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浅埋偏压小净距三洞并行隧道合理开挖顺序、工法与明洞施工研究

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公路 2023年第3期68卷 389-399页

作者：董增春毛文涛潘文韬晏启祥吴枋胤寇昊谢金池浙江数智交院科技股份有限公司杭州市310000 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都市610031

为研究浅埋偏压小净距三洞并行隧道的合理开挖顺序、施工工法及明洞施工影响,基于甬舟公铁路中公路涨茨隧道与铁路洋山隧道并行段,建立三维偏压山体与三洞并行模型,对不同开挖顺序与工法下围岩、支护结构受力变形展开比选研究,并对明洞... 详细信息

为研究浅埋偏压小净距三洞并行隧道的合理开挖顺序、施工工法及明洞施工影响,基于甬舟公铁路中公路涨茨隧道与铁路洋山隧道并行段,建立三维偏压山体与三洞并行模型,对不同开挖顺序与工法下围岩、支护结构受力变形展开比选研究,并对明洞施工的作用效果及合适施作时机展开研究。(1)铁路隧道与公路左线拱底隆起区、与公路右线拱顶沉降区产生贯通,且公路隧道塑性区集中于近铁路隧道中下侧;隧道开挖导致自身洞周变形加速,相邻隧道拱顶、地表隆起,近侧拱腰扩张、对侧拱腰收敛。(2)公路左线拱顶、地表在相邻隧道施工时会出现隆起,且先开挖左线隆起时间最短,先开挖左线的工法中顺序3(公路左线-公路右线-铁路隧道)在围岩支护体系受力变形最优。(3)考虑施工速度及减小偏压隧道工法导致围岩扰动,提出三洞采用CD-二台阶-反向CD的新工法。该工法能进一步减小结构受力变形,并对铁路隧道拱腰收敛改善效果显著。(4)左线明洞施工回填土处未发生塑性破坏,且可以改善支护结构受力数值及不均匀(初支在左拱腰、二衬在右拱脚受力较大)的情况;左线明洞-左线暗洞-右线为最佳明洞施作时机,减小了支护体系的受力变形以及铁路隧道与右线的拱底隆起,并对右线左拱肩、明洞护坡、右线左拱脚以及右线侧上方土体塑性区有一定改善。

关键词：偏压隧道小净距三洞并行开挖顺序施工工法明洞施工数值分析

不同埋深盾构双隧道及开挖顺序对临近管线的影响研究

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岩土力学 2017年第9期38卷 2487-2495页

作者：马少坤邵羽刘莹冯野韦朝华广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全重点实验室广西南宁530004 广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006

以不同埋深双隧道、不同开挖顺序对临近地埋管线的影响为研究目的,在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,并采用考虑土体非线性小应变特性的HP(Hypoplasticity亚塑性)模型和基于地层损失比的位移控制法进行... 详细信息

以不同埋深双隧道、不同开挖顺序对临近地埋管线的影响为研究目的,在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应,并采用考虑土体非线性小应变特性的HP(Hypoplasticity亚塑性)模型和基于地层损失比的位移控制法进行有限元模拟分析。研究结果表明,不同埋深双隧道、不同开挖顺序对地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变的影响较大。双隧道开挖完成后管线下凸区(管线底部受拉区)分布范围为-2.5D_T^1.5D_T(DT为隧道外径),且管线下凸区最大弯曲应变约为管线上凸区(管线底部受压区)最大弯曲应变的2倍。不应简单采用叠加原理对不同埋深先后开挖双隧道所致地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变进行预测,应合理考虑后继隧道开挖所致土体的累积剪切应变及管-土相对刚度对预测结果的影响。

关键词：三维离心模型试验三维数值模拟双隧道开挖顺序隧道-管-土相互作用

软硬不均地层及不同开挖顺序下双顶管隧道施工对管片及地层的影响

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城市轨道交通研究 2023年第11期26卷 138-142页

作者：刘明友韦宏业么晓辉马少坤尉强刘草平邵羽中铁上海工程局集团第五工程有限公司南宁530100 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西交通设计集团有限公司南宁530029

目的:双顶管隧道穿越软硬不均地层时往往会导致周围地层变形、管片受损等一系列问题。为防止这些问题发生,应深入开展双顶管施工时地层的软硬程度、不同施工顺序对周围地层及管片的影响。方法:以南宁市平花河排水干渠顶管工程为背景,采... 详细信息

目的:双顶管隧道穿越软硬不均地层时往往会导致周围地层变形、管片受损等一系列问题。为防止这些问题发生,应深入开展双顶管施工时地层的软硬程度、不同施工顺序对周围地层及管片的影响。方法:以南宁市平花河排水干渠顶管工程为背景,采用数值模拟方法,建立了三维有限元隧道开挖模型,分别研究了左右线同步开挖、先左线后右线两种开挖顺序下隧道横截面中黏土面积占比r 1不同取值的5种工况,并对双顶管穿越不同软硬组合地层对周围土体变形及管片应力进行了分析。结果及结论:双顶管隧道穿越不同软硬组合地层所致地面沉降差异显著,地面沉降随r 1的增大而增大,同步开挖工况下全断面黏土层的地面沉降最大值约为全断面石灰岩的2.2倍;双隧道先后开挖所致地面沉降值约为左右线同步开挖时的1.1倍;当隧道顶管机在监测断面往前开挖2倍隧道直径距离后,监测断面的地表沉降基本上不再发生变化;管片最大Mises应力随r 1的增大而增大。

关键词：双顶管施工开挖顺序隧道横截面中黏土面积占比地面沉降管片Mises应力

开挖顺序及内支撑早期刚度对软土基坑稳定性影响规律

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建筑科学与工程学报 2024年第2期41卷 181-190页

作者：管大刚胡志明郑鹏鹏袁山陈保国张艳林中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081 中国地质大学工程学院湖北武汉430074

深基坑开挖变形控制是软土基坑工程的难题,工程中常采用密集的混凝土内支撑来提高支撑刚度,然而实际工程中未能合理考虑软土深基坑的开挖顺序和混凝土内支撑早期刚度影响,往往导致基坑实际变形远大于设计值。结合珠三角水资源配置工程... 详细信息

深基坑开挖变形控制是软土基坑工程的难题,工程中常采用密集的混凝土内支撑来提高支撑刚度,然而实际工程中未能合理考虑软土深基坑的开挖顺序和混凝土内支撑早期刚度影响,往往导致基坑实际变形远大于设计值。结合珠三角水资源配置工程的软土深基坑,利用验证后的数值模拟方法研究了不同开挖顺序及混凝土内支撑早期刚度对基坑受力和变形特性的影响规律,得出了分层分区非对称开挖和对称开挖对地连墙水平位移和地表沉降的影响规律。结果表明:尽管非对称开挖会造成基坑两侧的地连墙位移和地表沉降差异,但是密集内支撑条件下非对称开挖比对称开挖对于基坑周围地表沉降和地连墙水平位移影响更小并能够大量节约工期;受混凝土内支撑早期刚度影响,施作内支撑后越早进入下一步开挖,地连墙水平位移和周围地表沉降越大;考虑内支撑早期刚度影响时基坑上部的内支撑轴力会增大,而下部的内支撑轴力会减小,早期刚度越小,这种趋势越明显;现场施工时难以实时动态监测混凝土的弹性模量,极易造成内支撑轴力的早期监测数据失真,甚至给工程带来错误决策。

关键词：深基坑软土开挖顺序混凝土内支撑早期刚度变形特性

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偏压软弱围岩隧道开挖顺序比较研究

工程地质学报 2019年第2期27卷 277-285页

作者：黄维新吴寒王杰夏明中南大学资源与安全工程学院长沙410083 湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105

针对偏压软弱围岩隧道预留核心土法不同开挖顺序造成围岩不同变形量的问题,结合洞头山工程实例,运用现场监控量测结合MIDAS数值模拟的方法,分析比较偏压软弱围岩隧道在不同开挖顺序下各阶段围岩位移变形量。研究表明:开挖顺序的改变能... 详细信息

针对偏压软弱围岩隧道预留核心土法不同开挖顺序造成围岩不同变形量的问题,结合洞头山工程实例,运用现场监控量测结合MIDAS数值模拟的方法,分析比较偏压软弱围岩隧道在不同开挖顺序下各阶段围岩位移变形量。研究表明:开挖顺序的改变能够有效减小隧道各部围岩变形量,且减小程度从大到小的岩体位置依次为浅埋拱腰处、浅埋拱脚处、深埋拱腰处、深埋拱脚与拱顶;拱浅埋侧最大主应力明显减小。因此对于偏压软弱围岩隧道先开挖深埋侧比先开挖浅埋侧更为安全合理。研究成果为隧道信息化施工提供依据,也为洞头山及具有类似地质地形情况的隧道施工提供借鉴与指导。

关键词：偏压隧道软弱围岩开挖顺序数值模拟监控量测

开挖顺序对复合土钉墙支护变形影响三维颗粒流数值模拟

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开挖顺序对复合土钉墙支护变形影响三维颗粒流数值模拟

作者：徐双全浙江工业大学

学位级别：硕士

复合土钉墙支护形式具有安全可靠、对场地适应性强、噪声小、工程造价低、工期短等优点,近几年,在深基坑工程中得到广泛运用,并取得了良好的经济效益和社会效益。但是,目前复合土钉墙的设计主要参考的是传统土钉墙的设计以及经验,理论... 详细信息

复合土钉墙支护形式具有安全可靠、对场地适应性强、噪声小、工程造价低、工期短等优点,近几年,在深基坑工程中得到广泛运用,并取得了良好的经济效益和社会效益。但是,目前复合土钉墙的设计主要参考的是传统土钉墙的设计以及经验,理论研究还不完善,对它的工作机理的研究还需继续深入。本文采用PFC3d软件通过颗粒流方法对其进行建模分析,并对两种开挖顺序下的复合土钉墙变形特性进行比较,两种开挖顺序为：1、从基坑边缘向基坑中部开挖（简称边向中开挖）2、从基坑中部向基坑边缘开挖（简称中向边开挖）为复合土钉墙的设计和施工提供参考。主要研究内容如下： 1、采用颗粒流软件PFC3d,通过对复合土钉墙中土钉、微型桩、面层等物理参数的分析,建立较为合理的基坑开挖复合土钉墙的三维颗粒流模型。为以后的研究提供方法和参考依据。 2、采用颗粒流软件PFC3d,对边向中开挖和中向边开挖两种开挖顺序进行模拟,获得这两种开挖顺序下每层开挖后基坑的变形和细观参数情况。 3、对比两种开挖顺序下的基坑变形和细观参数。发现中向边开挖顺序比边向中开挖顺序对基坑变形的影响要小。同时,通过对细观机理的分析,了解每层开挖后两种开挖顺序下的基坑土体的敏感区域及变化趋势,为工程设计和施工提供建议。 4、改变模型参数,在两种开挖顺序下,分析土钉刚度、微型桩刚度、施工进度等因素对基坑的影响。结果表明：增加土钉刚度、加快施工进度可以有效限制基坑的变形;桩身刚度的增加对基坑变形作用不是很明显,另外,在相同的物理参数下,中向边开挖顺序对基坑的影响比边向中开挖顺序要小。

关键词：复合土钉墙开挖顺序颗粒流基坑变形细观机理

基于有限元的双隧道位置和开挖顺序的相互影响分析

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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建筑机械 2023年第2期 103-108页

作者：吴彦斌汤东中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都610084

地下隧道施工往往面临双隧道或者多隧道同时施工。双隧道同时施工时,与其他隧道相邻的隧道可水平施工。软土隧道施工中采用的开挖方法为三层七步开挖法,既能稳定隧道面,又不需要任何附加支护,在公路大断面隧道中得到了广泛应用。由于隧... 详细信息

地下隧道施工往往面临双隧道或者多隧道同时施工。双隧道同时施工时,与其他隧道相邻的隧道可水平施工。软土隧道施工中采用的开挖方法为三层七步开挖法,既能稳定隧道面,又不需要任何附加支护,在公路大断面隧道中得到了广泛应用。由于隧道间距和开挖顺序都会影响衬砌中的位移和应力,因此研究这些因素对隧道设计的影响至关重要。本文通过数值模拟揭示了隧道的位移特征,并获得了最佳施工方法。该计算方法适用于隧道稳定水平的估算,特别是双隧道间距和开挖顺序的优化,计算结果可靠,可为同类型工程提供理论依据指导。

关键词：软土双隧道自然开挖顺序有限元

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开挖顺序对Y形巷道交岔点变形影响分析

开挖顺序对Y形巷道交岔点变形影响分析

2017年全国工程地质学术年会

作者：卢蓉马凤山郭捷惠鑫刘国伟中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室中国科学院大学

根据对金川二矿区的调查,确定矿区永久巷道的主要交岔形式多为Y形交岔巷道。对于巷道交岔点而言,影响其稳定性的因素有很多,巷道的开挖顺序是其中非常重要的一项。文中利用有限元软件针对二矿区Y形交岔巷道进行模拟,分析不同开挖顺序对... 详细信息

根据对金川二矿区的调查,确定矿区永久巷道的主要交岔形式多为Y形交岔巷道。对于巷道交岔点而言,影响其稳定性的因素有很多,巷道的开挖顺序是其中非常重要的一项。文中利用有限元软件针对二矿区Y形交岔巷道进行模拟,分析不同开挖顺序对巷道应力变形的影响。开挖顺序主要分为两种方式:方式一是先主巷,后支巷;方式二为主巷-支巷-主巷的顺序。经分析得出,按照方式二进行开挖的巷道围岩中产生的位移大于方式一开挖过程所产生的位移。并且支巷的开挖使得巷道两侧围岩位移产生较大差异,同时在位移较大处围岩压力会产生一定的应力消解,为其支护提供参考。最终得出在矿山采准工程中,Y形交岔巷道开挖时,应优先考虑先主巷后支巷的开挖顺序。若条件限制需要采用方式二(主巷-支巷-主巷)的顺序进行开挖,则要选取适当的支护形式。

关键词： Y形交岔巷道开挖顺序数值模拟应力消解

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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群洞开挖顺序对隧道仰坡的影响研究

土木工程 2022年第9期11卷 997-1004页

作者：蔡毛毛重庆市轨道交通建设办公室重庆

随着城市化进程的加快,寸土寸金的城市建设局面,涌现出大量的岩土工程技术问题亟待解决。研究群洞的开挖顺序对隧道仰坡的影响已经成为了城市地下工程建设中必须面临的一项重要课题。本论文依托重庆市红岩村隧道群工程,采用数值模拟方法... 详细信息

随着城市化进程的加快,寸土寸金的城市建设局面,涌现出大量的岩土工程技术问题亟待解决。研究群洞的开挖顺序对隧道仰坡的影响已经成为了城市地下工程建设中必须面临的一项重要课题。本论文依托重庆市红岩村隧道群工程,采用数值模拟方法,分别对三种开挖顺序进行了模拟。结果表明,开挖顺序为“先开挖车站隧道,再开挖上部的主线隧道”时群洞开挖引起仰坡的竖向位移最小,即隧道群开挖对隧道仰坡的影响最小。

关键词：隧道群仰坡开挖顺序