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现代隧道技术
 
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现代隧道技术
 
2022年 59卷 3期
刊出日期:2022-06-25

特约稿
绿色智能建造
理论研究与探讨
数值分析与计算
试验与监测
规划设计与施工
安全防灾与病害整治
   
特约稿
1 王建宇
对矿山法隧道工程创新主题的思考
地质体的复杂多变,结构物的隐蔽性,工程对自然环境的扰动使矿山法隧道工程具有一般土建工程难以比拟的特异性,围绕安全、优质和环保对此进行议论并不是“老生常谈”。针对这三个主题,探讨以下几个问题:(1)现场监控量测技术的薄弱环节——数据判识和信息反馈;(2)隧道工程品质的要害——支护体系的整合性;(3)从环境友好出发,更新地下水处治理念。
2022 Vol. 59 (3): 1-9 [摘要] ( 399 ) [HTML 1KB] [PDF 3948KB] ( 847 )
理论研究与探讨
10 魏新江 1,2 张 彪 1 鲁梁梁 2 刘映晶 3 朱汉华 2 汪海林 1
盾构隧道同步注浆的几个核心问题探讨
在盾构法隧道工程建设中,盾尾间隙同步注浆是一个非常重要的工序,可缓解因施工导致的地层损失、隧道变形、地面沉陷等问题。对盾构隧道同步注浆的发展概况简要综述,对其几个核心问题进行探讨,包括浆材的选配、施工参数的控制、浆液扩散机理、浆液对管片和岩土体的作用及注浆效果的评估等。针对核心问题的研究,采用的分析方法(室内模型试验、现场实测、理论分析和数值模拟)各有侧重。基于相关的研究现状,展望了未来各个方面的研究方向,以期为相关研究和工程人员提供有益参考。
2022 Vol. 59 (3): 10-22 [摘要] ( 355 ) [HTML 1KB] [PDF 3701KB] ( 899 )
23 马 建
盾构隧道穿越对既有管线影响的研究与展望
城市盾构隧道施工穿越既有管线时会对其产生影响,从理论方程、模拟计算、模型试验和现场实测四个方面,对盾构隧道施工穿越既有管线影响的研究现状进行了阐述。理论研究方面是在土体变形的基础上,着重对三种管线模型进行比较分析,详述了关键参数的选取方法;仿真模拟和模型试验在探究管线与土体相互作用的参数研究方面具有直观的优势,研究的内容也从单一变量到多变量耦合,但结果的合理性对本构模型和试验设备的选取有较大的依赖性;管线变形实测方面,对两种穿越方式的异同点进行了阶段性分析。此外,还介绍了邻近既有地下构筑物的“遮拦效应”、管线接头对预测结果的影响等,并从柔性管和刚性管的角度出发,对控制指标和防范措施进行总结,其中被动保护法中注浆加固使用最为广泛。
2022 Vol. 59 (3): 23-30 [摘要] ( 314 ) [HTML 1KB] [PDF 2720KB] ( 769 )
31 王志龙 1 王巍浩 2 刘大刚 1 严志伟 1 田红涛 1
基于挪威法Q系统的隧道新型支护系统研究
针对Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩,我国隧道支护系统存在限制围岩早期变形效果不佳、施工工效低下和经济性差等问题。为了使隧道支护能够及时提供足够支护力来有效控制围岩早期变形,以达到提升施工工效的目的,文章采用资料调研、数值模拟和理论计算等研究方法,基于挪威法Q系统提出了隧道新型支护系统,并从经济性和工效性等方面对其可行性进行了研究。研究结果表明,该新型支护系统具有较好的经济性和工效性,同时我国现有施工条件能够满足其推广应用的要求。
2022 Vol. 59 (3): 31-39 [摘要] ( 368 ) [HTML 1KB] [PDF 2220KB] ( 852 )
40 王明年 1,2 郭晓晗 1,2 倪光斌 3 于 丽 1,2 李春荟 1,2
高海拔铁路隧道火灾烟气CO浓度控制标准讨论
现行铁路隧道防灾疏散救援设计中火灾烟气毒性的考虑主要针对平原地区,随着海拔升高,洞内氧气浓度降低,造成火灾烟气中有毒气体尤其是CO毒性加剧,受困人员对同浓度CO耐受时间降低。因此按平原地区火灾烟气CO浓度控制标准进行设计的安全性有待商榷。文章结合CFK公式,基于30 min内致死和5 min内丧失疏散能力两种情况,对同一火灾烟气CO浓度下海拔高度对人体耐受时间的影响及不同海拔高度下隧道火灾烟气CO 浓度限值开展了研究。研究结果表明:海拔高度增加和火灾烟气CO浓度增大均加快了人体COHb浓度快速增长阶段的变化速率;随海拔高度增加,同一火灾烟气CO浓度下人体耐受时间逐渐降低,给出了不同海拔高度下人体CO耐受时间折减系数预测公式;以人体COHb浓度值不超过60%和28.6%为基准,针对不同海拔高度铁路隧道30 min内致死及5 min内丧失疏散能力两种情况,分别建立了其火灾烟气CO临界浓度计算公式。
2022 Vol. 59 (3): 40-45 [摘要] ( 344 ) [HTML 1KB] [PDF 1634KB] ( 602 )
46 张德文 苏定武
基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水研究
断层破碎带是隧道工程建设过程中常见的不良地质现象,常导致突涌水以及塌方等灾害,是隧道建设的重点控制对象。依托五指山隧道工程进行基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水技术研究,结果表明:(1)从生态保护的角度出发,针对超前预注浆和后注浆方案分别提出了一定期限内恢复地下水位的限排量计算方法。对于五指山隧道,超前预注浆和后注浆方案对应的一年内恢复地下水位的限排量分别为1.82 m3(/ d·m)和0.96 m3(/ d·m);(2)结合地下水限排量和围岩注浆后的排水量,提出了围岩注浆圈厚度计算方法。五指山隧道超前预注浆和后注浆方案一年内恢复地下水位对应的注浆圈厚度分别为2.07 m和4.5 m。
2022 Vol. 59 (3): 46-52 [摘要] ( 382 ) [HTML 1KB] [PDF 784KB] ( 621 )
53 陈 凡 1 何 川 1 黄钟晖 2 孟庆军 2 刘川昆 1 王士民 1
地铁区间隧道多模式掘进设备选型适应性研究
国内外城市地铁隧道建设呈现长距离化、地质条件多样化、施工环境复杂化等发展趋势,现有机械化施工方法对于工程的适应性受到了极大的挑战。多模式盾构/TBM掘进设备在复杂环境中具备良好适应性,在降低施工风险的同时提升掘进效率,可用于解决复合地层掘进设备选型难题。对不同类型多模式掘进设备的适应地层及工作特点进行了论述;基于国内外采用多模式掘进设备的典型工程案例,通过关键地层参数的统计分析,提出了 多模式掘进设备选型原则及方法;综合考虑地质条件、工期、造价、环境影响等因素,分别建立了盾构、TBM模式适应度综合评价模型,并结合工期和造价确定模式转换下限长度进而对区段模式进行修正;最后以深圳地铁14号线区间隧道为算例,研究结果验证了多模式掘进设备选取方法的合理性。研究成果可为多模式掘进设备在我国隧道建设中的推广应用和适应性评价提供参考。
2022 Vol. 59 (3): 53-62 [摘要] ( 387 ) [HTML 1KB] [PDF 3713KB] ( 580 )
绿色智能建造
63 李 斌 1 蓝元盛 1 章从旭 2
基于SVM集成学习的隧道掌子面稳定性预测方法
隧道掌子面稳定性受多种因素的影响。隧道开挖前需对掌子面稳定性进行评估,以制定相应措施,保证隧道施工过程的安全。为提高预测效率,提出一种基于集成学习和支持向量机的隧道掌子面稳定性快速预测方法。首先根据正交实验设计原理,选择最具代表性的训练样本;接着采用三维数值计算,对样本进行标定;然后基于支持向量机算法,采用不同的核函数,拟合隧道掌子面稳定性预测模型,并通过留一法对模型的预测精度进行验证;最后根据集成学习机制,通过投票法整合预测模型,实现隧道掌子面稳定性的综合预测。结果表明,采用集成学习机制,可以最大限度降低单个预测模型的泛化误差,提高隧道掌子面稳定性预测结果的可靠性。
2022 Vol. 59 (3): 63-71 [摘要] ( 350 ) [HTML 1KB] [PDF 1876KB] ( 598 )
72 黄 斌 1 王 伟 2 章龙管 1,3 庹洪涛 1 王良栋 1
虚拟现实技术在岩溶地区盾构隧道施工中的应用
使用3DMAX创建了盾构法施工隧道模型库,使用Unity3D引擎技术结合地质勘察资料、超前预报结果,并借助虚拟现实硬件设备,构建了施工现场的全景展示。通过在岩溶地区盾构隧道施工中的应用表明:虚拟现实技术在盾构隧道超前预报中,能够以直观的方式向非地质专业的用户介绍隧道地层的空间形态,减少工作人员的沟通环节,将隧道所在区域的地质信息和超前预报结果以三维动态方式清晰地展示出来,及时为盾构隧道施工提供 大量地质信息,增加了隧道施工的安全性。
2022 Vol. 59 (3): 72-77 [摘要] ( 332 ) [HTML 1KB] [PDF 2812KB] ( 557 )
数值分析与计算
78 刘志良 1 林后来 1 李 亮 1 李东贤 1 高 原 2 徐 亮 1 胡 俊 3
基于多重响应面法和蒙特卡罗法的隧道系统可靠度分析
软岩隧道施工风险大,且支护结构及施工过程复杂,导致难以直接求得隧道结构的极限状态函数。基于此,文章讨论了一种利用有限元数值模拟结合多重响应面法和蒙特卡罗法分析隧道结构系统可靠度的方法。以青岛某地铁区间软岩隧道为例,验证了其适用性。结果表明:对于围岩“上软下硬”且上下岩性相差很大的隧道工程,其系统失效概率主要受上部软弱围岩影响,下部较硬岩土体几乎不影响隧道结构的系统失效概率;改变卵石层 弹性模量E1和内摩擦角φ1的变异系数对系统失效概率的影响最为明显,隧道系统失效概率随围岩参数变异性的增大而增大;由于失效模式之间存在相关性,单一考虑隧道变形超限失效或者支护承载力不足失效是不充分的,以变形和承载能力为控制条件的多种失效模式相结合的系统可靠度研究更适合软岩隧道结构。
2022 Vol. 59 (3): 78-87 [摘要] ( 352 ) [HTML 1KB] [PDF 4485KB] ( 503 )
88 张 欢
考虑参数空间变异性的衬砌结构力学响应分析
针对支护-围岩系统的参数空间变异性,在随机场理论的基本框架下,提出了非线性地基梁随机有限元分析法。利用Karhunen-Loève级数展开法将随机场进行离散,模拟了围岩荷载与支护-围岩系统相互作用的空间变异性,并利用多随机变量模型模拟了衬砌参数的空间变异性。在此基础上,利用非线性弹簧与改进的Timoshenko梁单元,构造了非线性地基梁单元,并编写了相应的计算程序。运用该程序对支护的力学响应进行分析,并得出了4种典型力学响应规律:(1)同一变异源对支护力学响应的影响程度具有选择性;(2)同一力学响应对变异源的敏感程度具有差异性;(3)围岩等级对力学响应规律的影响具有决定性;(4)力学响应的空间分布规律具有统一性。
2022 Vol. 59 (3): 88-98 [摘要] ( 304 ) [HTML 1KB] [PDF 4933KB] ( 615 )
99 孟宪聪 1 张谢东 1 武 林 2 朱豪杰 1 李志锋 1
列车作用下双隧道轨枕与衬砌的动力响应分析
为研究近间距地铁双隧道在列车振动作用下的动力响应,基于颗粒流程序(PFC)建立双隧道离散元模型。该模型通过对地铁运营期间的三种工况进行模拟,分析了单列列车(6节车厢)通过对相邻隧道和自身隧道的影响以及两列列车同时通过对隧道的影响。结果表明:列车驶入隧道后(1~3节),隧道的竖向动力响应大致在波动中逐渐增强,之后(4~6节)隧道竖向动力响应峰值逐渐平稳,且自身隧道衬砌的竖向振动幅度比相邻隧道平均小23%;两列列车同时通过时隧道衬砌的动力响应最大,最大振动位移达6.4 mm,发生在靠近双隧道中间区域的位置;近间距双隧道应对中间区域附近的衬砌振动重点监测以防微裂纹产生。
2022 Vol. 59 (3): 99-106 [摘要] ( 357 ) [HTML 1KB] [PDF 3797KB] ( 673 )
107 姚志雄 1,2,3 吉 磊 1 刘耀星 1 黄 敏 4 张忠星 4 崔 瀛 1
交通荷载对浅埋群洞隧道的动力影响分析
依托福建某浅埋下穿高速公路四孔隧道工程,基于车载动力理论,建立路面-围岩-隧道振动分析模型,分析车载作用下浅埋群洞隧道动力响应。结果表明,竖向位移时程曲线表现出半激烈震荡的“倒双峰型”,本幅车载作用产生的位移峰值远大于另一幅对向车载作用产生的,且动位移群洞效应小。动应力沿洞周呈非对称的“四叶草型”分布,动应力往拱肩部位集中,双幅车道满载时拱肩动应力幅值比其他方案明显增大,这种长期效应不容忽视,应提出合理的车道布载形式。各岩土体弹性模量对动应力传递影响较大,表层弹性模量越大,动应力衰减越快,但到达隧道结构时出现反射、增大现象,增大路面刚度或隧道加固圈范围可降低动应力对隧道的影响。合理控制车流密度可使得下覆隧道拱肩动应力显著降低,且循环车载作用会使得隧道动应力峰值增大60.98%~81.3%。通过影响度分析,表明四车道满堵车时下方隧道围岩动应力是半幅堵车的12.68倍。
2022 Vol. 59 (3): 107-117 [摘要] ( 296 ) [HTML 1KB] [PDF 5725KB] ( 566 )
118 许有俊 1,2,3 秦浩斌 1 李文博 4 张 旭 1,2,3 张 朝 1,2,3 李泽升 4
浅埋暗挖隧道近距离平行上跨对既有盾构隧道的变形影响分析
依托呼和浩特市浅埋暗挖隧道近距离平行上跨既有地铁2号线工程,通过有限元数值模拟和现场监测,对不同的开挖工法和反压措施进行方案比选,研究上穿施工引起盾构隧道结构上浮的变形规律。结果表明:在施工中采用砂袋反压可有效控制盾构隧道的变形,通过对比发现,第二次砂袋反压的竖向位移控制率明显低于第一次反压,故现场施工中应尽早对隧道进行砂袋反压,避免因反压时间较迟导致竖向位移控制率过小而无法达到良好的反压效果;上穿工程引起既有地铁2号线隧道的变形曲线呈“半抛物线”形,且随着新建隧道开挖卸荷而产生左右变换的现象;由于土体卸荷、覆土埋深较浅等因素,盾构管片发生不均匀变形,最终既有盾构隧道管片整体变形呈“竖鸭蛋”状;综合经济、效率等因素,最终确定的方案为CD法+双侧反压。该工程采用优化方案后,最终将盾构隧道道床最大上浮变形控制在2.51 mm,满足规范控制值4.0 mm要求。
2022 Vol. 59 (3): 118-127 [摘要] ( 318 ) [HTML 1KB] [PDF 5790KB] ( 556 )
128 吴 林 1,2 王 维 2 封 坤 2 陶伟明 1 孟庆辉 2 甄文战 1
盾构隧道纵向上浮分析模型中地基抗力系数研究
盾构隧道施工过程中,盾尾附近管片普遍存在局部或者整体上浮问题。为分析盾构隧道施工期管片上浮问题,针对盾构隧道纵向上浮分析模型中地基抗力系数,首先基于隧道在横截面内整体上浮的特点,采用弹性力学方法,推导考虑注浆层影响的地基抗力系数理论解;然后依托实际工程,对比分析了采用该理论解与传统计算方法时地基抗力系数的差异以及对盾构隧道纵向上浮计算结果的影响。结果表明,传统计算方法显著低估了地基抗力系数,得到的隧道最大上浮量、弯矩及影响范围计算值偏大,而剪力计算值偏小。
2022 Vol. 59 (3): 128-135 [摘要] ( 335 ) [HTML 1KB] [PDF 1718KB] ( 509 )
136 谢 军 1,2,3 段 龙 2 梁金晓 2 李延涛 1 宗金辉 1
隧道-土-地表建筑相互作用体系的减震分析
为分析隧道-土-地表建筑相互作用体系在减震措施下的减震效果,建立三维有限元计算模型,采用时程分析法对该模型的动力响应进行分析。通过分析隧道和地表建筑的加速度、位移和应力响应,研究了单独设置隧道减震层(或基础减震层)时减震层厚度对该体系减震效果的影响,进而提出了新颖的联合减震方案,通过正交试验研究了不同因素对减震效果影响的主次关系。最后分析了联合减震措施在不同地震波下的减震效果。结果表明:(1)隧道减震层能显著减小隧道的应力以及加速度响应,但是减震层弹性模量过小会放大隧道的位移响应;(2)当基础减震层埋深为0 m时减震效果最佳,能显著减小地表建筑相对位移;(3)在不同地震波作用下设置联合减震措施能达到良好的减震效果,同时,其减震效果优于单一减震层。
2022 Vol. 59 (3): 136-145 [摘要] ( 360 ) [HTML 1KB] [PDF 4344KB] ( 521 )
146 李 昊 1 程晓辉 1 余翰良 1 付 丹 1,2
张力腿式水下悬浮隧道地震响应模拟——以琼州海峡跨海隧道工程为例
悬浮隧道受水深、海底地形地貌和地质条件的影响小,同时其造价也比深埋隧道和沉管隧道的造价更低,但需要突破相关技术难题。以琼州海峡跨海隧道工程为例,考虑地震引起的水动力荷载、自重、浮力等的共同作用,进行悬浮隧道结构静载分析和动力响应分析等研究,并结合Rayleigh阻尼方程和Morison方程对悬浮隧道附加阻尼的计算进行初步探讨。结果表明:静力分析时,最大截面弯曲正应力出现在两端与岩层嵌固处的底板;动力时程分析时,在地震波的影响下,X方向(轴向)的位移比Y、Z方向的位移都大;张力腿式悬浮隧道在地震作用影响下拉索最容易出现问题,因此为确保悬浮隧道结构的稳定性和安全性,系泊体系中拉索的动力性能需慎重考虑。
2022 Vol. 59 (3): 146-154 [摘要] ( 304 ) [HTML 1KB] [PDF 3358KB] ( 562 )
155 苗晨阳 1 黄强兵 1,2 苟玉轩 1 滕宏泉 3 贾少春 4
地裂缝场地盾构隧道下穿施工对既有管廊的影响研究
地裂缝场地内盾构隧道下穿既有管廊结构的施工建设面临严重安全风险。文章以通过f3地裂缝场地的西安地铁5号线盾构施工下穿昆明路地下综合管廊为工程背景,采用有限元数值模拟与理论解析法,分析了地裂缝场地内盾构隧道下穿施工对上部既有管廊的影响,揭示了地裂缝场地内盾构隧道下穿施工引起管廊结构位移与应力的变化规律。结果表明:盾构隧道从地裂缝场地下盘至上盘下穿管廊施工时,引起管廊的变形相对于无地裂缝场地时增大30.9%;管廊结构在地裂缝附近出现应力降低区(即影响带),其影响范围为上盘约4 m、下盘约16 m,应力降低区以外的管廊结构侧壁应力与无地裂缝场地时相比增加1倍以上,而底部应力增加40%左右;地裂缝的存在对管廊结构的影响表现为变形叠加放大、地裂缝带附近应力降低和影响带之外应力增加等。
2022 Vol. 59 (3): 155-165 [摘要] ( 359 ) [HTML 1KB] [PDF 5582KB] ( 473 )
166 姚 捷 1,2
高速铁路隧道内列车运行时气动荷载影响因素分析
列车高速通过隧道时产生的车体气动荷载与列车整体金属结构、车窗、风挡及空调通风装置等部件的疲劳寿命密切相关,是保证行车安全的重要考量因素之一。采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,研究了列车气密性能、列车长度、阻塞比和隧道长度对高速铁路隧道内列车运行时(400 km/h)车体气动荷载的影响。结果表明:列车密封性能越好、编组越长、阻塞比越大,则气动荷载幅值越大、作用时间越长;随着隧道长度的增加,气动荷载幅值呈现先增大、后减小的趋势,存在“隧道不利长度”;车体气动荷载幅值可保守地通过计算车体表面压力幅值进行估算。
2022 Vol. 59 (3): 166-171 [摘要] ( 366 ) [HTML 1KB] [PDF 1919KB] ( 504 )
试验与监测
172 梁荣柱 1,2 韦 实 1 王新新 3 孙廉威 3 吴小建 3
内支撑式和悬臂式锁口钢管桩基坑围护结构变形对比试验分析
锁口钢管桩通过桩身锁口接头相互连接可形成排桩式围护结构,在软土地区基坑工程中应用广泛。为探明悬臂式与内支撑式锁口钢管桩围护结构的受力变形特点及差异,分别开展了锁口钢管桩悬臂式和内支撑式围护基坑开挖相似模型试验,并采用3D打印技术制作带锁口接头的模型试验桩。试验过程中对桩顶水平位移、桩身应变和土体表面沉降进行实时监测与分析。试验结果表明:(1)通过3D打印制作锁口钢管桩模型具有精度高、速度快等优点,能极大地反映锁口钢管桩的接头特点;(2)对于锁口钢管桩悬臂式围护结构,从基坑开挖至围护结构失效前,土体沉降由凹槽型分布逐渐变为三角形分布,桩身弯矩反弯点出现在开挖面附近,并随开挖深度增加而下移,地表沉降极值与桩身水平位移极值之比(δvm /δhm)约为1,当围护结构失效后,反弯点位置几乎不再变化,地表最大沉降与桩身最大侧移之比(δvm /δhm)逐渐减小,在0.5~0.75之间;对于锁口钢管桩内支撑式围护结构,在相同开挖深度下,土体沉降呈凹槽型分布,桩身弯矩反弯点始终在开挖面处,地表最大沉降与桩身最大侧移之比(δvm/δhm)逐渐从0.5增大至1。
2022 Vol. 59 (3): 172-182 [摘要] ( 374 ) [HTML 1KB] [PDF 5480KB] ( 510 )
183 崔光耀 1 魏杭杭 1 王明胜 2
高地应力强风化炭质板岩隧道大变形控制现场试验研究
针对高地应力强风化炭质板岩地层节理裂隙发育、围岩破碎,隧道施工过程中大变形灾害突出等问题,开展了围岩应力超前控制措施的现场试验研究。研究结果表明,常规支护措施无法有效解决高地应力强风化炭质板岩隧道的大变形问题,采用超前应力控制措施可以有效减小隧道的围岩变形,同时降低隧道钢架应力及围岩应力。相较于采用常规措施的对比段,进行超前钻孔和超前导洞试验段的水平收敛终值分别是152.93 mm和149.22 mm,降低了27.95%和29.70%;拱顶沉降终值分别是24 mm和15 mm,降低了61.29%和75.81%;钢架应力最大值分别是-143 MPa和-157 MPa,降低了23.12%和20.28%;围岩应力最大值分别是0.379 MPa和0.406 MPa,降低了77.44%和75.84%。
2022 Vol. 59 (3): 183-189 [摘要] ( 371 ) [HTML 1KB] [PDF 3845KB] ( 559 )
190 周 鹏 1 闫 锋 1 孙 健 1 何恩光 1,2 田军兴 1
滚刀不同滚压速度对含节理特征的岩石适应性研究
为揭示岩石节理特征下滚刀滚压速度变化对破岩效率的影响,明确滚刀滚压速度与岩石节理特征共同变化下的岩石比能变化规律,采用ABAQUS有限元软件,选择花岗岩为研究对象,建立破岩模型,模拟滚刀滚压速度变化下的破岩过程,分析不同滚压速度与节理特征下滚动力的大小,以及比能变化趋势和破碎效果。试验结果表明:岩石节理间距一定时,滚压速度越大,滚刀所受平均滚动力越大,破岩比能越大;在滚压速度一定时,节理间距从120 mm增至200 mm时,破岩比能增大;岩石节理间距为120 mm时,比能变化平稳;固定岩石节理间距下,节理倾角变大,破岩比能呈现先增大后减小的趋势;当岩石节理间距与节理倾角一定时,滚压速度增大,滚刀平均滚动力增大,比能增大,破岩效率降低。滚刀滚压速度对节理岩石破碎效率有重要影响;节理特征对破碎效率有较大影响。
2022 Vol. 59 (3): 190-200 [摘要] ( 358 ) [HTML 1KB] [PDF 6107KB] ( 468 )
201 黄世光 1 杨艳娜 2 范全忠 2 黄靖宇 2 余 磊 2
隧道堵水限排设计参数变化规律试验研究
基于地下水渗流理论,结合既有外水压力折减系数的解析计算方法,优化了限量排放条件下隧道衬砌外水压力折减系数的计算公式;采用大型隧道渗流模型试验系统,对优化公式中的限量排放工况进行模型试验,并讨论隧道排水量、注浆圈渗透系数等综合影响因素下折减系数的变化规律及对隧道限排设计参数的影响,以此对优化前后的公式进行对比分析,验证其正确性。结果表明:(1)在同一注浆圈渗透系数但不同排水量的条件下,折减系数β随隧道排水设计参数的增加而减小;(2)隧道排水设计参数的系数m随着注浆圈的渗透系数的增大而增大;(3)优化后的解析结果能切实反映实际值,且相比优化前具有更广的适用范围。
2022 Vol. 59 (3): 201-210 [摘要] ( 348 ) [HTML 1KB] [PDF 4207KB] ( 637 )
211 朱牧原 1 魏力峰 1 方 勇 1 付 强 2 高腾达 2 蒲 松 1
超大直径盾构隧道下穿黄河大堤沉降分析与控制研究
为合理控制超大直径泥水平衡盾构下穿黄河大堤过程中产生的沉降,依托济泺路穿黄隧道工程,首先结合理论分析,提出了下穿大堤的盾构参数配置,并通过现场实测数据分析了盾构隧道穿堤过程中大堤段沉降的规律与特点,然后建立数值计算模型,精细化动态模拟盾构隧道掘进过程,围绕切口水压和注浆压力分析盾构参数对黄河大堤沉降的影响,最后对大堤变坡段的掘进参数过渡方案进行比选。结果表明:相较于普通平地段,大堤段在盾尾脱出阶段的沉降初期速率更大且更易受扰动影响,且大堤顶部对深层土体的扰动较为敏感;穿堤过程中提高盾构隧道掘进参数有利于沉降控制,但控制程度存在上限,提前进行掘进参数调整有利于进一步减小沉降,建议在穿堤过程中将切口水压从300~350 kPa逐渐增至500~550 kPa,并提前10~15环进行参数过渡。
2022 Vol. 59 (3): 211-219 [摘要] ( 346 ) [HTML 1KB] [PDF 3363KB] ( 620 )
安全防灾与病害整治
220 唐 艳
铁路隧道下穿高速公路工程风险评估管理方法研究
针对某高速铁路隧道下穿高速公路工程存在的风险问题,提出了一种结合数值模拟分析的风险量化评估思路。首先,通过分析类似工程经验并结合实际工程背景建立风险评估指标体系,基于层次分析法对系统整体及层间权重进行排序;其次,参考数值模拟结果,针对工程的风险概率及后果进行模糊综合评判,得到工程风险初评结果为“中度”风险;最后,针对主要风险源提出相应的风险控制对策,按照相同程序进行风险复评,结果为“轻度”风险,表明风险控制措施具有可行性,为工程提供了一定的参考价值。
2022 Vol. 59 (3): 220-226 [摘要] ( 341 ) [HTML 1KB] [PDF 2942KB] ( 617 )
227 喻凌峰
山岭隧道不同埋深的结构动力响应特征及震害机理研究
震害调研表明了不同埋深时隧道破坏的差异性较大。基于此,对隧道洞门区域的典型震害特征及破坏机理进行分析;通过建立三维有限元数值模型,基于土-结构之间的相互作用关系,重点研究洞门浅覆土区域隧道结构在不同埋深下的地震动力响应及隧道衬砌的破坏机理。结果表明:土-结构相互作用关系对隧道衬砌的受力变形起控制作用,地层的剪切变形可以直接反映衬砌的变形模式及地层振型特征;土-结构相互作用力、围岩塑性变形及衬砌结构的损伤分布均表明拱腰及拱脚等区域对隧道结构的整体稳定性起控制作用,建议对该区域围岩进行加固。
2022 Vol. 59 (3): 227-235 [摘要] ( 374 ) [HTML 1KB] [PDF 5200KB] ( 419 )
规划设计与施工
236 王立川 1,2 张学民 2 吴海宝 3 周贤舜 2 练发胜 4 张 鹏 4 何 军 4 周上进 4
超近接铁路隧道数码雷管错相减振技术应用
在非爆开挖进度极其缓慢的白岩脚隧道泄水廊道抢险工程中,引入数码电子雷管错相减振技术,显著提高了隧道掘进进尺,有效控制了距正洞结构6.1~15.9 m的爆破施工对正洞的影响。依托四次持续改进性爆破施工方案试验,确定了(超)近接铁路隧道电子雷管逐孔起爆的优化设计参数:复式楔形掏槽按“对称、双层、对应、压抬”布孔,掏槽孔单孔药量0.9 kg,设置孔间延时7 ms。同时发现,数码电子雷管引爆产生的地震波信号以超高频带(>200 Hz)为主,且主频越高则振速越低。四次爆破测试的振动主频带向高频发展且分布更加均匀,可有效避免低频振动对隧道结构的损伤。
2022 Vol. 59 (3): 236-245 [摘要] ( 350 ) [HTML 1KB] [PDF 4941KB] ( 505 )
246 刘泓志 1,2 干聪豫 1,2 赵 亮 1,2 左世荣 1,2 张晗硕 1,2
基于地质条件变化的泥水盾构动态施工技术研究
盾构隧道工程穿越的地质条件越来越复杂,以往通过“试掘进”确定合适的盾构掘进参数以指导后续施工的做法,已无法满足盾构长距离穿越复杂地质条件的要求。基于此,提出通过泥水盾构排出渣土特点分析地质条件变化的泥水盾构动态施工技术理念,并结合北京南水北调输水隧洞泥水盾构穿越砂卵石夹黏土地层实例,从地质分析、岩土分析、盾构掘进参数分析、其他分析、综合分析等5个方面推断盾构施工目前的状态和出现的问题。该技术理念和方法一定程度上实现了盾构施工全过程、全专业实时控制,对保证盾构施工安全、高效具有重要的意义。
2022 Vol. 59 (3): 246-252 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [PDF 4011KB] ( 488 )
253 张丽丽 1 单 琳 1 郭 飞 1 蔡 振 1 韩瑞林 1 张 旭 2,3,4 王智广 2 许有俊 2,3,4
小曲线半径叠落盾构隧道近接施工安全控制研究
小曲线半径叠落盾构隧道近接施工风险较高,其安全控制是工程界亟待解决的难题。依托某叠落盾构工程,通过数值模拟,研究了夹层土注浆、架设内部钢支撑等措施的可行性,据此提出合理的控制方案,并结合现场监测数据对安全控制效果进行评价。研究结果表明:相比于无加固措施方案,夹层土注浆加固能够提高夹层土的强度,有效减小管片上浮,架设内部钢支撑能减小管片水平变形,两种方案结合能够有效保持断面形状;管片拱顶竖向变形和水平净空收敛变形的最大值分别为7.02 mm和2.74 mm,均小于变形控制标准值;现场采用夹层土注浆和架设内部钢支撑的联合措施是合理和可行的。
2022 Vol. 59 (3): 253-264 [摘要] ( 356 ) [HTML 1KB] [PDF 5726KB] ( 507 )
265 隗志远 1 冯冀蒙 2 虞龙平 2
地铁车站双层初期支护拱盖法施工过程力学行为研究
拱盖法目前已有较为广泛的推广及应用,现有研究均认识到拱盖是施工的关键,但缺少对施工过程力学行为的深入研究。基于此,以青岛地铁2号线西延段小港站标准段为工程依托,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对“双层初期支护拱盖法”施工过程的力学行为进行研究,重点关注临时竖撑拆除时的力学效应。结果表明:双层拱盖体系充分利用了下层较硬岩土体的承载作用,有效地控制了地表沉降和围岩变形;拆除竖撑前,拱顶压力主要由临时竖撑和第一层拱盖承担,拆除竖撑后,拱顶再次下沉,体系发生应力转换,两层拱盖最终进入协同工作阶段;从最终结果来看,双层拱盖法满足安全施工的要求,已在小港站的施工中得到验证,实现了浅埋大跨度地下结构快速安全施工。
2022 Vol. 59 (3): 265-274 [摘要] ( 375 ) [HTML 1KB] [PDF 6966KB] ( 519 )
现代隧道技术
 

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关于召开“一带一路”西北国际智能交通发展大会高峰论坛暨交通产业博览会的通知
《现代隧道技术》编辑部声明
“全国公路科普教育基地公路节能照明与安全防灾新材料试验室科普传播委员会”暨“安徽中益新材料科技有限公司专家技术委员会”在皖成立
国际隧协2018颁奖大会璀璨落幕 中国力压群芳收获五大奖项
《现代隧道技术》编辑部公告
《现代隧道技术》编辑部声明
《现代隧道技术》杂志专栏征稿启事
2020 中国隧道与地下工程大会(CTUC) 暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第二十一届年会征文通知
2019 年第十届全国运营安全与节能环保的隧道及地下空间科技论坛(1 号通知)
关于启用“科技期刊学术不端文献检测系统”的通知
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