三台阶三步法在湿陷性黄土隧道中的应用及沉降规律研究
摘要：随着隧道建设工程的不断发展,在不同地质条件下进行隧道工程施工已成为必然发展趋势,由于湿陷性黄土地质环境复杂,其隧道施工工艺及沉降规律研究较少。以蒙西—华中地区铁路运煤专线隧道为工程背景,提出三台阶三步法快速施工工艺,并通过有限元三维模型模拟隧道开挖过程,研究隧道施工引起的地表沉降规律。结果表明:隧道拱顶沉降符合高斯分布,地表沉降最大值位于隧道中心轴线处;地表沉降曲线呈反“S”形,可将沉降分为缓慢变化、急剧下降和稳定3个阶段。
关键词：湿陷性黄土隧道三台阶三步法数值模拟沉降规律
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参考文献[1] 张梅．蒙华铁路确保隧道施工质量安全关键措施[J]．隧道建设(中英文),2017,37(12):1503-1507．
[2] 孔庆祥．铁路黄土隧道变形规律及建设管理要点研究[J]．现代隧道技术,2019,56(2):18-23．
[3] 耿启军,屈振荣,蔡国庆,等．三台阶大拱脚临时仰拱法与微台阶法在砂质黄土隧道中的适用性对比分析[J]．铁道建筑,2019,59(11):67-69．
[4] 刘聪,彭立敏,雷明锋,等．大拱脚三台阶法开挖浅埋软弱红黏土隧道的力学特性及适用性研究[J]．铁道科学与工程学报,2019,16(8):2006-2017．
[5] 王波,曹小平,刘子阳．城市轨道交通暗挖隧道地表沉降及支护优化研究[J]．施工技术,2018,47(13):50\|53．
[6] 王志杰,徐君祥,徐海岩,等．第四系富水红砂岩地层隧道围岩变形特征研究[J]．铁道工程学报,2018,35(9):54-60,109．
[7] 刘书斌,方勇．隧道临近下伏承压溶腔开挖稳定性施工工法比选[J]．施工技术,2017,46(11):71-76．
[8] 卢健,姚爱军,郑轩,等．地铁双线隧道开挖地表沉降规律及计算方法研究[J]．岩石力学与工程学报,2019,38 (S2):3735-3747．
[9] 王丙苗,陈三强,刘文黎,等．基于贝叶斯-Copula模型的突发堆载下盾构隧道结构安全性评价[J]．土木工程与管理学报,2019,36(1):62-70．
[10] 许有俊,葛绍英,孙凤．盾构隧道下穿地铁车站结构沉降特性研究[J]．施工技术,2018,47(7):113-118,123．
[11] 张涛,何海健,张怀静,等．双洞隧道下穿施工引起既有隧道沉降的计算方法[J]．铁道建筑,2018,58(10):40-43．
[12] 刘康辉．下穿既有建筑物暗挖地铁隧道围岩及地表变形规律研究[D]．西安:西安科技大学,2017．
[13] 马文辉,杨成永,彭华,等．卵石地层中地铁盾构近距下穿盾构隧道施工沉降控制[J]．太原理工大学学报,2020,51(3):372-379．
[14] 吴锋波,金淮,杨歧焱,等．北京地铁隧道地表横向沉降槽参数分析[J]．隧道建设(中英文),2020,40(5):660-671．
[15] 蔡兵华,崔德山,冯晓腊,等．武汉岩溶区复合地层小型盾构施工引起的地表变形规律研究[J]．安全与环境工程,2020,27(1):69-74．
[16] 刘方,崔建,徐汪豪,等．大直径泥水平衡盾构浅覆土始发地表沉降特性[J]．铁道工程学报,2018,35(12):36-40,69．
[17] 梅源,薛茜,穆伟强,等．黄土长大隧道机械化快速施工及安全控制技术研究[J]．中国安全生产科学技术,2020,16(5):95-101．
[18] 中铁二院工程集团有限责任公司．铁路隧道设计规范:TB 10003-2016[S]．北京:中国铁道出版社,2017.
[2] 孔庆祥．铁路黄土隧道变形规律及建设管理要点研究[J]．现代隧道技术,2019,56(2):18-23．
[3] 耿启军,屈振荣,蔡国庆,等．三台阶大拱脚临时仰拱法与微台阶法在砂质黄土隧道中的适用性对比分析[J]．铁道建筑,2019,59(11):67-69．
[4] 刘聪,彭立敏,雷明锋,等．大拱脚三台阶法开挖浅埋软弱红黏土隧道的力学特性及适用性研究[J]．铁道科学与工程学报,2019,16(8):2006-2017．
[5] 王波,曹小平,刘子阳．城市轨道交通暗挖隧道地表沉降及支护优化研究[J]．施工技术,2018,47(13):50\|53．
[6] 王志杰,徐君祥,徐海岩,等．第四系富水红砂岩地层隧道围岩变形特征研究[J]．铁道工程学报,2018,35(9):54-60,109．
[7] 刘书斌,方勇．隧道临近下伏承压溶腔开挖稳定性施工工法比选[J]．施工技术,2017,46(11):71-76．
[8] 卢健,姚爱军,郑轩,等．地铁双线隧道开挖地表沉降规律及计算方法研究[J]．岩石力学与工程学报,2019,38 (S2):3735-3747．
[9] 王丙苗,陈三强,刘文黎,等．基于贝叶斯-Copula模型的突发堆载下盾构隧道结构安全性评价[J]．土木工程与管理学报,2019,36(1):62-70．
[10] 许有俊,葛绍英,孙凤．盾构隧道下穿地铁车站结构沉降特性研究[J]．施工技术,2018,47(7):113-118,123．
[11] 张涛,何海健,张怀静,等．双洞隧道下穿施工引起既有隧道沉降的计算方法[J]．铁道建筑,2018,58(10):40-43．
[12] 刘康辉．下穿既有建筑物暗挖地铁隧道围岩及地表变形规律研究[D]．西安:西安科技大学,2017．
[13] 马文辉,杨成永,彭华,等．卵石地层中地铁盾构近距下穿盾构隧道施工沉降控制[J]．太原理工大学学报,2020,51(3):372-379．
[14] 吴锋波,金淮,杨歧焱,等．北京地铁隧道地表横向沉降槽参数分析[J]．隧道建设(中英文),2020,40(5):660-671．
[15] 蔡兵华,崔德山,冯晓腊,等．武汉岩溶区复合地层小型盾构施工引起的地表变形规律研究[J]．安全与环境工程,2020,27(1):69-74．
[16] 刘方,崔建,徐汪豪,等．大直径泥水平衡盾构浅覆土始发地表沉降特性[J]．铁道工程学报,2018,35(12):36-40,69．
[17] 梅源,薛茜,穆伟强,等．黄土长大隧道机械化快速施工及安全控制技术研究[J]．中国安全生产科学技术,2020,16(5):95-101．
[18] 中铁二院工程集团有限责任公司．铁路隧道设计规范:TB 10003-2016[S]．北京:中国铁道出版社,2017.
Application of Three-bench Three-step Method in Collapsible Loess Tunnel and Research on Settlement Laws
Abstract: With the continuous development of tunnel construction projects,it has become an inevitable development trend to carry out tunnel construction under different geological conditions. Due to the complex environment of collapsible loess,there are few studies on tunnel construction technology and settlement laws. Based on the engineering background of the special coal-transporting railway tunnel from Mengxi to Central China,a three-bench three-step rapid construction process was proposed,and the tunnel excavation process was simulated through a three-dimensional finite element model to study the laws of surface settlement caused by tunnel construction. The results show that the settlement of tunnel vault conforms to Gaussian distribution,and the maximum surface settlement is at the center axis of the tunnel; the surface settlement curve is anti-S-shaped,and the settlement can be divided into three stages,namely slow change stage,sharp decline stage and stability stage.
Keywords: collapsible loess; tunnels; three-bench three-step method; simulation; settlement laws
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