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现代隧道技术
 
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现代隧道技术
 
2017年 54卷 1期
刊出日期:2017-02-25

研究与探讨
特约稿
分析与计算
施工技术
   
特约稿
1 竺维彬 1 钟长平 2 黄威然 2 贺 婷 1 张部令 3 祝思然 2
盾构掘进辅助气压平衡的关键技术研究
对于埋深大、 裂隙水发育的岩石地层以及富水、 气密性好的复合地层, 按常规全土压掘进模式, 盾构负荷大, 刀具磨损快, 经常发生喷涌, 导致效率低下、 同步注浆质量差。文章在总结分析广州地铁一号线、 二号线、 三号线、 十三号线实践经验的基础上, 提出并明确了盾构施工 “气压平衡” 模式的定义和优缺点, 研究了 “气压平衡” 掘进的关键技术, 分析了采用该模式的次生风险并给出了预防和应急对策, 对类似地层盾构施工具有重要的指导作用和借鉴意义。
2017 Vol. 54 (1): 1-8 [摘要] ( 1135 ) [HTML 1KB] [PDF 2414KB] ( 1847 )
研究与探讨
9 韩高升 1 王秀英 2 王北华 2
机械预切槽法施工过程中槽内混凝土相关问题研究
机械预切槽法结合了盾构的盾壳保护开挖理念和新奥法处理复杂地层自由灵活的理念, 在预筑拱的保护下可以进行下部隧道大断面开挖。这种方法在土砂等强度极低场合以及近接施工方面具有显著的优势, 是一种很有发展潜力的隧道施工方法。文章结合当前预切槽法试验中槽内混凝土喷灌困难这一难题, 在资料调研及计算分析基础上, 论述了预切槽法对槽内混凝土强度及其它性能的特殊要求, 计算得出双线大断面黄土隧道切槽内混 凝土 8 h抗压强度应达到 12 MPa, 研究提出要解决槽内混凝土难以喷灌的问题, 需要改进传统的喷混凝土设备, 同时要优化混凝土配比并进行切槽混凝土的室内试验和现场取芯试验对比。
2017 Vol. 54 (1): 9-16 [摘要] ( 1132 ) [HTML 1KB] [PDF 2671KB] ( 1981 )
17 李晓军 1, 2, 3 洪弼宸 3 杨志豪 4
盾构隧道结构健康监测系统设计及若干关键问题的探讨
盾构隧道运营期一般长达 50~100 a, 随着越来越多的跨江、 大埋深、 大直径、 长距离盾构隧道的建成与投入运营, 盾构隧道结构健康监测系统已得到高度的重视。文章在对隧道结构健康监测系统调研的基础上, 结合盾构隧道的特点, 给出了盾构隧道结构健康监测系统的定义, 即以盾构隧道结构长期监测为基础, 以数据分析和力学分析为主要手段, 以验证关键设计参数与指标、 结构服役性能评价与预警、 合理配置养护资源为主要目标的数据采集、 管理与分析综合系统; 提出了盾构隧道结构健康监测系统组成, 包括: 数据采集、 传输与存储子系统, 数据集成、可视化与预警子系统, 数据分析与评价子系统; 详细介绍了各个子系统的内容与设计方法; 讨论了监测内容与位置的选取、 传感器选型、 数据综合集成、 健康监测可视化、 结构健康评价方法以及与维护养护的关系等关键问题及其在上海长江隧道等实际工程中的处理方式; 最后对盾构隧道结构健康监测系统的设计与实施提出了一些具体的建议。
2017 Vol. 54 (1): 17-23 [摘要] ( 1250 ) [HTML 1KB] [PDF 1242KB] ( 1663 )
24 骆建军 1 雷 刚 2 华福才 2
基于 AHP的地铁隧道防排水型式设计及应用研究
对地铁隧道防排水型式进行合理的评价及选择, 是减少运营期间隧道渗漏水的有效途径。以往对隧道防排水型式的选择基本上都是采用隧道涌水量这一单一因素进行评价和分析, 尚缺乏对排水型式的综合评价系统研究。文章在已有地铁隧道防排水设计研究的基础上, 提出基于 AHP法的地铁隧道防排水型式判断系统, 建立层次分析评价数学模型, 确定影响地铁隧道防排水影响因素的层次指标权重, 根据建立的防排水型隧道的判断准则及标准, 实现防排水型式选择的定量化。工程实例表明, 建立的模糊综合评价方法与实际情况相符。由于影响因素的隶属度和权值依赖于评估或经验, 其推广应用还需进一步研究并结合实体工程进行验证。
2017 Vol. 54 (1): 24-30 [摘要] ( 1001 ) [HTML 1KB] [PDF 1541KB] ( 2012 )
31 吕瑞虎
城市地铁TBM施工适应性评价研究
为探究城市环境中TBM施工地铁隧道的适应性, 使目前定量的适应性分析向定性与定量相结合的适应性评价过渡, 并为今后TBM选型储备详实的基础数据, 文章以重庆轨道交通六号线一期TBM试验段工程为例, 通过对适应性评价影响因素的全面对比分析建立了评价指标体系, 探索性地提出了适应性评价准则, 并运用层次分析法及工程类比法确定了诸多评价指标的得分与权重, 最终通过评价准则对城市地铁TBM施工适应性进行了综合评价。结论与建议如下:(1)本工程 TBM施工适应性评价结论为 A-优秀;(2)针对不同工程, TBM适应性评价体系应作相应调整;(3) TBM适应性评价指标得分值得商榷, 今后可进行深入研究;(4) 适应性评价准则应当随着工程资料的更新而逐步修正完善。
2017 Vol. 54 (1): 31-39 [摘要] ( 1089 ) [HTML 1KB] [PDF 1398KB] ( 1702 )
40 李 涛 1, 2 张玉春 2 马 剑 1 肖 晗 2
大断面隧道水雾抑制熄灭柴油池火的试验研究
文章依据Froude相似准则开展1∶10缩小尺寸模型试验, 研究了不同喷嘴压力下水雾抑制熄灭柴油池火过程中的物理参数变化规律, 重点分析了有/无水雾作用下火源上方顶棚处温度、 火羽流竖向温度、 火区辐射强度以及纵向烟气温度变化规律。结果表明: 弱羽流火灾竖向最高温度出现在燃料表面上方 20 cm高度附近的连续火焰区, 而且火灾全面发展阶段中期至后期隧道火灾危险性最大; 依据试验现象及温度数据, 将水雾喷嘴工作压力分为非控火水雾压力(0.2 MPa)、 控火水雾压力(0.4 MPa)以及灭火水雾压力(0.6 MPa、 0.8 MPa), 水雾与火羽流持续作用时隧道顶部流动的水汽烟气混合物及隧道整体烟气浓度降低; 隧道顶部烟气温度纵向变化可分为大幅度衰减区以及平稳衰减区; 水雾控火作用下火羽流降温明显且冷却后火焰温度低于燃点温度。
2017 Vol. 54 (1): 40-47 [摘要] ( 1151 ) [HTML 1KB] [PDF 3696KB] ( 1617 )
48 何世永 1 梁 波 1, 2 罗 红 3
不同隧道侧壁涂料对汽车司机视觉反应的研究
驾驶员前方视野直接影响其对危险状况的预判和处理, 侧壁属于驾驶员驾车经过公路隧道时前方视野感知域的重要组成部分, 因此对行车安全具有一定的影响。文章首先采用分光辐射式亮度计对不同侧壁材料的照明参数进行测定, 然后结合自主研发的公路隧道照明环境模拟和效果评价装置开展试验, 通过室内模拟具有相同亮度指标的公路隧道照明环境, 以反应时间评价视野感知域内三种侧壁涂料对驾驶者视觉功效的影响, 从而探索公路隧道照明安全节能的新途径。试验结果表明: 使用蓄光反光涂料的公路隧道侧壁可显著提高照明环境亮度; 在同种 LED灯照明条件下, 使用反射率较高且反射光光谱中黄绿光成分较多的侧壁涂料有助于提高驾驶者的视觉功效, 从而有利于公路隧道的行车安全和照明节能。
2017 Vol. 54 (1): 48-54 [摘要] ( 1072 ) [HTML 1KB] [PDF 2352KB] ( 1940 )
55 郭如军 1, 2 何发亮 2
隧道施工突水致灾构造及其分类
隧道施工期突水具有普遍性、 突发性和灾害严重性等特点, 为隧道工程界所广泛关注。文章基于以往隧道施工突水灾害与引发突水灾害的不良地质体之间的关系, 总结提出了包括充水 (泥水混合充填) 岩溶、 未胶结富水压性断层强烈挤压破碎带、 未胶结富水张性断层、 地下向斜蓄水构造、 富水顺层错动 (节理密集发育岩体) 破碎带和充水废弃矿巷等 6种可能导致隧道施工突水灾害发生的突水致灾构造; 根据突水致灾构造构成、 可能的隔水岩土盘类型和工程处理措施适宜性, 提出了突水致灾构造分类的三项原则, 将突水致灾构造划分成完全充水体构造和裂隙空隙/孔隙含水体构造, 并提出了相应工程处理措施。
2017 Vol. 54 (1): 55-60 [摘要] ( 1147 ) [HTML 1KB] [PDF 509KB] ( 1801 )
61 郭建祥 王 兵 王晓军 杨金秋
成都地铁工程施工安全质量隐患排查要点探讨
地铁工程施工涉及安全、 质量问题。文章结合国内外地铁工程施工安全、 质量管理技术现状以及成都地铁施工的主要工程地质问题和主要风险, 简要介绍了成都地铁施工安全质量隐患排查要点编制依据及适用条件, 详细介绍了地铁施工安全质量隐患排查要点的主要内容。研究成果对有效指导成都轨道交通工程各参建单位开展安全质量隐患排查治理工作具有重要意义。
2017 Vol. 54 (1): 61-67 [摘要] ( 1115 ) [HTML 1KB] [PDF 1393KB] ( 1663 )
分析与计算
68 余世为 1 刘成禹 1, 2
基于地震波法测定岩体弹性抗力系数
围岩弹性抗力系数是隧道结构设计的重要参数, 其原位测试具有难度大、 费用高的特点。基于此, 文章提出一种根据隧道地震波反射法进行超前地质预报实测的围岩地震波波速计算其弹性抗力系数的方法。首先根据实测地震波波速计算围岩的动弹性参数, 然后利用前人得出的岩体动、 静弹性参数关系计算围岩的静力学参数,以此为基础计算围岩的弹性抗力系数。文章以赣龙汀州隧道为例, 采用上述方法获得了该隧道Ⅲ、 Ⅳ级围岩的弹性抗力系数, 分别为0.54~1.19 GPa/m和0.24~ 7.6 GPa/m。计算数值与我国 《铁路隧道设计规范》 中Ⅲ、 Ⅳ级围岩的弹性抗力系数吻合, 这说明根据地震波反射法进行超前地质预报所获得的围岩地震波波速确定围岩弹性抗力系数是一种可行的方法。
2017 Vol. 54 (1): 68-73 [摘要] ( 1145 ) [HTML 1KB] [PDF 1408KB] ( 1613 )
74 张连震 张庆松 张 霄 李志鹏 王德明 赵 鹏
动水条件下渗透注浆扩散机理研究
渗透注浆过程中, 地下水流动对浆液扩散过程有显著影响。基于此, 文章应用流体两相渗流理论描述动水条件下的渗透注浆扩散过程, 并建立相应的有限元模型对注浆过程进行数值模拟, 分析了动水条件下的浆液扩散规律及浆液扩散范围影响因素。研究结果表明: 动水条件下浆液沿顺水流方向呈轴对称的U形分布, 动水流场限制注浆影响范围; 浆液横向扩散与纵向扩散、 顺水扩散与逆水扩散存在明显差异性, 注浆压力与浆液流速在注浆孔附近衰减显著; 地下水流场与注浆压力是影响浆液扩散范围的主控因素, 浆液扩散范围与注浆压力正相关而与动水流速负相关; 最后对动水条件下的渗透注浆设计及工艺提出了改进方法。
2017 Vol. 54 (1): 74-82 [摘要] ( 1003 ) [HTML 1KB] [PDF 3324KB] ( 1686 )
83 赵红泽 1 郑群飞 1 朱建明 2 高晓将 3
楔形体模型的简化计算方法
目前用于求解盾构开挖面极限支护力的理论计算公式参数都较多且计算较为繁琐。文章基于目前使用较为普遍的楔形体理论计算模型对极限支护力的简化计算方法进行了研究。研究发现: 当砂土的内摩擦角在20°~70°范围内时, 其计算值的对数 lnσT与砂土的内摩擦角φ近似呈线性关系; 而且在不考虑地面附加应力的影响下, 当砂土的重度、 盾构开挖面直径和盾构埋深不同时, lnσT与φ的关系曲线近似平行。文章通过线性拟合的方法,在一定范围内通过引入砂土重度影响系数a、 盾构开挖面直径影响系数b和埋深影响系数c得到了考虑砂土重度、 盾构开挖面直径和埋深等因素影响的盾构开挖面极限支护力的简化计算公式, 简化了盾构开挖面极限支护力的求解过程。
2017 Vol. 54 (1): 83-88 [摘要] ( 1038 ) [HTML 1KB] [PDF 2404KB] ( 1525 )
89 王志良 申林方 伍 曾
盾构隧道局部渗漏水对周围土体孔隙水压力的影响
文章基于复变函数的保角变换方法将含有隧道的半无限平面映射为同心圆环计算域, 将隧道周围土体视为均质连续各向同性的饱和介质, 通过边界配点法控制盾构隧道局部渗漏水的边界条件, 并将解析法与数值法相结合求解了稳定渗流时饱和土体二维渗流的基本微分方程, 得到了盾构隧道局部渗漏水引起周围土体孔隙水压力变化的半数值半解析解。结合工程算例, 应用该计算方法探讨了隧道渗漏水范围、 渗漏水位置、 地表与隧道渗漏水边界处总水头差等因素对隧道周围土体孔隙水压力的影响。研究结果表明: 盾构隧道发生侧向渗漏水时, 周围土体孔隙水压力在水平向 1倍隧道中心埋深的范围内变化较大, 且渗漏水范围越大, 其衰减速度越显著; 隧道渗漏水引起的地表与隧道渗漏水边界处总水头差越大, 其对土体孔隙水压力的影响越显著, 且孔隙水压力的减小量与总水头差呈等比例变化; 隧道侧向渗流量随地表与隧道渗漏水边界处总水头差的增大而增大, 且两者呈线性关系。
2017 Vol. 54 (1): 89-95 [摘要] ( 1024 ) [HTML 1KB] [PDF 2095KB] ( 1789 )
96 杨小平 1 许 饶 1 刘庭金 1, 2 伍尚勇 1
地铁暗挖隧道二次衬砌水头控制值及影响因素研究
文章结合广州某地铁暗挖隧道二次衬砌结构特点, 通过三维数值模拟, 研究了外水压力作用下二次衬砌的渐进性破坏过程, 获得了二次衬砌各受力阶段对应的水头控制值, 并针对影响二次衬砌水头控制值的相关因素进行了参数敏感性分析。根据现场检测结果, 分析论证了某暗挖地铁隧道二次衬砌结构出现局部垮塌事故的主要原因。研究结果表明: 广州地铁常规单线暗挖隧道二次衬砌的起裂开裂水头为 30 m, 水头大于 47 m后裂缝深度将超过保护层厚度, 大于 74 m后混凝土压碎, 大于 90 m后钢筋屈服, 大于 95 m后裂缝贯通截面; 为保证二次衬砌的耐久性, 水头控制值应设定为 47 m; 对二次衬砌进行合理配筋并确保二次衬砌厚度, 可有效提高二次衬砌的水头控制值; 某隧道二次衬砌出现局部垮塌事故的主要原因为较高外水压力作用下二次衬砌厚度严重不足所致。
2017 Vol. 54 (1): 96-104 [摘要] ( 1027 ) [HTML 1KB] [PDF 2359KB] ( 1574 )
105 王新胜 1 左伟芹 2 周成涛 1 陈 玉 1 侯亚彬 1
基于非齐次指数函数灰色模型的隧道围岩变形预测
准确地测量、 预测围岩变形是保证隧道施工安全的重要措施之一。围岩变形具有时间序列的单调增长性和随机性等特点, 针对其特点, 文章采用常规 GM(1,1)模型、 齐次指数函数灰色模型、 非齐次指数函数灰色模型,对隧道的围岩变形进行了预测与对比分析。结果表明, 常规 GM(1,1)模型、 齐次指数函数灰色模型、 非齐次指数函数灰色模型三种模型的中误差分别为 7.16%、 5.01%、 2.99%, 最终沉降预测值相对误差分别为-8%、 -5.52%、 -3.05%。非齐次指数函数灰色模型具有较高的精度, 在隧道围岩变形预测中具有广泛推广的应用价值。
2017 Vol. 54 (1): 105-109 [摘要] ( 1053 ) [HTML 1KB] [PDF 787KB] ( 1628 )
110 梁小勇 靳 静 张春会
卵石地层地铁隧道近接施工位移特征研究
以北京地铁 9号线某区间隧道近接既有铁路桥梁施工为背景, 文章基于 Hardening-soil本构模型采用三维数值计算与现场实测结果相对比的方式, 研究卵石地层地铁隧道近接既有铁路桥施工的位移特征。研究得出的结论为: (1) 卵石地层岩体较为松散, 胶结性较差, 围岩稳定性较低, 可引入 Hardening-soil模型模拟其应力-应变关系; (2) 区间隧道开挖引发的竖向位移主要集中在隧道拱顶部位, 并随着向地层深部的发展逐渐衰减; (3) 地铁区间隧道施工引发的地表沉降可认为是两条单洞隧道地表沉降曲线的叠加, 现场实测与数值计算得出的规律一致;(4) 既有铁路桥结构最大位移值小于 《铁路线路修理规则》 的容许位移, 现有开挖方式和支护参数满足既有结构安全运营条件; (5)地铁区间隧道开挖引发的地层、 既有桥梁结构水平位移整体较小; (6)区间隧道开挖引起的土体扰动主要集中在隧道洞周 5.4 m范围内。
2017 Vol. 54 (1): 110-115 [摘要] ( 1061 ) [HTML 1KB] [PDF 2189KB] ( 1648 )
116 王 辉 1 赵文娟 2
叠交隧道设计参数对既有隧道稳定性影响的动态模拟研究
在既有隧道下方新修隧道, 其间距及交叉角度是影响工程稳定性的重要设计参数。为研究不同间距及交叉角度对既有隧道的影响, 文章基于ABAQUS平台, 利用Python语言编程建立能够模拟间距及交叉角度动态变化的参数化模型, 分析不同间距及交叉角度对既有隧道关键点变形的影响规律; 基于Matlab语言编制有限元优化分析计算程序, 以既有隧道关键点变形最小作为优化目标, 对建立的动态模型进行计算, 提出了适合于依托工程建设的间距及交叉角度的最优组合; 将优化计算结果与工程现场监测数据进行对比, 验证了文章计算结果的有效性和计算方法的优越性。其研究成果丰富了叠交隧道施工影响的仿真计算方法, 对类似工程的设计和施工具有一定的指导意义。
2017 Vol. 54 (1): 116-122 [摘要] ( 1020 ) [HTML 1KB] [PDF 2726KB] ( 1737 )
123 陈 凯 1, 2 丁 智 2 顾晓卫 3 魏新江 2 葛国宝 2
考虑施工扰动影响下地铁工后沉降及孔压变化数值分析
目前, 地铁施工引起的地基土变形和孔压变化已受到广泛重视。文章依据Henkel提出的三向应力条件下的超孔隙水压力理论, 求得隧道起拱线处初始超孔隙水压力, 通过MIDAS-GTS建立三维有限元模型, 对杭州地铁工后固结进行数值模拟, 分析了受施工扰动影响的工后不同时间段内地基土沉降和孔压分布规律。结果表明: 施工完成后, 土体中的超孔压分布呈左右对称分布, 且孔压的消散程度与地基土固结度基本一致; 固结沉降主要发生在盾构掘进初期, 最大值出现在地表处; 固结度越高, 由地铁运行所引起的孔压变化量越小。
2017 Vol. 54 (1): 123-129 [摘要] ( 1028 ) [HTML 1KB] [PDF 2796KB] ( 1844 )
130 金美海 1, 2 李栋梁 1, 2 刘新荣 1, 2 刘丰铭 3
不同坡度偏压黄土隧道预留变形量的研究
由于黄土独特的物理力学性质以及偏压隧道特殊的不对称受力形式, 使得浅埋偏压黄土隧道的预留变形量不同于一般隧道情况。文章以山西省孙家沟隧道为依托工程, 通过对现场监测数据进行整理, 利用最小二乘法进行回归分析, 并使用有限元软件 ANSYS进行数值模拟验证, 得出了浅埋偏压黄土隧道围岩变形随偏压坡度变化的规律。研究表明, 对于偏压坡度为 15°~45°的 V级围岩浅埋双洞黄土隧道, 浅埋侧隧道的预留变形量可取为10~15 cm; 而对于深埋侧隧道, 当偏压坡度分别约为 15°, 30°和 45°时, 可分别预留约 20~25 cm, 25~30 cm和 28~33 cm的变形量。
2017 Vol. 54 (1): 130-137 [摘要] ( 1084 ) [HTML 1KB] [PDF 3129KB] ( 1813 )
138 赖金星 1, 4 邱军领 1, 4 刘 炽 1, 2 潘云鹏 3 胡 昭 1, 4
盾构隧道管片裂缝开展规律数值试验
管片裂缝会影响盾构隧道衬砌结构性能。为研究管片裂缝开展规律, 文章以西安地铁某区间隧道涌水事故导致管片裂缝病害为背景, 利用ANSYS软件SOLD65单元建立三维非线性模型, 分析管片裂缝开展规律。结果表明:(1) 无空洞条件下, 荷载小于2倍设计值时, 管片无裂缝; 当荷载位于2.5倍设计值和4倍设计值之间时, 裂缝数量逐步增加, 裂缝数量与荷载关系近似呈S曲线;(2) 依托工程空洞条件下, 当施加设计荷载时, 出现偏压现象, 随着荷载增大裂缝开展较快, 当施加荷载达到2.7倍设计荷载时, 裂缝急剧增加, 裂缝分布不对称, 空洞周边裂缝密集,大于3倍设计荷载时, 结构失稳破坏。文章研究结果可为病害处治提供理论依据, 为类似工程提供借鉴。
2017 Vol. 54 (1): 138-144 [摘要] ( 1081 ) [HTML 1KB] [PDF 3491KB] ( 1773 )
145 江宗斌 1 姜谙男 1 胡雪峰 2 刘义河 2 陈 维 2 刘贵有 2
基于位移-应力多元信息的公路隧道智能反分析研究
考虑到位移反演单一控制条件的局限性, 文章提出基于位移-应力的多元信息联合智能反分析方法。该方法基于差异进化算法 (DE算法) 的控制变量少、 收敛速度快、 适应性强等诸多优点, 将自动化采集系统与三维数值模拟相结合, 对隧道施工过程进行实时监测、 反馈、 分析。文章以抚松隧道工程为例, 首先根据抚松隧道的地质和施工设计特点, 在ZK276+354断面处布设传感器, 采集施工过程中的测点位移、 应力等数据; 然后建立复杂三维精细化数值模型, 设计25组正交方案进行正算, 通过极差分析和拟合方法建立围岩各参数与位移值、 应力值之间的 映射关系回归模型; 联合传感器监测数据和常规监测数据进行位移-应力反分析, 搜索获得准确的围岩力学参数。结果表明该联合反演方法可以为隧道施工安全提供重要参考。
2017 Vol. 54 (1): 145-152 [摘要] ( 986 ) [HTML 1KB] [PDF 3085KB] ( 1596 )
153 李元海 1, 2 杨 帆 1, 2 刘继强 3 彭 辉 4 李建华 5
基于SuperMap Objects的地铁施工安全监测信息系统研制与应用
高效率的监测信息管理在地铁工程施工过程风险监控中占据着十分重要的地位。文章基于国产 GIS组件平台 SuperMap Objects, 以北京地下直径线工程为应用背景, 通过监测系统关键技术研究和软件二次开发, 研制了具有监测电子地图、 数据集工程含义、 里程信息表达等特色功能的地铁施工安全监测信息管理系统。该系统集成了电子地图制作和编辑以及远程实时监测功能, 提出了比较完备的地下工程安全监测信息综合管理系统的总体框架结构, 给出了监测信息系统的快速构建方法和流程, 并在北京地下直径线、 深圳、 天津等城市地铁以及公路隧道工程中进行了应用与推广。实践证明, 本文研制的基于 SuperMap Objects的地铁施工安全监测信息系统具有较强的实用价值和良好的应用推广前景。
2017 Vol. 54 (1): 153-159 [摘要] ( 1119 ) [HTML 1KB] [PDF 2587KB] ( 1692 )
160 付学问 1 薛亚东 2, 3 李彦杰 2, 3
基于 Web的隧道工程建设安全风险可视化研究
隧道工程建设过程中存在地质勘测及施工管理不到位等情况, 隧道塌方等事故时有发生, 对施工人员的生命安全造成极大威胁。文章通过引入贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)方法, 综合利用历史事故案例数据库和专家经验数据, 建立了塌方风险分析模型, 以定量化的风险发生概率为风险基准设定了隧道施工的容许位移量和容许位移速率, 并提出了基于Web平台的隧道工程建设安全风险可视化系统, 实现了隧道施工过程中变形的实时监测、 变形预测和现场安全风险预警可视化。该系统在工程中的实际运用, 表明所提出的理论方法与系统具有工程预警实用效果。
2017 Vol. 54 (1): 160-167 [摘要] ( 1066 ) [HTML 1KB] [PDF 3336KB] ( 1961 )
168 姜志威 1 白 云 2 苏权科 3
大型沉管隧道管节接头刚度特性研究
沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能, 在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象, 建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型, 对管节接头的受力变形特征进行了分析, 分别得到了管节接头轴向压缩度、 弯曲刚度与轴向压缩荷载、 压缩弯矩之间的变化规律。结果表明: 轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大; 轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下, 弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外, 结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素, 并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果, 模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。
2017 Vol. 54 (1): 168-174 [摘要] ( 1057 ) [HTML 1KB] [PDF 2502KB] ( 1737 )
175 彭泽宇 1, 2 刘祚秋 2
海底沉管隧道管段海上系泊方式研究
海底沉管隧道管段海上系泊阶段的结构运动响应及布缆方式, 直接影响其水上施工的安全性和经济性。针对某沉管隧道管段系泊工程, 文章利用基于三维势流理论的水动力软件 AQWA建立管段海上系泊仿真模型, 分别对五种不同的系泊方式进行时/频域分析,探讨了布缆方式对沉管管段运动响应及缆索受力的影响。结果表明: 管段在高频区域内稳定性较好, 响应幅值很小; 四缆系泊方式在实际工程中不可采用; 八缆系泊方式较安全; 在海况较好的情况下, 可以采用更加经济的六缆系泊方案。
2017 Vol. 54 (1): 175-179 [摘要] ( 935 ) [HTML 1KB] [PDF 2246KB] ( 1596 )
施工技术
180 龚成明 1 朱嘉斌 2 佘海龙 2
铁路隧道衬砌台车拱顶带模及时注浆工艺研究
文章简述了拱顶脱空、 空洞等缺陷的常规处理方法以及如何预防拱顶脱空、 空洞的方法, 重点研究了衬砌台车拱顶预埋 RPC管与带模及时注浆工艺。通过雷达扫描检测验证, 该工艺有效地解决了拱顶脱空、 空洞、 混凝土不密实等缺陷, 提高了注浆材料与衬砌的整体性, 确保结构更加安全。
2017 Vol. 54 (1): 180-185 [摘要] ( 1107 ) [HTML 1KB] [PDF 3861KB] ( 1510 )
186 张慧玲 范圣明
隧道断层涌泥整治技术研究
南冲隧道团山 1号断层为全新世活动断层, 断层带以断层角砾为主, 隧道施工过程中发生了地表塌陷和洞内涌泥灾害。文章详细阐述了地表塌陷和洞内涌泥灾害发生过程并提出了针对性的整治措施, 包括: 对地表陷坑进行反压回填, 洞内分阶段清淤以及利用硫铝酸盐水泥单液浆对涌泥体进行注浆加固。这些措施达到了良好的整治效果, 可为今后隧道涌泥体的处理提供参考。
2017 Vol. 54 (1): 186-190 [摘要] ( 996 ) [HTML 1KB] [PDF 1892KB] ( 2017 )
191 高 登
上坪格隧道塌方原因分析及处治措施研究
针对福建省漳永高速公路上坪格隧道塌方案例, 文章在分析其塌方机理的基础上提出了相应的工程处治措施, 并采用荷载-结构法对变更后塌方段初期支护和二次衬砌强度进行了验算。分析结果表明: 不良地质、较差施工质量和不合理开挖工法是导致隧道塌方的主要原因; 在塌方荷载作用下, 初期支护和二次衬砌弯矩较大值发生在拱顶、 左右拱腰、 左右拱脚和仰拱部位, 这些部位在施工中应给予足够的重视; 初期支护危险截面的最小安全系数为1.93, 二次衬砌危险截面的最小安全系数为2.43, 均大于国家隧道规范规定值, 满足工程安全性要求。
2017 Vol. 54 (1): 191-197 [摘要] ( 1052 ) [HTML 1KB] [PDF 2622KB] ( 1806 )
198 田海波
复杂条件下盾构接收综合技术研究
基于地铁工程设计实践, 文章对结合暗挖法车站实施盾构接收的设计方案进行了总结。通过综合考虑盾构吊出、 风道施工、 区间隧道施工、 车站施工、 风道布置等因素, 文章分析了各种方案优缺点及适应性并针对暗挖车站周边无单独设竖井条件, 提出了利用车站暗挖竖井、 风道、 风井设置盾构吊出井方案。通过设计验算, 文章总结了超大竖井设计技术。研究结果表明, 交通条件、 工期、 车站形式为盾构井设置的主要影响因素, 结合车站风道设置盾构井是经济可行的。
2017 Vol. 54 (1): 198-203 [摘要] ( 1002 ) [HTML 1KB] [PDF 3660KB] ( 1969 )
204 李增理 王 炜
南京上软下硬地层盾构半敞开式掘进关键技术研究
上软下硬地层造成盾构施工风险增加, 引起地表沉降增大。文章以南京软硬不均地层盾构施工为工程背景, 通过分析盾构掘进过程中开挖面的稳定性及相关施工参数的规律, 提出了复合地层中适宜的盾构掘进模式及辅助措施, 地表沉降分析验证了该施工方法的可行性和可靠性。
2017 Vol. 54 (1): 204-208 [摘要] ( 1020 ) [HTML 1KB] [PDF 1533KB] ( 1965 )
现代隧道技术
 

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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
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