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现代隧道技术
 
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现代隧道技术
 
2015年 52卷 3期
刊出日期:2015-06-25

研究与综述
分析与计算
施工技术
   
研究与综述
1 李乔松1 白云1 李林2
盾构隧道建造阶段低碳化影响因子与措施研究
目前,隧道碳排放主要是通过规划设计阶段的估算或竣工后隧道整体排放量的统计得到,较少考虑每一环隧道碳排放的差异性及其影响因素。文章基于排放系数法,对虹梅南路隧道施工现场能耗进行实时统计,计算出了该隧道工程建造阶段每一环实际碳排放,并结合地层与施工参数对施工碳排放环与环之间的差异性进行了分析探讨。结果表明: (1)盾构施工平均每环碳排放约为56 t,其中材料碳排放约占93%。背景工程通过埋深分档、减少构造钢筋等措施减少了约12 000 t碳排放(即200环的排放量); (2)对于施工碳排放,⑦2粉砂层中由于穿行阻力大、刀盘扭矩高、粉砂对于泥浆破坏强等因素导致隧道每环排放量约为⑤3粘质粉土层中的一倍。通过避免将隧道长距离埋设于⑦2层粉砂中可以有效降低其碳排放量值,而盾构推进距离、隧道埋深对其影响不大; (3)盾构停顿一天产生的碳排放约为4 400 kg,隧道施工过程中应着力提高盾构推进效率,避免盾构机长时间的停顿。盾构的日平均进度保证在3环以上,相比1环日平均进度可减少至少60%的环平均排放量。
2015 Vol. 52 (3): 1-7 [摘要] ( 2950 ) [HTML 1KB] [PDF 1023KB] ( 2305 )
8 严 涛1,2 王明年1 郭 春1 殷 杰1 谢文强1
公路隧道考虑多车型的CO海拔高度系数研究
现行公路隧道通风设计中考虑CO的海拔高度系数取值主要是针对低海拔隧道,而海拔超过2 200 m的取值均按照线性延伸处理。随着汽车技术水平的不断进步以及西部高海拔公路隧道的不断涌现,考虑CO的海拔高度系数规范取值正确与否值得商榷。文章通过对汽油车各车型CO排放量的现场实测,推导了一种考虑多车型的CO海拔高度系数的计算公式,提供了一种较为准确地计算隧道需风量的可行方法。依托某隧道工程实例,分别采用规范中考虑CO的海拔高度系数值以及考虑多车型CO海拔高度系数修正值来计算该隧道需风量及风机功率。通过对比分析,采用考虑多车型CO海拔高度系数修正值计算的风机功率将显著降低。
2015 Vol. 52 (3): 8-13 [摘要] ( 2511 ) [HTML 1KB] [PDF 823KB] ( 1561 )
14 王亚琼1,2 蒋学猛3 武义凯1 谢永利1
公路隧道双洞互补式通风适用性分析
为研究公路隧道双洞互补式通风的适用性,文章基于隧址海拔和温度、隧道长度和纵坡、隧道交通量和交通组成、隧道双洞间距等因素对互补式通风负荷比及通风效果的影响进行计算分析。研究结果表明:当隧道上下行通风负荷比大于1.5或隧道单向纵坡绝对值在 1.5%~2.0%之间时,适宜采用互补式通风;隧道长度在4.5~6 km之间时,采用双洞互补式通风最经济实用;交通量和交通组成的影响关系显示隧道大型车混入率在35%~50%之间时宜考虑采用互补式通风;双洞隧道适合采用互补式通风的最小间距为30 m。
2015 Vol. 52 (3): 14-22 [摘要] ( 2620 ) [HTML 1KB] [PDF 1121KB] ( 2137 )
23 余 莉1 尤哲敏2 陈建平1 孙 洋1 郑 维1
高地应力地区隧道围岩分级研究
隧道围岩分级是隧道施工的重要指导依据,尤其在高地应力地区其对施工的影响是不可忽略的。文章首先介绍了地应力侧压力系数、最大水平主应力方向与洞轴线的夹角α对隧道围岩分级的影响情况,然后通过增加最大主应力方向与洞轴线夹角指标对地应力进行了修正,并且在公路隧道设计规范的基础上,对Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ级围岩增加了亚级分级,更准确地对隧道围岩分级进行了定级。在此基础上,以谷竹高速公路大坪山隧道为工程实例,利用考虑增加地应力大小及方向的方法对其围岩分级进行了修正,得到了与实际开挖较相符的结果。
2015 Vol. 52 (3): 23-30 [摘要] ( 2448 ) [HTML 1KB] [PDF 997KB] ( 1675 )
31 宁茂权
深厚软土明挖隧道基底标高变异及其控制措施研究
深厚软土地层明挖隧道开挖基底隆起和回筑加载后隧道沉降一直是工程界关注的重点问题。文章以温州市域铁路隧道工程为例,对深厚软土地层明挖隧道基底开挖隆起和回筑回填加载后的沉降问题进行了研究。基于分层总和法,采用回弹模量法和复合模量法分别研究了基坑开挖卸载后的基底隆起值和复合地基隧道回筑填土加载后的沉降值,并对不同工况下的基底隆起值和隧道沉降值进行了对比分析。结果表明,深厚软土地层采用复合地基处理后,明挖隧道基底隆起和运营期隧道沉降是可控的,复合地基处理可以达到减少竖向变形、增大地基强度的目的。结合该工程特点,采取了合适的隧道沉降控制措施,可为类似明挖隧道工程施工提供参考。
2015 Vol. 52 (3): 31-38 [摘要] ( 1987 ) [HTML 1KB] [PDF 1108KB] ( 1504 )
39 苏 洁1 张顶立1 杨广武2 牛晓凯1,3 赵江涛1
地铁施工影响下既有桥梁桩基沉降的主动补偿方法
在新建地铁线路穿越既有桥梁施工过程中,传统的被动防护措施存在可控性差、桥梁前期沉降无法弥补甚至有时难以实施等不足。鉴于此,文章提出了既有桥梁桩基沉降的主动补偿方法。该法将桥梁上、下部结构分别按两个独立单元考虑,在实施过程中,通过确定合理的关键技术参数,运用由计算机控制的顶升设备,并在自动化监测系统的保障下,对上部结构的沉降进行主动调整,使其始终保持在安全姿态。该项技术在北京地铁7号线穿越双井桥工程中得到了成功应用。
2015 Vol. 52 (3): 39-46 [摘要] ( 2320 ) [HTML 1KB] [PDF 1293KB] ( 1705 )
47 李永宽1,2 张顶立1 房 倩1
海底隧道建设全过程风险评估分析
海底隧道与其它隧道及地下工程项目相比,更具有复杂性、不确定性和风险大等突出特点。为了保障海底隧道的顺利建设,文章系统地分析了海底隧道建设全过程风险发生的机理,提出了海底隧道全过程风险评估分析的理念,并引入了风险累加的概念,从海底隧道规划、可行性研究、勘察设计、招投标、施工、运营六个阶段为切入点,分析辨识了其主要风险因素;通过风险分析,提出了相应的风险控制措施,并成功应用于青岛胶州湾海底隧道。
2015 Vol. 52 (3): 47-54 [摘要] ( 2122 ) [HTML 1KB] [PDF 1146KB] ( 1723 )
分析与计算
55 潘建立1 高海东2 史培新3
拱北隧道暗挖段管幕组合方案优化研究
拱北隧道口岸暗挖段管幕工程初步设计阶段推荐采用两种直径钢管的组合管幕。在施工设计阶段,结合施工单位的施工水平、现场试验管研究成果及施工经验,对管幕设计进行了优化,统一了管幕钢管直径,调整了断面布置形式,优化了管幕顶进和接收等施工组织方案。考虑流固耦合作用,文章利用有限差分方法对两种方案进行了数值模拟,分析结果表明:统一管幕钢管直径的方案在衬砌变形、内力和地表沉降等方面均优于原方案;开挖引起的孔隙水压力降低会产生土体的固结沉降,冻结区解冻后沉降更加显著。通过综合考虑,统一管幕钢管直径的方案可在不降低管幕稳定性和结构安全度的基础上,降低工程投资,减少设备投入,施工技术方面更加可行,有效降低了施工风险。
2015 Vol. 52 (3): 55-62 [摘要] ( 2030 ) [HTML 1KB] [PDF 1262KB] ( 1643 )
63 李志宏1 李 剑2
曲线顶管管幕管间相互影响研究
曲线顶管管幕施工较直线顶管管幕精度控制难度大、管间相互影响显著、管幕形成更难。文章以港珠澳大桥拱北隧道曲线顶管管幕施工为依托,通过模型试验、数值模拟、现场试验等手段对曲线顶管管幕管间相互影响进行了研究,分析了顶管对土体的累积扰动、土体应变以及管土接触压力、轨迹影响等规律特征。结果表明:顶管顶进过程中,顶管机头前方的地表发生隆起,机头前方土体横、纵向应变增大;模型试验所得土体的位移及应变变化规律与数值模拟结果较为一致;在顶进参数有效控制、施工措施得当的条件下,通过及时测量纠偏,曲线管幕顶管间的相互影响可得到有效降低和控制,可确保顶管形成管幕。
2015 Vol. 52 (3): 63-68 [摘要] ( 2037 ) [HTML 1KB] [PDF 911KB] ( 1635 )
69 赵 瑞1 许 模1 范辰辰2
隔挡式背斜区隧道群地下水渗流场模拟演化
川东隔挡式背斜是一种特殊的岩溶地质构造,当隧道群穿越背斜区时常发生较大规模的工程灾害,并严重影响该地区的地下水环境。目前,在该特殊地质背景下用解析法难以有效预测由隧道开挖所引起的地下水渗流场变化。鉴于此,文章根据研究区水文地质条件,建立了概念模型,采用可视化标准软件Visual Modflow对该区地下水渗流场进行了预测计算。结果表明:在施工阶段,随着隧道群的开挖,渗流场明显改变,水位大幅下降,最大降深48 m,最大影响半径达2.3 km;封堵运营2年后,地下水渗流场基本恢复到开挖前状态,水位逐渐上升,约恢复到原水位下方1 m的位置。由此可见,隧道群开挖对该地区地下水环境的影响程度逐渐降低。通过对比现场实测数据表明,该模拟结果与实际情况吻合度极高,数值法可以较好地模拟预测隧道群开挖过程中隔挡式背斜区的渗流场变化。
2015 Vol. 52 (3): 69-74 [摘要] ( 2393 ) [HTML 1KB] [PDF 925KB] ( 1616 )
75 陈思阳1 朱彦鹏2 黄丽华1
隧道围岩位移的混沌时间序列预测分析
隧道开挖过程中围岩位移不可避免地受到诸多因素的影响,而位移作为围岩内部力学现象的宏观表象具有很强的混沌动力学特性。文章利用现场位移实际观测的一维数据,合理地确定嵌入维数和最佳延滞时间,重构了可以充分反映原动力系统相空间的混沌时间序列。并以混沌时间序列为训练样本,通过模糊神经网络,建立了适合隧道围岩位移预测的混沌时间序列-模糊神经网络模型。结合新建兰州至重庆铁路枣树沟2#隧道围岩位移为例进行了分析与预测。研究结果表明,新模型的预测精度较高,计算收敛速度快,实时稳定,在工程中具有较高的实用价值。
2015 Vol. 52 (3): 75-81 [摘要] ( 1953 ) [HTML 1KB] [PDF 964KB] ( 1354 )
82 刘 鹏1 吉 锋2 温书亿1
隧道水平岩层变形破坏机制的模拟研究
在对隧道围岩体的物质组成和结构力学特征分析的基础上,文章定性分析了某隧道围岩体的变形破坏机制;采用底摩擦试验方法,确定了合理的试验参数,并依据现场岩层层面和节理产状建立了室内地质模型。试验结果表明,围岩体变形可分为三阶段,即弯曲内鼓、拉裂和折断塌落阶段。最后采用2D离散元程序对该隧道开挖过程进行了数值模拟,结果与室内模型试验结果基本吻合,可见采用室内模型试验和离散元数值模拟,能够较好地预测隧道在开挖过程中围岩体的变形特性。
2015 Vol. 52 (3): 82-87 [摘要] ( 1947 ) [HTML 1KB] [PDF 932KB] ( 1508 )
88 丁祖德1 杜永刚1 彭立敏2 施成华2 黄 娟2
基底围岩性状对高速铁路隧道结构动力响应的影响分析
针对隧道结构服役过程中普遍存在的隧道围岩软化和脱空等问题,文章以典型的V级围岩高速铁路隧道结构为工程背景,通过引入混凝土损伤模型和累积损伤理论,建立了多工况高速铁路隧道结构动力响应模型,分析了隧道基底围岩软化和基底脱空对结构动力响应和服役性能的影响。结果表明:隧道底部基岩软化和基底脱空的出现,使得隧道结构受力状况恶化,结构的动位移、加速度、动应力及动力损伤等振动响应指标呈现不同程度的增大。其中,基底围岩性态的改变对隧道底部结构振动响应的影响最为明显。从基底围岩无软化脱空到脱空宽度为1.5 m,底部结构加速度最大增幅13.9%,动拉应力、动压应力最大增幅分别为91.1%和18.1%,动力损伤值增幅达17.6倍;随着基底脱空宽度的增加,底部结构的疲劳寿命急剧减小,严重影响了结构的服役性能。
2015 Vol. 52 (3): 88-94 [摘要] ( 1957 ) [HTML 1KB] [PDF 988KB] ( 1378 )
95 申玉生1 邹成路2 靳宗振3 王京伟1
穿越软硬交界面隧道结构动力响应特性研究
高烈度地震区隧道洞口段穿越软硬交界面易遭受严重破坏。文章依托都汶高速公路龙溪隧道工程实例,采用数值模拟的方法,分析了隧道洞口段穿越不同软硬交界面倾角条件下隧道结构的地震动力响应特性。研究结果表明:隧道在穿越软硬交界面时,强震作用下衬砌结构相对位移明显增大,隧道衬砌在对角线方向的相对位移大于拱顶和仰拱的水平相对位移;在交界面软岩侧,隧道结构的相对位移随着交界面倾角的减小而增大,而硬岩侧地震动却对隧道结构变形影响较小;隧道穿越倾角小于45°交界面时,地震动对隧道上部结构(拱肩和拱顶)安全性能影响最大,安全系数局部小于1;交界面倾角大于45°时,地震动对隧道下部结构(仰拱和拱脚)影响最大。
2015 Vol. 52 (3): 95-102 [摘要] ( 2519 ) [HTML 1KB] [PDF 1135KB] ( 2026 )
103 汪精河 周晓军 毛露露 胡鸿运
地下结构抗震分析中地震动输入方法的比较研究
在地下结构地震响应数值模拟中,地震动输入方式的选取会直接影响到计算结果的精度和可靠性。文章基于粘弹性边界,剖析了加速度输入、位移输入和应力输入三种方法的计算原理,采用ANSYS进行数值算例分析,研究了三种输入方法的差异性。结果表明:三种输入方法得到的衬砌内力幅值包络图相似,数值差异明显;不同输入方法会显著影响粘弹性边界的吸能效果,粘弹性边界应采用与其相适应的应力输入方法。研究内容可为地下结构抗震分析中地震动输入方法的选择提供依据。
2015 Vol. 52 (3): 103-109 [摘要] ( 1788 ) [HTML 1KB] [PDF 1056KB] ( 1486 )
110 郑熹光1 何 平1 张安琪1 李振东2 刘 喆 1 王秀英1
地铁施工对邻近桥梁桩基础内力影响分析
文章采用数值方法研究了城市盾构隧道施工对邻近桥梁单桩、两桩、四桩基础的应力与位移的影响,研究结果表明:(1)隧道施工使单桩近隧道侧轴向应力减小,远隧道侧轴向应力增大,其影响程度随桩与隧道水平距离的增大而减小;(2)隧道施工下穿两桩或四桩群桩基础后,桩身近隧道侧轴向应力增大而远隧道侧轴向应力减小;(3)隧道施工对群桩的影响远大于单桩,其中距隧道较远桩顶两侧应力差在隧道施工后显著增大,承台距隧道较近时远隧道桩上部混凝土可能承受拉应力作用;(4)桩竖向位移随桩与隧道距离增大而减小,若桩底位于隧道底面以下,则隧道施工后桩产生较小沉降值;(5)桩受隧道施工影响一般在桩顶水平位移最大处,桩与隧道较远时位移值随桩深线性减小,较近时呈非线性减小趋势,其中桩上部位移沿桩深减小较快,桩下部位移收敛到定值,桩顶位移在桩与隧道一定距离时最大。
2015 Vol. 52 (3): 110-118 [摘要] ( 2071 ) [HTML 1KB] [PDF 1178KB] ( 1316 )
119 赵武胜1 陈卫忠1, 2 杨 帆
盾构隧道管片混凝土接触面力学性能研究
盾构隧道混凝土管片接触面的力学性能直接影响到衬砌的受力与变形,进而影响隧道的防水与安全。文章开展了混凝土接触面的压缩与剪切试验,研究了不同接触面法向力、不同剪切速率及循环剪切作用下接触面的力学性能。结果表明:随着接触面法向名义应力的增加,接触面法向刚度呈先指数增长后趋于稳定特征,而切向摩擦系数近似呈负指数增长;随着剪切速率的增加,接触面动摩擦系数先减小后趋于稳定;在循环剪切作用下,接触面法向刚度与切向摩擦系数均呈现先增长后趋于稳定的特点。基于接触力学方法,根据试验结果拟合得到了接触面法向力学模型与切向摩擦系数模型。研究成果对管片接头的设计及衬砌结构的受力分析具有一定的参考价值。
2015 Vol. 52 (3): 119-126 [摘要] ( 2147 ) [HTML 1KB] [PDF 993KB] ( 1394 )
127 周舒威1,2 夏才初1,2 葛金科3 王 双1,2 张平阳1,2
粘土中超大直径泥水平衡顶管被动极限支护压力计算方法
为维持顶管施工开挖面稳定,支护压力的设定必须小于被动极限支护压力。文章根据开挖面极限平衡,提出了超大直径泥水平衡顶管在粘性土中适用的开挖面被动极限支护压力计算方法。依照数值模拟计算方法,研究了超大直径顶管的被动破坏模式;再基于破坏模式,给出了被动极限支护压力的计算思路;对实际工程进行数值模拟并与所提方法进行对照,初步验证了所提方法的合理性;最后与其它理论方法进行了比较,并对提出方法的影响因素进行了分析。研究结果表明:水平圆柱体破坏模式为超大直径泥水平衡顶管的被动破坏模式,该被动模式与埋深无关;提出的方法具有合理性,而且计算过程相对简单,在实际工程中适用;水平圆柱体模式计算方法能够用于层状、均质粘性土中,应用条件是顶管开挖面只处在一个土层内;其得到的计算结果合理地低于其它方法,且偏安全;得到的被动极限支护压力随埋深直径比增大而增大,随内摩擦角和粘聚力的增大而增大。
2015 Vol. 52 (3): 127-136 [摘要] ( 2437 ) [HTML 1KB] [PDF 1417KB] ( 2140 )
137 温书亿1 刘 鹏1 胡 凡2
吉隆坡地铁A标段盾构土舱压力的计算与分析
文章以吉隆坡新捷运工程地下北段A标工程为例,基于Horn的三维楔形体破坏理论,采用极限平衡分析法,推导出了在土压及全水头压力作用下满舱土、半舱土、无土三种状态下土舱压力的计算方法,并采用整体分析与局部分析相结合的方法进行了验证。从计算结果可以看出,影响土舱压力的因素主要有水位高度、覆土厚度、粘聚力、覆土及掌子面处的内摩擦角,并对这五个因素进行了敏感性分析。通过运用该方法计算的土舱压力进行掘进并对现场监控量测数据进行分析,地表沉降均满足相关设计要求。
2015 Vol. 52 (3): 137-143 [摘要] ( 2398 ) [HTML 1KB] [PDF 940KB] ( 1482 )
144 周阳宗1,2 聂羽飞3 李 杰3 章 卫2 刘进志3 郭京波3
某型复合盾构刀盘的有限元静动态特性分析与优化
盾构刀盘受力情况的研究可以为盾构施工选型、刀盘的优化设计提供依据。文章在对盾构刀盘进行受力分析的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对东莞地区某型大直径盾构刀盘进行了静力学分析,得到了在复合地层工况下盾构刀盘的应力与变形情况;对刀盘进行模态分析,得到了刀盘的振动特性;对刀盘结构进行优化改进,改善了刀盘的受力情况。结果表明,该型盾构刀盘在复合地层施工过程中刀盘最大应力为251 MPa,低于屈服极限345 MPa;刀盘前6阶固有频率范围为38.803~64.842 Hz,满足强度和刚度要求,有利于在施工过程中控制地面沉降和保证施工的安全,同时也为隧道工程盾构选型提供了依据。
2015 Vol. 52 (3): 144-149 [摘要] ( 2434 ) [HTML 1KB] [PDF 934KB] ( 2048 )
150 魏 纲1 叶 琦2 虞兴福1
杭州地铁盾构隧道掘进对建筑物影响的实测分析
文章基于杭州地铁1号线某区间盾构隧道下穿建筑物工程实例,对双线盾构隧道施工过程中引起的建筑物和地表沉降进行了现场监测,并结合盾构掘进系统的数据,对建筑物和地表的实测沉降数据进行了分析,研究了双线盾构隧道掘进施工引起不同位置、不同结构建筑物的沉降规律。结果表明:盾构施工过程中通过控制注浆量和排土量,能有效地控制建筑物的沉降;建筑物基础底面积越大,监测点的沉降曲线越复杂,越需要严格控制施工进程;建筑物离隧道轴线的水平距离越近,监测点的沉降规律和轴线上方地表的沉降规律也越接近。
2015 Vol. 52 (3): 150-159 [摘要] ( 1995 ) [HTML 1KB] [PDF 1420KB] ( 1942 )
160 周佳媚1,2 蒙国往1,2 严 启1,2 谢曲波3
泥炭质地层盾构掘进地表及建筑物沉降研究
文章结合昆明地铁工程实例,采用数值模拟法研究了隧道底部为泥炭质地层条件下盾构掘进过程对地表及建筑的沉降影响。研究结果表明:泥炭质地层在施工荷载作用下发生超前压缩和沉陷,地表纵向隆起影响范围约为2~3倍的隧道直径,横向沉降影响范围约为7倍的隧道直径且最大沉降值发生在先施工隧道上;掘进面后方30 m以外地表沉降趋于稳定;地表及建筑沉降主要由先施工隧道引起,主要发生在先施工隧道轴线两侧20 m范围内,导致建筑以倾斜和下部结构拉伸破坏为主;为此应根据地表变形规律、建筑与先施工隧道的相对位置关系,采取相应的措施减少建筑破坏。现场实测数据验证了地表及建筑的沉降规律。
2015 Vol. 52 (3): 160-167 [摘要] ( 2288 ) [HTML 1KB] [PDF 1161KB] ( 1668 )
168 谭文辉 孙宏宝 徐潞珩
北京地铁7号线达官营站八导洞开挖方案对比研究
北京地铁7号线达官营站开挖断面大,土质情况复杂,地下管线众多,地表为车流量大的广安大街且近距离下穿人行过街天桥。为了确保车站暗挖施工安全及市政设施正常运行,文章采用FLAC3D软件,建立了达官营车站导洞模型,对导洞不同开挖方案进行了对比研究。研究结果表明,先进行上部小导洞开挖比先进行下部小导洞开挖导致的拱顶、管线及地表沉降都小,衬砌受力更合理。因此,选择了先进行上部小导洞开挖的方案。在小导洞开挖过程中进行了导洞拱顶、管线及地表沉降的动态监测,监测结果与数值模拟结果较为一致,进一步验证了所采取的开挖方案的合理性,也表明利用数值分析方法预测沉降是可行的。
2015 Vol. 52 (3): 168- [摘要] ( 2057 ) [HTML 1KB] [PDF 1072KB] ( 1320 )
175 王春浩
超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析
文章基于唐家塬超大断面黄土隧道工程实例,采用常用的五种围岩压力计算方法分别计算了围岩压力,并与实测值进行了对比分析,得出了现场实测垂直压力与太沙基理论计算结果基本吻合的结论。在此基础上提出了太沙基理论侧压力系数修正方法,并推荐采用修正后的太沙基理论作为唐家塬隧道的围岩压力计算方法。针对现有隧道深、浅埋界定标准的问题,提出了以中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深、浅埋界定数值模拟方法。由此认为,唐家塬隧道为浅埋隧道,隧道深浅埋界限为90 m。
2015 Vol. 52 (3): 175-181 [摘要] ( 2258 ) [HTML 1KB] [PDF 944KB] ( 2099 )
182 王 文1,2 朱维申1 张敦福3
某地下洞室群分步开挖支护的非连续变形分析
文章分别从岩体的分步支护以及相应的收敛准则两方面对已有的非连续变形分析程序进行了改进,并应用改进的程序分析了含有随机节理的某大型水电站地下洞室群的围岩稳定问题,着重研究了施工因素的影响,突出了对分步开挖支护过程的模拟计算分析,并且通过与实际工程监测值的比较,验证了该方法的有效性。通过围岩破坏区深度和关键点的位移比较了三大洞室(主厂房,主变室,尾调室)不同的开挖顺序对围岩稳定性的影响和重点支护的关键部位,并对支护方案进行了优化。研究结果表明,此工程中先开挖主厂房与尾调室,再开挖主变室为最优开挖顺序,并且尾水调压室为洞室群支护的关键部位,可以通过在关键位置增加锚索支护的方式改善其围岩的应力状态。
2015 Vol. 52 (3): 182-188 [摘要] ( 1938 ) [HTML 1KB] [PDF 1013KB] ( 2086 )
189 陆中玏1,2 吴 立1,2 李 波1,2 张学文3
地质参数分析与隧道超挖预测优化研究
隧道超挖会增加施工成本,有可能还会引发坍塌、大变形等问题。文章以明山隧道超挖控制工程为例,分析了其超挖特征,并构建了以爆破参数为试验常量、有效地质参数为输入量、实际超挖量为输出量的预测模型。通过采用线性(FDA)、非线性(CG)和智能预测(SVM)方法对隧道超挖进行了预测和判别比较,结果表明:3种预测方法的相关性系数(R2)分别为0.694, 0.718和0.947;其中,FDA预测模型相关性系数最小,CG预测模型较FDA预测模型的相关性系数精度有微小提高,SVM预测模型具有最高的相关性系数,预测精度显著提高,且在数据变化突兀点仍能表现出较强的适应性;SVM预测模型可以实现高精度定量的超挖优化预测,而CG预测模型可以提供快速且精度可控的简单预测。
2015 Vol. 52 (3): 189-192 [摘要] ( 2511 ) [HTML 1KB] [PDF 623KB] ( 1579 )
193 石 熊 张家生 刘宝琛
大断面浅埋偏压隧道CRD法施工工序研究
文章以良村隧道CRD法施工为工程背景,布设了变形监测点及内力测试元件,分析了CRD法施工隧道围岩变形情况及结构内力特征,并对CRD法施工隧道在不同开挖顺序下的开挖过程进行了数值模拟,分析比较了不同开挖顺序时的围岩位移、应力变化情况。结果表明:CRD法对各分部施工工序影响较大,且各分部对拱顶下沉的影响程度从大至小依次为①部、②部、③部和④部;隧道内侧围岩压力大于外侧,钢支撑内力均为压应力,且拱腰位置轴力大于其它部位。比较隧道开挖变形的差异以及结构的受力特点,结合数值分析结果,得出了山体外侧先开挖方案无论在围岩变形还是隧道结构受力方面相比于山体外侧后开挖都较小,安全系数相对较高。因此,合理的施工工序应该是先进行山体外侧开挖并施作初期支护,然后再在山体内侧开挖施工。
2015 Vol. 52 (3): 193-199 [摘要] ( 2373 ) [HTML 1KB] [PDF 969KB] ( 1620 )
施工技术
200 肖广智 薛 斌
向莆铁路隧道道床积水、轨道隆起病害整治技术
文章针对向莆铁路雪峰山等4座隧道底部出现的道床积水、轨道隆起等病害情况,分析了病害产生的原因,通过对病害的探查,提出了 “泄水降压、底部加固、水流归槽”为原则的整治技术方案。工程实施效果表明,整治后的无砟轨道道床隆起段轨道标高恢复正常,重新精调后的无砟道床结构稳定,道床内基本无积水或归槽后仅有少量水。最后针对铁路隧道底部渗水、承压水导致的无砟轨道道床开裂、隆起病害,提出了加强隧道防排水设计以及加强施工工艺和质量控制的建议。
2015 Vol. 52 (3): 200-204 [摘要] ( 2106 ) [HTML 1KB] [PDF 717KB] ( 1517 )
205 黄雄军
含瓦斯突出隧道破坏机理及其控制探讨
瓦斯是隧道施工地质灾害之一,瓦斯突出给工程施工造成的危害性极大。文章结合某铁路瓦斯高风险隧道工程施工实例,对隧道瓦斯突出的破坏机理进行了研究,从超前地质预测预报、瓦斯监测、施工通风、揭煤方式等方面探讨了隧道施工瓦斯突出的预防、控制和安全措施。结果表明:(1)瓦斯突出是一种复杂的动力现象,是突出的煤体、岩石、瓦斯和应力场等多种因素作用的结果,煤岩体所积存的弹性应变能和瓦斯内能是瓦斯突出发生的能量,地应力突变和掘进施工的扰动是激发瓦斯突出的诱因;(2)铁路隧道瓦斯突出主要是掌子面存在薄弱点或面,在掘进施工的扰动下,如果预防措施不到位,容易产生瓦斯突出;(3)以超前水平钻孔、加深炮孔探测和瓦斯测定技术为主,各种物探方法相结合的综合超前地质预测预报系统,是预防瓦斯突出的重要手段;(4)采用瓦斯排放、揭煤、通风、结构处理等技术措施,结合安全标准化管理系统,能够有效规避施工安全风险。
2015 Vol. 52 (3): 205-210 [摘要] ( 2187 ) [HTML 1KB] [PDF 949KB] ( 1475 )
211 张团结1 汪远平2
盾构下穿城市房屋施工风险与对策研究
文章针对无锡地铁1号线(大学城站—雪浪站)区间盾构下穿房屋特殊工况,进行了风险评估及处理。一是针对下穿房屋深水井,计算了屋内水井位置的土压力强度,并对在注浆压力作用下可能被击穿的水井进行了回填处理;二是针对下穿老旧房屋施工的安全,开展了房屋基础结构形式、使用情况及房屋安全性能、可控沉降量的调查评估,提出了盾构机均匀连续掘进、少纠偏、勤监测等施工对策。 结果表明:土压力强度计算方法、盾构掘进参数控制、盾构姿态调整及监控量测手段是可行且正确的,达到了施工安全性的要求;盾构下穿房屋沉降量最大值为8.2 mm,无任何险情出现。
2015 Vol. 52 (3): 211-215 [摘要] ( 1845 ) [HTML 1KB] [PDF 785KB] ( 1528 )
216 谢达文
悬臂式掘进机与控制爆破组合式隧道开挖技术试验研究
在较软岩浅埋隧道穿越城区时,爆破施工震动会对周边居民和建筑产生干扰甚至造成危害,需要采取特殊减震措施。文章以重庆枢纽铁路新红岩隧道为例,通过引进隧道悬臂式掘进机、铣挖机等机械设备,研究了悬臂式掘进机与控制爆破组合式隧道开挖方法。实际工程效果表明,悬臂式掘进机与控制爆破组合式开挖方法能明显降低施工震动,具有良好的施工效果。悬臂式掘进机与控制爆破组合式开挖方法可运用于埋深在15~20 m的隧道段落,对于15 m以下埋深的隧道段落,建议采取半断面全机械开挖法施工。
2015 Vol. 52 (3): 216-220 [摘要] ( 577 ) [HTML 1KB] [PDF 717KB] ( 2047 )
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
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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)
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