摘要：研究目的:针对空间接近分布的限排隧道衬砌水压力设计取值问题,仅仅计入单孔洞室周边地下水的渗流效应,忽略不同隧道之间排水效应的相互干涉与影响,结构设计难免存在保守与浪费的情况。本文以青岛地铁某双孔限排区间为依托工程,研究与分析区间净距、水头高度、正线高差、围岩渗透系数四个关键因素下衬砌水压力的分布特征。研究结论:(1)双孔区间互为排流泄压孔,排水效应相互促进,具有显著缓解与改善衬砌水压力的优点;(2)衬砌水压力及其降幅关于区间净距呈负相关变化,前者随着区间净距的不断增加逐渐增大而后者逐渐减小;(3)衬砌水压力降幅对水头高度的变化并不敏感,建议按照水头高度加权计算衬砌水压力降幅以便用于工程设计;(4)双线正高差时仰拱水压降幅较大,负高差时拱顶、内侧拱肩与边墙水压降幅较大;(5)围岩渗透性能越差,衬砌水压力越小、降幅越大的双赢效果越显著;(6)除正线高差因素以外,水压力降幅影响程度排序都是:内侧边墙>内侧拱肩>仰拱>拱顶>外侧拱肩>外侧边墙;(7)应考虑非对称结构与排水设计形式,抑或是将此部分冗余水压降幅作为管路堵塞、排水不畅时的安全储备;(8)本研究成果可为双孔限排区间衬砌合理水压力设计取值提供借鉴与参考。

摘要：为了给桥隧相连隧道洞口及其桥隧结合处的施工设计提供参考,以四川省峨眉山市双桥村2号隧道-象鼻子大桥桥隧相连段为工程背景,通过理论分析和数值模拟的方法对桥隧相连结构在地震作用下的动力响应进行分析。采用时程分析方法,通过在水平方向施加El Centro波,分析了桥隧相连结构洞口段在地震动作用下的位移、加速度和应力变化情况。结果表明,地震波作用下,隧道洞口段衬砌结构的变形比静力场中增大了约10%,应力增加了约15%。因此,在对洞口段进行设计时,应着重考虑动力作用对结构的影响,及时对结构复杂易变形部位进行支护。

摘要：爆破振动效应下海底隧道涌水量预测目前仍是一个难题。以青岛地铁1号线瓦屋庄站—贵州路站过海区间海底隧道为工程背景,基于等效连续介质模型,利用镜像法推导考虑损伤区因素的海底隧道涌水量计算公式,通过正演与反演的方式,结合数值模拟计算结果以及实际工程监测结果综合验证公式的正确性并分析损伤区因素对涌水量的影响机制。结果表明:爆破振动产生的挤压作用使得隧道周边围岩孔隙水压力会在短时间内急速上升,到达峰值后随着爆破振动的减弱及消失开始缓慢下降;在损伤区因素影响下,隧道涌水量随着损伤区厚度增加逐渐变大,但不会随着损伤区渗透系数的增加而不断增加;数值模拟计算考虑爆破损伤区与否的隧道涌水量比值为1.4,与文章所推公式计算结果1.342相比误差仅为4.1%,且计算结果与现场实测结果相比仅少0.53 m^(3)/(d·m),相对于传统计算公式结果更接近实测结果,说明本文计算公式适用于考虑损伤区因素的隧道涌水量计算,具有较高的工程应用价值。

摘要：为了解决薄煤层条件下半煤岩巷道快速综掘的煤矿工程问题,针对半煤岩巷道快速综掘截割顺序设计与优化,采用三维快速拉格朗日法建立了数值计算模型,分析了不同截割顺序下分步开挖的围岩应力演化特征、剪切应变增量和剪切应变率的分布形态。基于灰色关联理论,建立了不同开挖方案的围岩位移与破裂范围分析模型,计算得到各参评方案的关联度分别为0.63,0.76,0.81和0.73,综合数值模拟与理论计算确定了最优综掘截割方案,最后结合具体工程对方案进行了验证。实践表明,先下后上、自右而左的倒"S"形综掘截割顺序可实现半煤岩巷道的最优化综掘,监测结果也表明了其合理性与可行性。

摘要：为解决青岛地铁穿越富水弱胶结地层隧道安全快速施工难题,针对隧道上部天然隔水层保护前提下的支护方案优化,考虑支护结构对围岩稳定性控制的影响,通过数值模拟分析了不同支护方案下隧道开挖后围岩变形规律与塑性区扩展特征;基于隧道上覆岩层塑性区范围、隧道沉降和收敛值等控制指标优化了支护方案,并结合Peck公式采用非线性拟合方法建立了地表变形预测公式。结果表明:以超前小导管结合超前锚杆的联合支护体系能够有效控制隧道开挖围岩变形,并对上覆隔水层起到一定保护作用,优化后支护方案安全、合理、高效,为类似条件下的地铁隧道变形控制及快速施工提供了理论依据和技术指导。

摘要：为探究小净距隧道群洞穿越不同地层施工引起的力学响应,基于青岛地区土岩复合地层特殊地质条件,通过数值计算并结合现场测试数据,分析小净距地铁隧道群洞施工引起的地表沉降、应力特征、拱顶变形规律。结合工程实际,将隧道群洞施工划分为4个不同阶段并依此分析,结果表明:隧道群在其阶段Ⅳ施工后引起地表沉降变形较大,其他阶段地表沉降无明显变化;不同开挖阶段对夹岩的扰动程度存在差异,阶段Ⅳ施工使夹岩主应力出现剧烈变化,且夹岩最薄弱处最不利状态发生于阶段Ⅳ,但无剪切破坏现象;隧道拱顶沉降最大增量在该条隧道开挖后出现,上线隧道施工显著影响其他隧道拱顶沉降,且能够引起中线隧道拱顶抬升。研究成果为同类工程的施工稳定性分析提供了现场指导和技术支持。

摘要：小净距隧道群存在多种稳定性判定因素,为确定各判定因素之间的关联程度,以青岛地铁敦化路站为工程背景,结合修正Drucker-Prager模型,采用有限差分软件,得出6种不同施工方案下的最大拱顶沉降、塑性区体积、夹岩最大剪应力、锚杆最大轴力等判定指标值。以模糊灰色关联理论为基础,分析了各隧道群稳定性判定指标的主次顺序、隧道群施工最优方案。结果表明:锚杆最大轴力可作为对隧道群施工稳定性最主要的判定因素,拱顶最大沉降及塑性区体积可较为显著地反映隧道群施工稳定性,夹岩最大应力对稳定性影响较小;方案4及方案5可作为隧道群优选施工方案,等效应力分析验证了这2种方案的合理性。研究结果可供类似地铁工程的隧道稳定分析作参考。

摘要：以宝兰客专线秦安隧道-王家墩滑坡工程为依托,针对古滑坡体滑动面横穿大断面隧道洞身现象,提出针对性的设计方案,运用有限元软件FLAC3D进行数值仿真模拟,采用三台阶七步开挖法、双侧壁导坑法以及CRD法,以隧道围岩位移特征、塑性区发展规律以及围岩应力状态为主要指标进行对比分析,探讨其优劣性。研究结果表明:进行隧道开挖时,左拱腰以及右拱脚均产生拉应力,并在滑动面与隧道相交处产生相对滑动;CRD工法下的围岩最大拉应力和山侧隧道滑动面处相对滑动位移均小于其他2种工法,且每个洞口的快速封闭和强支护,可以有效限制塑性区的发展。基于地表沉降和水平位移两个控制指标,采用CRD法进行隧道开挖并采取优化措施,现场监测数据显示与数值模拟趋势一致,且地表沉降和水平滑移均在10 mm以内,对滑坡扰动较小,围岩控制效果良好,为类似工程提供借鉴。