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现代隧道技术
 
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现代隧道技术
 
2017年 54卷 5期
刊出日期:2017-10-25

综述与探讨
研究与计算
特约稿
分析与试验
施工技术
   
特约稿
1 Einar Broch
水工隧洞及地下工程
在过去几十年里,隧道技术在全球范围内取得了长足的发展,不同用途的地下空间越来越多地为当今人类所利用,这尤其对水电行业产生了十分重要的影响。文章着重介绍了低成本无衬砌高压隧洞及竖井的设计方法、无衬砌气垫式调压室的相关技术以及该技术在地下储气洞室中的应用前景等。此外,文章还在理论研究和实际应用案例的基础上,探讨了重型岩石锚杆支护在维持洞顶稳定性中的作用,并具体分析了由崩解性玄武岩、脆性砂岩及膨胀性页岩所导致的隧道破坏案例。研究结果表明,充分了解岩体及其性状对于开展地下水电工程及其他隧道工程十分有益。此外,结构足够稳固是必需的,但加固方式无需过于保守,因其将增加不必要的成本。
2017 Vol. 54 (5): 1-12 [摘要] ( 1572 ) [HTML 1KB] [PDF 6276KB] ( 2559 )
综述与探讨
13 田志宇 1 林国进 1 吴庆发 2 汪 波 3 张兆杰 1
对《JTG D70-2004 公路隧道设计规范》结构计算部分条文的修改意见
结合公路隧道设计与施工实践经验,笔者对《JTG D70-2004 公路隧道设计规范》结构计算部分条文内容,尤其是明洞荷载计算方法、浅埋隧道荷载计算方法、钢筋混凝土受弯和受压构件配筋量计算方法存在的问题进行了分析与探讨。针对这些问题,笔者提出了相应的修改意见,希望可为规范的修编提供参考,使其更加完善,更好地用于指导隧道工程实践。
2017 Vol. 54 (5): 13-17 [摘要] ( 1436 ) [HTML 1KB] [PDF 1045KB] ( 2605 )
18 杨 琨
铁路瓦斯隧道施工中若干问题的对比研究——天坪隧道瓦斯突出工区施工案例分析
为了解决铁路瓦斯隧道,尤其是瓦斯突出隧道施工中的重、难点问题,文章通过渝黔铁路天坪隧道瓦斯突出工区的施工实践,结合煤矿类似工程,对现行规范以及设计、施工、管理中存在的诸多问题进行了对比分析研究,提出了进一步优化瓦斯隧道等级划分、建立合理的动态评价体系和组织管理模式等建议。
2017 Vol. 54 (5): 18-23 [摘要] ( 1080 ) [HTML 1KB] [PDF 1094KB] ( 1461 )
研究与计算
24 曹雪叶 1 赵均海 1 张常光 1 李 艳 2
卸载状态下冻结壁外载的统一解
文章基于统一强度理论,考虑中间主应力的影响,采用卸载状态下冻结壁-周围土体共同作用的冻结壁力学模型,推导得到冻结壁弹性区和塑性区的应力场、位移场,并分别建立了冻结壁弹性极限外载、塑性极限外载、弹塑性外载的统一解,分析了冻结壁的应力场、位移场随半径、强度理论参数的变化规律,讨论了半径比、强度理论参数及冻结壁计算深度对各个统一解的影响。结果表明,半径和强度理论参数对冻结壁的应力场、位移场均有一定程度的影响,考虑中间主应力的影响可得到更精确的计算结果;冻结壁的弹性极限外载、塑性极限外载均随半径比和强度理论参数的增大而增大;弹塑性状态下冻结壁的外载随冻结深度的增大而减小,随强度理论参数的增大而增大;冻结壁的外载比原始水平应力低,是由卸载状态下冻结壁与周围土体共同作用决定的。该结果可为冻结壁的设计及工程应用提供一定的参考。
2017 Vol. 54 (5): 24-29 [摘要] ( 1000 ) [HTML 1KB] [PDF 1603KB] ( 1734 )
30 袁 维 1,2 傅鹤林 1 张加兵 1 黄 震 1
深埋洞室镶有圆形衬砌的复变函数弹性应力解析
针对深埋洞室镶有圆形衬砌的应力接触问题,文章利用复变函数幂级数解法,从边界条件和接触条件出发,推导出衬砌与围岩的应力分量表达式,并采用弹性力学轴对称应力的一般性解答式进行验证求解,得到相同的弹性精确解,从而验证了该复变函数求解方法的正确性,为利用复变函数法求解不规则荷载作用下的围岩及衬砌应力提供了新的思路。
2017 Vol. 54 (5): 30-35 [摘要] ( 972 ) [HTML 1KB] [PDF 849KB] ( 1672 )
36 裴启涛 1 丁秀丽 1 黄书岭 1 张雨霆 1 罗超文 2
基于改进 Sheorey模型的地应力估算方法及应用
地应力是地下工程的基本荷载之一,垂直应力一般可采用上覆岩层压力计算,而水平应力却很难确定。Sheorey建立的静弹性热力学模型在国际上认可度非常高,但该模型未涉及构造作用影响的区域性差异,且没有解决最大、最小水平主应力的各自分布特征问题。文章通过引入区域构造应力修正系数,并结合弹性力学理论,对 Sheorey模型进行改进,提出了弹性岩层中水平地应力估算方法。为进一步考察该方法的有效性与实用性,以福建梅花山隧道为依托,进行了原岩应力及岩体模量现场测试工作,并将实测地应力值与计算值进行对比。研究结果表明:理论计算值和实测值存在一定的误差,这主要是由局部地质构造及岩体非均匀性引起的,但在误差允许范围内,仍可满足工程精度要求。
2017 Vol. 54 (5): 36-43 [摘要] ( 949 ) [HTML 1KB] [PDF 1625KB] ( 1756 )
44 胡鸿运 1,2 周晓军 1,2 刘建国 1,2 陈 韬 3
层状岩体隧道的地震响应规律研究
基于层状岩体的横观各向同性特点,文章研究了层状岩体中隧道的地震响应规律。首先,综合隧道抗震计算自由场变形法和三维横观同性介质相速度的研究成果,推导出了层状岩体中隧道抗震计算公式;其次,结合某层状岩体物性参数和隧道参数,以地震波入射角、岩层倾角和层面内与层面法向弹性模量比为变量,进行了大量的数值计算;最后,对比分析计算结果,得出了隧道响应规律及最大应变对应的工况。
2017 Vol. 54 (5): 44-53 [摘要] ( 905 ) [HTML 1KB] [PDF 3974KB] ( 1641 )
54 胡 军 1 曹进海 1 葛凯华 2 王凯凯 1
基于 IAF-SVM的隧道位移反分析研究
在隧道位移反分析方面,文章针对BP神经网络易过度训练样本及小样本精度较低的缺陷,利用支持向量机(SVM)良好的泛化能力,提出了一种基于支持向量机进行隧道工程的弹塑性位移反分析方法。同时考虑支持向量机的性能很大程度依赖于参数的选择,运用改进的人工鱼群(IAF)高效的全局搜索能力,寻找最优的SVM参数,以此避免SVM在参数选择上的随机性。利用FLAC3D软件进行某隧道工程正分析计算,依据若干测点的位移计算结果,运用该方法进行弹塑性位移反演。结果表明,在小样本空间里,该方法的收敛速度和反演精度均优于BP神经网络。
2017 Vol. 54 (5): 54-60 [摘要] ( 887 ) [HTML 1KB] [PDF 938KB] ( 1571 )
61 谢东武 1 葛世平 2,3,4 丁文其 2,3 欧阳文彪 5
盾构隧道施工引起的土体变形分析
文章基于弹性半无限空间内的Mindlin解,通过分析侧压力对沉降槽的影响,对地表沉降槽的组成进行了分析,并对单线隧道地表位移的影响参数进行了系统的敏感性研究。其中,地层弹性模量、泊松比、隧道埋深、应力释放系数的改变会影响土体损失,而泊松比、隧道埋深、侧压力系数的改变则会影响沉降槽宽度参数。最后对不同深度地层受隧道施工影响的地层损失和沉降槽宽度参数进行了分析,由于所受约束的不同,与地表水平位移相比,地层中的水平位移明显减小。
2017 Vol. 54 (5): 61-69 [摘要] ( 866 ) [HTML 1KB] [PDF 4782KB] ( 1884 )
70 许有俊 1 梁玮真 1 刘忻梅 2 崔广琴 1 白雪光 3
大断面矩形顶管隧道开挖面土体稳定性研究
文章以采用土压平衡矩形顶管法施工的内蒙古科技大学地下通道为背景,采用理论分析、数值模拟、现场监控量测等手段,对砂砾石地层条件下矩形顶管开挖面的主动和被动破坏规律进行了研究,主要得到了以下结论:(1)考虑顶管隧道开挖面为矩形断面的特点,建立梯形楔体计算模型,推导出开挖面主动破坏时的极限支护应力计算公式并应用于实际工程,采用该公式计算得到的极限支护压力与数值模拟计算结果相差较小,两种研究方法得到了相互验证;(2)采用 FLAC3D数值模拟得到的地表沉降槽与实测地表沉降槽形态基本相似,近似服从正态分布,且地表沉降值基本接近;(3)随着支护应力比的减小,开挖面塑性区逐渐由开挖面前方向斜上方发展,当支护应力比为 0.165时,开挖面前方土体水平位移骤然增加,开挖面塑性区延伸至地表,土体丧失整体稳定性,发生主动破坏,且从开挖面失稳后地表塑性区扩展形态来看,基本接近梯形楔形体形状,从而验证了解析公式计算模型的合理性;(4)随着支护应力比的增大,开挖面前方土体塑性区自开挖面顶部向地表斜上方延伸,当支护应力比为 3.0时,塑性区发展至地面,此时土体失稳,发生被动破坏,其塑性区范围远小于主动破坏时的塑性区。
2017 Vol. 54 (5): 70-77 [摘要] ( 985 ) [HTML 1KB] [PDF 3308KB] ( 2073 )
78 吴 勇 1 徐日庆 1 段景川 2 徐 新 3 朱亦弘 1
浅覆土大断面小间距矩形顶管施工的环境效应
深圳华强北至华新地铁站区间通道工程采用矩形顶管机施工,具有大断面、小间距、浅覆土、上穿地铁隧道、下穿多条地下管线、多条顶管平行施工等特点。文章通过建立数值模型,对注浆压力和机头作用的模拟方法进行了讨论和改进,分析了顶管施工对周边环境的影响。计算结果表明,矩形顶管施工引起的地表沉降槽同样符合Peck公式,土体损失在地层位移的形成中起主导作用;随着多条顶管先后施工,地表沉降槽从V型分布向W型分布转变,地铁隧道竖向位移不断叠加;管棚的支护作用有效减小了地表变形和地下管线变形。
2017 Vol. 54 (5): 78-85 [摘要] ( 927 ) [HTML 1KB] [PDF 2984KB] ( 1552 )
86 林越翔 1 彭立敏 1 施成华 1 雷明锋 1 扶晓康 2
重载作用下铁路隧道底部结构动力响应特征及合理设计参数研究
文章基于动力有限元理论,采用激振函数模拟列车荷载,建立了重载铁路隧道结构与围岩的耦合数值计算模型,分别分析了不同矢跨比、填充层厚度和仰拱厚度对重载铁路隧道底部结构动力响应特性的影响。结果表明:重载作用下,隧道底部结构各部位的动力响应程度较常规铁路隧道更大,对结构的稳定性更为不利。同时通过研究得出了重载作用下,隧底结构不同力学指标的最大响应值及其出现的具体位置,进一步通过设置典型参数工况,探讨了重载双线铁路隧道底部结构的合理设计参数,对于重载双线铁路隧道底部结构,矢跨比、填充层厚度、仰拱厚度分别取为 1/10~1/11、1.2~1.3 m和 40~50 cm较为合理,能有效改善重载双线铁路隧道底部结构的动力响应及受力状态。
2017 Vol. 54 (5): 86-92 [摘要] ( 843 ) [HTML 1KB] [PDF 2567KB] ( 1527 )
93 黄 娟 1 彭立敏 1 丁祖德 2 雷明锋 1
基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析
基于Mazars损伤模型和Loland损伤模型,文章将损伤变量引入到Drucker-Prager本构模型中,构建了混凝土材料的弹塑性损伤本构关系,并在FLAC5.0二次开发平台上实现了该损伤模型的计算程序化。利用开发的损伤本构模型,对武广客运专线上某典型高速铁路隧道结构的振动响应进行了计算分析,量化了衬砌结构的动力损伤量,为高速铁路隧道结构寿命预测及结构耐久性评定奠定了基础。计算结果表明,由列车振动荷载引起的隧底沉降和洞周变形很小,均在4 mm以内;列车振动荷载对衬砌结构的不利影响主要表现为结构拉应力增加;衬砌结构的最大损伤主要集中于仰拱迎土侧;振动产生的应力波在衬砌结构内部衰减非常快,列车振动荷载只对隧道底部局部产生一定的影响。
2017 Vol. 54 (5): 93-100 [摘要] ( 896 ) [HTML 1KB] [PDF 2744KB] ( 1603 )
101 熊 帆 1 胡志平 1,2 任 翔 1 张 鹏 1
基于Matlab的BP神经网络在预测TBM掘进速度中的应用
TBM的掘进效率受围岩特征和机器设备性能的影响,预测TBM的掘进速度需要考虑这两方面因素。由于地质环境具有不确定性,文章分别采用正态分布和指数分布模拟岩石单轴抗压强度 UCS和岩石质量指标 RQD的统计分布规律,利用Monte Carlo算法生成相应的随机输入参数;在考虑机器设备性能因素时,通过净推力和刀盘直径的比值,消除了不同机器设备之间性能因素的影响差异;基于围岩和机器性能两方面输入参数,在Matlab软件中建立了预测TBM掘进贯入度的BP神经网络模型。通过工程实例验证,模型的预测结果和实际情况比较接近。
2017 Vol. 54 (5): 101-107 [摘要] ( 928 ) [HTML 1KB] [PDF 1542KB] ( 1657 )
108 武 力 1 李欣芯 1 关天民 1 屈福政 2 张佳媛 1
盾构刀盘系统掘进性能评价方法研究
研究刀盘系统掘进性能评价方法有助于刀盘设计方案的优选,对于提高盾构掘进效率,降低施工成本和提高施工安全性具有重要意义。文章将仿真分析与模糊评价方法相结合,提出一种根据刀盘掘进性能优劣来确定最优刀盘设计方案的模糊综合评价方法。文章首先提出了刀盘的掘进性能指标,建立了刀盘系统掘进的离散元仿真模型和掘进性能指标的获取方法;其次以五个刀盘掘进性能指标为评价因素,根据专家评分法确定因素的重要程度,以仿真和分析数据确定评价因素的等级指标和评价矩阵,并采用广义模糊合成算法对刀盘掘进性能进行模糊综合评价;最后以北京地铁砂卵石地层盾构隧道施工为例,采用模糊综合评价法得出辐条式盾构刀盘掘进性能优于辐板式盾构刀盘的结论。
2017 Vol. 54 (5): 108-114 [摘要] ( 1192 ) [HTML 1KB] [PDF 1710KB] ( 2405 )
115 刘 斌 刘祚秋 巫志文
路面不平顺激励作用下悬浮隧道锚索的动力响应
为了研究悬浮隧道锚索在路面不平顺激励作用下的动力特性,文章在锚索振动方程中考虑了锚索的垂度效应,建立了锚索在路面不平顺激励作用下的非线性振动方程,分别运用虚拟激励法和龙格-库塔积分法对悬浮隧道锚索的振动响应进行了频域分析和时程分析,并讨论了锚索阻尼比、初张力、轨道功率谱和车速对其振动响应的影响。研究结果表明:锚索振动系统的初张力、阻尼比越大,锚索的位移功率谱密度就越小;随着车速的增加,锚索跨中位移逐渐变大;由于等效线性化的影响,频域分析得到的位移均方根比时域分析得到的位移均方根要偏小一些。
2017 Vol. 54 (5): 115-121 [摘要] ( 849 ) [HTML 1KB] [PDF 2145KB] ( 1576 )
分析与试验
122 曹成勇 1 施成华 1, 2 彭立敏 1, 2 雷明锋 1, 3 谭 勇 4
下穿高速公路的浅埋大跨隧道开挖力学行为分析
深圳市红棉路隧道具有埋深浅(约 6 m)、跨度大(16 m左右)、周围围岩软弱、下穿机荷高速公路的距离长等特点。由于机荷高速公路车流量非常大、动态荷载强,因此该隧道施工难度高、风险极大。为研究该隧道开挖过程的力学行为,文章通过数值计算及现场测试方法,获得了隧道下穿高速公路施工过程中地表沉降、隧道拱顶沉降、掌子面挤出位移,初期支护钢拱架应力以及二次衬砌应力的动态变化规律。研究结果表明,在隧道开挖过程中,掌子面前方先行变形的影响范围为 1~1.5倍洞跨。隧道掌子面进行锚喷支护加固措施,对减小隧道掌子面的挤出位移作用效果明显。同时,需合理确定支护时机,适当优化施工工序,加快隧道断面闭合时间,加强监控量测,确保隧道成功穿越机荷高速公路。
2017 Vol. 54 (5): 122-129 [摘要] ( 853 ) [HTML 1KB] [PDF 5014KB] ( 1778 )
130 郭 乐
砂-粘土复合地层盾构隧道地表沉降规律研究
文章依托深圳地铁11号线宝—碧区间盾构隧道工程,基于现场实测地表沉降数据和数值模拟分析,探究砂-粘土复合地层盾构隧道施工引起的地表沉降规律。采用高斯峰值函数对隧道横断面沉降数据进行拟合,得到沉降槽宽度系数、最大沉降量和地层损失率等表征横断面沉降特征的重要参数。与软土地层和砂卵石地层沉降槽宽度系数比较,砂-粘土复合地层沉降槽宽度系数小于软土地层且大于砂卵石地层。采用数值模拟计算结合实测数据的方法,研究了在砂-粘土复合地层中隧道埋深、上覆地层条件和隧道洞身处地层条件对地表沉降的影响。研究结果表明,地表沉降受上覆地层条件影响显著,与接近地表地层性质密切相关。
2017 Vol. 54 (5): 130-137 [摘要] ( 880 ) [HTML 1KB] [PDF 3256KB] ( 1607 )
138 吉 锋 1 张骞棋 1 李鸿鸣 1 周春宏 2 高继顺 1
钻爆法和 TBM两种不同施工方法下深埋高外水压力隧洞的破坏特点及其力学机制分析
钻爆法和 TBM法是地下工程掘进的两种主要方法,其对围岩扰动程度、加固措施有显著影响。文章以四条平行分布且分别采用TBM法和钻爆法掘进的大型隧洞为研究对象,进行同一地质条件下不同开挖方法对围岩破坏的影响研究。通过大量地质资料的统计处理、力学分析,总结了围岩的破坏方式,并归纳对比两种不同施工方法对围岩影响的共性特征,包括破坏部位相同、破坏面积相近、破坏坑深相近。另外,对比了两种方法对围岩影响的差异性,包括TBM施工时二次破坏范围比钻爆法的二次破坏范围大,并且易于产生岩爆和应力型破坏,但钻爆法施工时岩体易发生结构面型破坏。在此基础上,分析了各种破坏现象的力学机制,研究成果可为同类工程的施工和加固提供参考。
2017 Vol. 54 (5): 138-145 [摘要] ( 833 ) [HTML 1KB] [PDF 2602KB] ( 1807 )
146 徐国文 1 何 川 1 代 聪 1 汪 耀 2
复杂地质条件下软岩隧道大变形破坏机制及开挖方法研究
通过对汶马高速公路鹧鸪山软岩隧道多次出现的大变形现象进行分析,文章将围岩破坏分为 3大类,即软岩塑流、板梁弯曲变形及结构面滑移。针对建设过程中的大变形问题,选取了 50 m典型围岩区段作为试验段,开展了两台阶开挖参数优化试验及两台阶与三台阶开挖工法的比选试验。两台阶开挖参数优化试验表明,开挖进尺以及下台阶左右侧前后间距对隧道的稳定性影响最大。开挖工法比选试验中,通过对两台阶与三台阶开挖洞周位移、围岩与初期支护间压力及钢拱架受力的对比发现,两台阶开挖方法由于一次开挖断面过大,围岩来压快,导致洞周变形值及围岩与初期支护压力值相对偏大,钢拱架安全储备相对不足。因此,对于处于复杂区域环境中的软岩隧道,应结合现场实际情况适当调整围岩的预留变形量;合理地选择开挖工法与开挖进尺,且在围岩条件很差的情况下,采用三台阶法可有效控制大变形灾害的产生。
2017 Vol. 54 (5): 146-154 [摘要] ( 888 ) [HTML 1KB] [PDF 5608KB] ( 1933 )
155 邹 浩 陈金国
基于武当群片岩各向异性试验的隧道围岩变形机理分析
针对通省隧道拱顶出现纵向裂缝、拱肩钢拱架被剪断等变形破坏问题,文章考虑武当群片岩各向异性特点,基于波速试验、单轴压缩与三轴压缩试验,结合围岩变形特征调查与数值模拟试验,分析了武当群片岩试样应力-应变曲线特征与破坏形态特征,建立了弹性模量、泊松比、抗压强度随片理倾角从0°~45°~90°变化时的对应关系,提出了隧道围岩破坏模式,总结了隧道围岩变形机理。研究结果表明:武当群片岩各向异性在隧道围岩变形破坏过程中起到了控制性作用;非对称模式为隧道围岩主要破坏模式;当隧道围岩最大剪应力与片理空间关系不利时,围岩沿片理面发生剪切破坏。研究结果对武当群片岩区域在建或拟建地下工程的现场设计、施工开挖具有重要的指导意义。
2017 Vol. 54 (5): 155-163 [摘要] ( 938 ) [HTML 1KB] [PDF 4536KB] ( 1523 )
164 靳晓波 1,2 孙金山 1 李正川 3 刘贵应 3 周 彬 3
爆破地震波作用下直墙拱形隧洞围岩质点振速响应特征研究
根据直墙拱形隧洞爆破振动速度的现场监测数据,文章分析了邻近岩体爆破开挖诱发的隧洞围岩质点振动速度分布规律。在此基础上,采用数值模拟方法研究了在爆破 P波作用下邻近隧洞围岩的质点振动速度的缩放效应并分析了其主要影响因素,对比分析了振动速度缩放效应与动应力集中效应的差异。计算结果表明,在P波作用下直墙拱形隧洞靠近振源一侧围岩的质点振动速度大于振源振动速度,而另一侧质点振动速度则小于振源振动速度,围岩质点振速较大的区域的动应力集中系数较低,而围岩质点振速较小区域的动应力集中系数较高
2017 Vol. 54 (5): 164-154 [摘要] ( 849 ) [HTML 1KB] [PDF 2182KB] ( 1610 )
171 刘新荣 1,2 王吉明 1,2 李栋梁 1,2 郭子红 1,2
交错近接新建隧道围岩变形三维模型试验研究
为了分析新建隧道开挖过程中,既有隧道的存在及交错间距变化对新建近接隧道围岩形变量的影响,文章以重庆两江隧道交错近接段为依托工程,开展了交错近接隧道相似模型试验和相应的数值模拟研究。研究表明:交错隧道近接距离与新建隧道的拱顶沉降量及左、右拱腰收敛值成反比;新建隧道开挖过程中的拱顶沉降量及左、右拱腰收敛值的变化趋势一致,可归纳为迅速上升、缓慢上升和稳定三个阶段;隧道拱顶沉降量最大且大于拱腰收敛值之和,对于该类隧道,隧道围岩变形设计上限应以拱顶沉降量为主。通过数据拟合,建立了隧道变形量 H(mm)及隧道交错间距L(m)的关系式,相关系数均大于0.995,可为类似隧道预留变形量的设计和施工提供参考
2017 Vol. 54 (5): 171-179 [摘要] ( 892 ) [HTML 1KB] [PDF 4731KB] ( 1587 )
180 赖金星 余德强 冯志华 邱军领 樊浩博
黄土连拱隧道支护结构力学特性现场试验
为研究黄土连拱隧道支护体系力学特性,文章以某黄土连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器,对围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力以及二次衬砌受力等进行系统测试与分析。结果表明:(1)在中墙墙顶与拱部的结合处以及在墙底与仰拱的结合处,围岩压力的波动比较大,最大压力值分别为 195 kPa、115 kPa。位于围岩级别过渡段的隧道仰拱中心处的压力值较大,最大值为 267 kPa,隧底出现较大底鼓趋势。围岩压力整体呈“双马鞍形”分布;(2)深埋段竖向围岩压力实测值与《公路隧规》中按连拱隧道半跨计算的结果比较接近。浅埋段按不同围岩压力计算公式得到的压力值均大于实测值,采用太沙基公式得到的压力值与实测值相对接近;(3)该黄土连拱隧道的初期支护与二次衬砌的荷载分担比例为 47.66%和 52.34%,二次衬砌处于明显的承载状态;(4)锚杆轴力较小,呈“鱼肚形”分布。钢拱架承受的荷载较大,在钢拱架强支护的作用下,锚杆发挥的作用有限;(5)中墙扭矩的存在,验证了黄土隧道中纵向效应的存在,在设计与施工的过程中应该加以重视。
2017 Vol. 54 (5): 180-191 [摘要] ( 885 ) [HTML 1KB] [PDF 6968KB] ( 1609 )
192 施成华 1,2 马 辉 1 龙广成 1,2 雷明锋 1,2 龙 敏 1
活性粉末混凝土偏压构件受力性能试验研究
为探讨RPC材料应用于隧道管片结构中的可行性,文章通过22根活性粉末混凝土(PRC)构件的大偏心受压试验,确定了不同截面尺寸、配筋率以及有无钢纤维条件下 RPC偏心受压构件的承载特性,得到了各级荷载条件下试验柱的整个截面的应变分布特征。研究结果表明,偏心荷载作用下 RPC偏心受压试件截面应变符合平截面假定,采用 RPC材料制作隧道管片结构时,其厚度可有较大幅度的降低;试件截面厚度对其承载力的影响最为显著;由于 RPC材料本身的抗拉、压强度较高,钢筋在 RPC偏压结构中所起的作用逐渐减弱,RPC结构可适当减少其配筋量。
2017 Vol. 54 (5): 192-199 [摘要] ( 743 ) [HTML 1KB] [PDF 3002KB] ( 1630 )
施工技术
200 王渭明 1 王 冲 1 秦志斌 2 曹正龙 3 孙捷城 1
极小净距交叠隧道下行双线施工间距优化研究
针对极小净距交叠隧道受力复杂、爆破不易控制及支护困难等特点,文章以青岛地铁枣李区间隧道交叠段为研究对象,对下行隧道五种不同开挖间距进行数值模拟,分析了下行双线不同间距下地表及拱顶沉降分布特征。结合数值计算及理论分析对不同开挖间距下的围岩稳定性及施工经济性进行研究。结果表明:随着两平行隧道交错开挖间距的增大,隧道上方地表沉降、拱顶沉降和塑性区体积逐渐减小,但与此同时施工工期将会延长,工程支出相应增加,最终通过多指标综合判别确定出隧道左、右线交错开挖间距在 25~35 m时较为合理。研究成果确保了极小净距交叠隧道施工的安全稳定及经济可行性,可为同类工程建设提供理论依据和实践经验。
2017 Vol. 54 (5): 200-208 [摘要] ( 872 ) [HTML 1KB] [PDF 3586KB] ( 1412 )
209 王 薇 潘文硕 卞家胜 高棱韬
城市地下公路隧道浅埋暗挖施工方法优化及应用研究
文章以某城市地下公路浅埋暗挖隧道为研究对象,采用有限元方法对CRD法及中隔壁台阶法进行三维动态开挖数值模拟,对比分析两种工法隧道围岩与支护结构变形及受力特征,依据数值计算结果对中隔壁台阶法进行优化,结合现场应用情况及监测数据反馈信息,比较两种工法在施工安全、质量、进度及造价方面的优劣势。研究及工程实践表明:两种工法均满足围岩及支护结构稳定性的要求,中隔壁台阶法在施工进度及造价方面明显优于CRD法,实际应用中取得了较好的工程效益,能够对类似工程的建设提供借鉴与指导。
2017 Vol. 54 (5): 209-216 [摘要] ( 873 ) [HTML 1KB] [PDF 3461KB] ( 1811 )
217 王国富 1,2 路林海 1 李 强 1,2
区间隧道近距穿越高速公路桥头变形控制新技术研究
区间隧道近距穿越既有高速公路桥头区域会加剧桥坡段不均匀沉降,易引起严重的桥头跳车。文章以济南地铁R1线区间盾构隧道下穿既有京福高速公路桥为背景,针对原加固方案仅考虑减小盾构下穿对桩基的影响,而忽略对桥头变形控制的特殊工况,采用数值模型对盾构穿越过程中高速公路桥头的变形规律进行了分析。结果表明:采用原加固方案,先左线后右线的盾构穿越顺序对减小既有高速公路桥头变形更加有利,但仍会产生 26.5mm桥头差异沉降,不能有效防止桥头跳车的发生。基于此,为保证盾构下穿方案的顺利实施,文章提出了一种基于水泥搅拌桩作为隔离桩,同时结合深层混凝土搭板的桥头变形控制新技术。采用该技术,桥头最大差异沉降为4.0 mm,最大纵坡变化值为0.4‰,最大路基沉降量为6.5 mm,均满足规范允许变形要求。
2017 Vol. 54 (5): 217-223 [摘要] ( 955 ) [HTML 1KB] [PDF 3239KB] ( 1722 )
224 张亚果
裂隙岩体注浆技术在青岛地铁中的应
岩体中节理和裂隙形成的涌水通道严重危害地铁运营期安全。文章以青岛地铁 13号线井嘉区间段为依托,运用地质雷达对隧道进行全方位探测,明确富水区域、地下水的补给范围和补给方式,并进行针对性注浆作业。一是在渗水区域上端进行环形注浆,封闭上游涌水;二是针对深层围岩裂隙涌水,采用径向群孔注浆,有效防止串浆,提高注浆效率;三是对初期支护背后及浅层裂隙进行充填注浆,切断初期支护背后的水力联系,增强初期支护的抗渗能力。实践结果表明,运用先深层裂隙、后浅层裂隙的系统注浆方法综合治理围岩裂隙涌水,取得了良好的治理效果。
2017 Vol. 54 (5): 224-228 [摘要] ( 953 ) [HTML 1KB] [PDF 1829KB] ( 1602 )
229 游 杰 1 颜 岳 2
软弱地层中地铁盾构区间隧道穿越周边基坑锚索的施工技术
广佛线轨道交通工程盾构区间隧道需穿越周边基坑大量的锚索障碍物。文章从工期、工程造价等方面对常见处理方案的优缺点进行了分析,提出了地面旋挖钻切割处理配合盾构推进的施工方案。通过合理设置盾构掘进参数,解决了锚索对盾构施工的影响,同时也避免了大面积开挖对周边环境的影响,可为今后类似工程提供借鉴。
2017 Vol. 54 (5): 229-235 [摘要] ( 769 ) [HTML 1KB] [PDF 3156KB] ( 1779 )
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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