台高铁下北山隧道为工程依托,采用现场测试方法研究其围岩变形、初期支护受力特征,通过三维数值模拟方法对多组工法进行开挖模拟,总结得出浅埋四线高铁隧道Ⅴ级围岩的开挖关键参数。结果表明,采用双侧壁导坑法的拱顶沉降主要发生在各导洞上台阶开挖阶段,中部岩柱开挖对拱顶沉降的贡献为62.2%;依托工程喷射混凝土结构和型钢拱架的安全性均满足施工要求,当前初期支护的安全富余较多;双侧壁导坑法对围岩变形控制效果较好,但三台阶法的围岩应力分布均匀,初期支护的安全系数也满足要求;考虑到原设计双侧壁导坑法存在较多临时支护,为提升施工效率,宜在保障围岩稳定的前提下减少开挖分部数量,探索将双侧壁导坑法优化为少临时支护的三台阶法。 展开更多
关键词 浅埋隧道 超大跨度隧道 Ⅴ级围岩 开挖关键参数 分部开挖 现场测试 数值模拟
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超大埋深软岩隧道超前中导洞合理断面尺寸及应力峰值转移机制 被引量:3
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作者 张宝瑾 谭忠盛 +2 位作者 卫鹏 赵金鹏 林克 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7334-7341,共8页
在超大埋深软岩隧道中,通常地应力较高,且围岩软弱破碎,在施工过程中不可避免地会出现大变形现象,造成支护结构失效破坏。采用超前中导洞应力释放技术提前释放地应力,可以改善支护结构的受力状态,减小隧道变形量,保证支护结构的安全。... 在超大埋深软岩隧道中,通常地应力较高,且围岩软弱破碎,在施工过程中不可避免地会出现大变形现象,造成支护结构失效破坏。采用超前中导洞应力释放技术提前释放地应力,可以改善支护结构的受力状态,减小隧道变形量,保证支护结构的安全。依托丽香线哈巴雪山大变形隧道,采用文献调研、数值模拟及现场监测等手段对超大埋深软岩隧道超前中导洞合理断面大小进行研究,分析了中导洞不同断面大小工况下应力释放效果,最终确定中导洞合理断面大小。研究结果表明,超前中导洞断面为正洞断面面积的0.6倍时,应力释放效果较为理想,相比直接开挖正洞,采用合理超前中导洞断面时,正洞拱顶沉降及上、下台阶水平收敛值分别减小28.2%、27.64%和26.71%,且围岩中切向应力峰值向围岩深部转移了约4 m,同时,应力峰值数值有所减小,减小约5.04%。研究成果可为类似大变形隧道工程提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 超大埋深 大变形隧道 应力释放技术 中导洞 断面大小
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凤凰山特大断面黄土隧道五步单侧壁导坑法研究 被引量:1
12
作者 乔明磊 李盛 +3 位作者 张建功 王起才 薛彦瑾 陈智刚 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第5期1096-1105,共10页
为解决特大断面黄土隧道采用双侧壁导坑法施工进度慢、成本高的问题,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程凤凰山隧道为背景,提出五步单侧壁导坑法。通过数值模拟对比分析双侧壁导坑法、五步单侧壁导坑法、传统单侧壁导坑法和... 为解决特大断面黄土隧道采用双侧壁导坑法施工进度慢、成本高的问题,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程凤凰山隧道为背景,提出五步单侧壁导坑法。通过数值模拟对比分析双侧壁导坑法、五步单侧壁导坑法、传统单侧壁导坑法和台阶法在施工过程中的围岩变形及钢拱架应力,并结合现场试验段监测数据验证特大断面凤凰山隧道采用五步单侧壁导坑法施工的可行性。结果表明:1)五步单侧壁导坑法拱顶沉降和水平收敛比传统单侧壁导坑法分别减小3.59 cm和1.31 cm,比双侧壁导坑法分别增大1.4 cm和0.59 cm;钢拱架应力除拱肩外均小于双侧壁导坑法,最大处减少了70 MPa,钢拱架应力最大值与钢材屈服强度的比值比双侧壁导坑法增大0.04,比单侧壁导坑法减小0.08。2)传统单侧壁导坑法的安全性小于五步单侧壁导坑法,改进后的五步单侧壁导坑法相比双侧壁导坑法能在控制围岩变形的同时加快施工进度,降低施工成本。3)五步单侧壁导坑法中隔壁的最优位置应结合具体工程情况进行单独优化计算,针对本工程而言,其最优位置为45%洞宽。 展开更多
关键词 特大断面黄土隧道 五步单侧壁导坑法 数值模拟 现场试验
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浅埋超大跨隧道出口偏压段双层初期支护承载特征研究 被引量:1
13
作者 刘夏冰 贺少辉 +3 位作者 麻建飞 于娅娜 郭佳城 张军 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期515-525,共11页
为研究双层初期支护在开挖跨度达26.3 m、拱顶覆土约10.6 m的下北山2号浅埋超大跨4线隧道出口偏压段的工程应用效果,采用数值模拟方法比较单层初期支护和双层初期支护方案的承载特征差异,采用现场实测方法研究出口偏压段双层初期支护的... 为研究双层初期支护在开挖跨度达26.3 m、拱顶覆土约10.6 m的下北山2号浅埋超大跨4线隧道出口偏压段的工程应用效果,采用数值模拟方法比较单层初期支护和双层初期支护方案的承载特征差异,采用现场实测方法研究出口偏压段双层初期支护的受力特征。研究结果表明:1)浅埋超大跨隧道在偏压侧的右拱脚~右拱肩范围内支护结构受力偏大,存在局部应力集中,采用双层初期支护技术时的结构承载安全性和对围岩拱顶沉降的控制效果均优于单层初期支护技术;2)出口偏压段的实测水平收敛最大值为18.5 mm,荷载偏压侧的围岩沉降值达49.5 mm,二次支护施作后在拆撑施工阶段能有效稳定围岩变形;3)由双层初期支护受力的实测结果可知,传递到二次支护上的接触压力与对应位置围岩/一次支护接触压力之比为16%~33%,荷载偏压侧的右拱脚及右拱肩位置的二次支护轴力约为一次支护轴力的15%,通过二次支护的施作补强了一次支护对偏压侧的承载作用,采用双层初期支护技术提高了浅埋超大跨隧道出口偏压段支护结构的安全储备。 展开更多
关键词 浅埋超大跨隧道 出口偏压段 双层初期支护 承载特征 数值模拟 现场实测
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考虑土拱效应的超大断面隧道上覆土影响因素分析 被引量:4
14
作者 彭博 喻义天 +4 位作者 徐松 徐长节 郑凤曲 丁海滨 黄杰 《铁道建筑》 北大核心 2024年第6期119-122,共4页
超大断面隧道上覆荷载是隧道支护结构设计的关键参数。依托某超大断面隧道工程,建立数值模型分析不同覆土厚度与洞径之比下土层黏聚力、内摩擦角和剪胀角对隧道上覆土竖向应力的影响。结果表明:随着覆土厚度与洞径之比增加,土拱效应逐... 超大断面隧道上覆荷载是隧道支护结构设计的关键参数。依托某超大断面隧道工程,建立数值模型分析不同覆土厚度与洞径之比下土层黏聚力、内摩擦角和剪胀角对隧道上覆土竖向应力的影响。结果表明:随着覆土厚度与洞径之比增加,土拱效应逐渐显现;各地层参数对隧道上覆土竖向应力的影响程度由大到小依次为内摩擦角、黏聚力、剪胀角。 展开更多
关键词 超大断面隧道 土拱效应 数值模拟 松动土压力 内摩擦角
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超大直径泥水平衡盾构推拼同步技术工程实践 被引量:1
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作者 朱叶艇 朱雁飞 +3 位作者 秦元 赵剑 王志华 龚卫 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第11期2271-2282,I0043-I0054,共24页
为有效解决传统推进与拼装步进式施工工艺应用于长距离盾构区间造成的施工周期过长问题,提出一种基于推力矢量主动控制技术的盾构推拼同步工法,给出在已有缺失推力自补偿计算方法基础上的优化方案,将该技术搭载于14 m级超大直径泥水平... 为有效解决传统推进与拼装步进式施工工艺应用于长距离盾构区间造成的施工周期过长问题,提出一种基于推力矢量主动控制技术的盾构推拼同步工法,给出在已有缺失推力自补偿计算方法基础上的优化方案,将该技术搭载于14 m级超大直径泥水平衡盾构,并成功应用于上海市域铁路机场联络线工程。对第1022环的推拼同步系统响应数据进行分析,得出以下结论:1)推进油缸压力执行精度为±5%,存在短时响应延迟的现象;2)总推力在油缸回缩和顶回瞬间分别出现骤降后快速回升和骤升后快速回落的情况,整体控制在设定目标值的±3%;3)盾构推进速度受总推力影响显著,与总推力协同变化;4)盾构受外周土体包裹,总推力矢量的微小变动对盾构姿态不产生明显影响。对单月推拼同步施工351环数据进行分析后发现,采用盾构推拼同步技术相较于传统作业方式施工工效可提升约27%。 展开更多
关键词 超大直径泥水平衡盾构 推拼同步 盾构姿态 施工效率
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不同填土高度下超大直径钢波纹管拱涵的力学性能分析 被引量:1
16
作者 姜同辉 周锐 +1 位作者 荣向波 宋宇飞 《深圳大学学报(理工版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期739-747,共9页
施工阶段的填土高度对超大直径钢波纹管拱涵的力学性能影响较大.为保障超大直径钢波纹管拱涵的施工安全,建立12个超大直径钢波纹管拱涵的整体结构有限元模型,分别计算其自重与土压力、自重与车辆荷载共同作用下整体结构的变形与所受应力... 施工阶段的填土高度对超大直径钢波纹管拱涵的力学性能影响较大.为保障超大直径钢波纹管拱涵的施工安全,建立12个超大直径钢波纹管拱涵的整体结构有限元模型,分别计算其自重与土压力、自重与车辆荷载共同作用下整体结构的变形与所受应力.建立直径8.79 m第1号波纹管和直径11.00 m第6号波纹管的精细化有限元模型,分析这两种直径拱涵在不同施工阶段填土高度下的受力和变形特征.结果表明,随着填土高度增加到7 m,第1号波纹管的竖向位移与应力不断增加,第6号波纹管的位移与应力先减后增,管顶与管底的水平位移很小,但竖向位移很大;在自重与土应力作用下,土体和波纹管的最大竖向位移分别为67.16 mm和39.28 mm,波纹管的最大拉力与压力分别为13.95 MPa和2.95 MPa;在自重与车辆作用下,波纹管的最大竖向位移为10.37 mm,最大拉力与压力分别为26.65 MPa和0.47 MPa.以上结果均满足拱涵结构的变形与受力要求,对于不同填土高度下较大的结构竖向变形,建议提高底层土体的压实度.研究成果对超大直径钢波纹管涵的推广应用具有重要意义. 展开更多
关键词 桥梁与隧道工程 超大直径波纹管拱涵 整体与局部结构模型 施工阶段 变形与受力
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深汕西改扩建工程超大跨公路隧道设计与实践 被引量:3
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作者 梁淦波 杨宝锋 祝鑫 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期301-310,共10页
为解决超大跨公路隧道在设计施工过程中普遍存在的工法选择、支护参数确定等技术难题,基于广东省深汕西高速改扩建项目双洞8车道超大跨公路隧道建设实例,通过调研、工程类比、模拟计算等方法,进行超大跨公路隧道在施工工法、支护参数、... 为解决超大跨公路隧道在设计施工过程中普遍存在的工法选择、支护参数确定等技术难题,基于广东省深汕西高速改扩建项目双洞8车道超大跨公路隧道建设实例,通过调研、工程类比、模拟计算等方法,进行超大跨公路隧道在施工工法、支护参数、“一洞九线”大型机械化工装配置以及相关优化设计等方面的研究,并通过监控量测对设计方案进行验证。结果表明:1)现行规范中2、3车道隧道的设计方法仍基本适用于4车道隧道。2)CD法适用于深埋强风化层,且拱顶强风化层厚度不小于1倍洞身开挖宽度;三台阶法适用于深埋中风化层,且拱顶中风化层厚度不小于1倍洞身开挖宽度。3)采用?51超前中管棚、掌子面玻璃纤维锚、涨壳式预应力锚杆以及C30早高强喷射混凝土后,在Ⅳ级围岩中进行机械化施工具有较高的可行性。4)在前述超前预加固以及支护优化的前提下,当仰拱与掌子面的距离优化至106 m(CD法)、118 m(三台阶法),二次衬砌与掌子面的距离优化至160 m(CD法)、190 m(三台阶法),机械化施工可达到安全、高效的预期。 展开更多
关键词 超大跨公路隧道 施工工法 支护参数 机械化施工
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超大断面扁平结构隧道施工参数优化研究 被引量:2
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作者 刘宽 莫冠旺 +3 位作者 李响 沈平欢 万波 刘建坤 《黄金科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第2期330-344,共15页
基于某超大断面扁平结构隧道的上下台阶法施工段,采用数值模拟方法研究在该工程地质条件下台阶长度和锚杆纵距2种施工参数改变带来的影响。利用数值模型对不同台阶长度(分别为30,40,50,60 m)和不同锚杆纵距(分别为1.0,1.5,2.0 m)情况进... 基于某超大断面扁平结构隧道的上下台阶法施工段,采用数值模拟方法研究在该工程地质条件下台阶长度和锚杆纵距2种施工参数改变带来的影响。利用数值模型对不同台阶长度(分别为30,40,50,60 m)和不同锚杆纵距(分别为1.0,1.5,2.0 m)情况进行研究,对隧洞周边岩体中塑性区、围岩应力和围岩变形情况的分布规律进行分析,结合数值结果和现场监测数据验证了施工现场采用台阶长度为50 m和锚杆纵距为1 m的施工参数较合理。该研究成果可为超大断面扁平结构隧道的开挖和支护施工参数的合理选取提供参考。 展开更多
关键词 超大断面隧道 公路隧道 数值模拟 台阶法 台阶长度 锚杆纵距
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超大直径盾构下穿施工引起既有地铁隧道变形分析及控制要点 被引量:1
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作者 周群 邵华 李家平 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第S01期79-83,共5页
[目的]随着城市地下空间利用率不断提高,新建隧道穿越施工对既有隧道的扰动不可避免。上海市北横通道超大直径盾构近距离下穿上海轨道交通11号线工程项目情况较为复杂,需针对性分析对既有隧道变形的影响。[方法]基于上海轨道交通11号线... [目的]随着城市地下空间利用率不断提高,新建隧道穿越施工对既有隧道的扰动不可避免。上海市北横通道超大直径盾构近距离下穿上海轨道交通11号线工程项目情况较为复杂,需针对性分析对既有隧道变形的影响。[方法]基于上海轨道交通11号线上下行线隧道的实时监测数据,分析了北横通道超大直径盾构下穿隧道影响区域时,11号线上下行线隧道垂直位移情况;提出了下穿施工期间控制既有地铁隧道变形的技术要点。[结果及结论]盾构下穿施工对既有地铁隧道垂直位移影响主要发生在正投影区域,且垂直位移曲线呈现“火山口状”;在正常下穿施工阶段上方既有地铁隧道表现为上抬,而在管片拼装阶段则表现为下沉。应基于“少扰动、小扰动”的原则采取控制既有地铁隧道变形的技术措施。 展开更多
关键词 地铁隧道 超大直径盾构 近距离下穿 变形影响
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水下隧道复合地层超大直径泥水盾构刀盘刀具设计及应用实例 被引量:1
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作者 王凯 曾垂刚 +3 位作者 陈馈 陈瑞祥 周建军 秦银平 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第11期141-148,共8页
刀盘作为盾构关键系统之一,其对复合地层施工的超大直径盾构安全和效率影响很大。针对复合地层刀盘设计的问题,首先,对比常压刀盘和常规刀盘结构差异与适用的条件,总结刀盘刀具设计的一般性流程;其次,以某水下隧道盾构刀盘设计为例,进... 刀盘作为盾构关键系统之一,其对复合地层施工的超大直径盾构安全和效率影响很大。针对复合地层刀盘设计的问题,首先,对比常压刀盘和常规刀盘结构差异与适用的条件,总结刀盘刀具设计的一般性流程;其次,以某水下隧道盾构刀盘设计为例,进行刀盘选型与刀具布置、结构校核计算,并提出优化提升措施;最后,完成基岩突起地层盾构刀盘刀具配置并在工程中应用。研究与应用结果表明:(1)基岩段无辅助工法直接掘进通过时刀盘工作状态较好,说明实验与仿真结合的刀盘设计流程比较合理,刀盘选型及刀盘刀具设计方案可行;(2)刀盘结构在保证强度、刚度、振动性能指标的基础上,结合不良地质因素需重视磨损、泥饼等潜在问题,在刀盘设计阶段提出解决措施很有必要;(3)常压换刀装置配置磨损监测、温度传感器等单元,必要位置可增设载荷监测装置,提高刀具状态判识水平,有助于合理施工。 展开更多
关键词 水下隧道 复合地层 超大直径泥水盾构 刀盘 刀具 设计
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