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现代隧道技术
 
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现代隧道技术
 
2018年 55卷 1期
刊出日期:2018-02-25

施工设备与材料
研究与探讨
分析与计算
施工技术
   
研究与探讨
1 李国良 李 宁
挤压性围岩隧道若干基本问题探讨
文章结合我国铁路隧道建设经验,阐述了挤压性围岩隧道的高地应力条件及挤压性围岩地质特征,提出了挤压性地层围岩级别分类的建议,并针对影响隧道初期支护变形的围岩完整程度、层厚、地质构造及地应力等地质因素进行了深入的分析,探讨了挤压性围岩隧道按相对变形、初期支护的裂损程度、软硬质岩、偏压、断面大小等因素进行分类的方法,并提出了挤压性围岩隧道的设计及大变形的系统治理技术。
2018 Vol. 55 (1): 1-6 [摘要] ( 726 ) [HTML 1KB] [PDF 917KB] ( 1597 )
7 高菊茹 1 贵逢涛 2 袁 玮 1 张 博 1
既有线铁路隧道病害整治技术与设备发展现状
文章从隧道病害检测与安全评估、病害整治方法和工艺、病害整治材料、设备等方面对国内外隧道病害整治技术发展现状进行了系统的分析研究,提出了提高隧道设计方案的合理性、加强隧道施工过程质量的可控性、促进既有隧道病害综合整治作业规范性等建议,以供同行借鉴探讨,以期对保障我国既有线铁路隧道安全运营有所助益。
2018 Vol. 55 (1): 7-16 [摘要] ( 740 ) [HTML 1KB] [PDF 1487KB] ( 2350 )
17 宋超业 贺维国
上软下硬岩质地层大跨隧道叠合承载拱结构设计分析
在上软下硬岩质地层中修建浅埋暗挖大跨地铁车站隧道的工程实例较少,选择合理的车站结构型式和施工方法所参照的经验也十分有限。文章以大连地铁兴工街站为背景,通过对上软下硬岩质地层大跨隧道围岩松动特性进行分析和类似工程介绍,提出了一种叠合承载拱新型车站结构型式和相应施工方法,实现单拱大跨车站结构,其结构跨度可达 20 m以上,并对该结构的初期支护和二次衬砌设计方法和受力特征进行了介绍。实际应用效果表明,叠合承载拱结构依靠拱部叠合初期支护拱结构承受施工期间全部荷载,在其保护下施工下部结构,可有效控制地层变形,同时适合岩质地层快速机械化施工。
2018 Vol. 55 (1): 17-26 [摘要] ( 673 ) [HTML 1KB] [PDF 4514KB] ( 1572 )
27 王秀英 谭忠盛 戴益波 黄明利 赵金鹏
港珠澳大通道拱北隧道暗挖段变形缝合理设置间距研究
变形缝的设置是为了解决地基不均匀沉降和混凝土收缩可能带来的结构物破坏问题,但其增加了隧道防水的难度。尽管目前隧道界有尽量少设变形缝的呼声,但是对于变形缝的设置间距,缺乏定量分析方法。文章依托港珠澳大通道拱北隧道工程实例,结合隧道实际的地质情况和结构型式,通过数值计算,从定量的角度分析变形缝的合理设置间距。研究结果表明:(1)如果不考虑底部管幕对地基的增强作用,即使设置 22 m间距的变形缝也不能满足结构安全性要求;(2)考虑底部管幕作用时,提出的变形缝间距 88 m是可行的;(3)考虑隧道全周管幕对地基的增强作用时,从纵向应力和竖向位移考虑,暗挖段可不设置变形缝。但考虑隧道运营后可能出现的地基不均匀沉降等复杂情况,从安全、经济的角度出发,并考虑施工方便,拱北隧道暗挖段变形缝间距可按不超过 88 m设置。
2018 Vol. 55 (1): 27-35 [摘要] ( 621 ) [HTML 1KB] [PDF 3379KB] ( 1711 )
36 袁永才 高成路 王 旌 朱宇泽 张 猛
岩溶隧道突涌水致灾构造与前兆信息判识技术探讨
隧道突水突泥等地质灾害的发生具有一定的孕灾环境,灾害发生前往往表现出一定的前兆信息。文章基于工程实践、案例调研和理论分析,系统研究了岩溶隧道突涌水灾害源赋存规律,确定了突涌水灾害发生条件(有压含水构造、运移通道和外界干扰)的内在含义,将突涌水灾害划分为:断层破碎带突水、溶腔溶潭突水、富水裂隙突水、可溶岩与非可溶岩接触带突水、地下暗河及岩溶管道突水。通过对突涌水灾害源地质前兆信息和地球物理场前兆信息的研究,建立了突涌水灾害综合前兆信息判识体系,并成功应用于尚家湾隧道,避免了人员伤亡,降低了经济损失。
2018 Vol. 55 (1): 36-44 [摘要] ( 836 ) [HTML 1KB] [PDF 1888KB] ( 1918 )
45 侯艳娟 张顶立 李 奥
隧道施工塌方事故分析与控制
塌 方是隧道施工中最常见的灾害之一,其防治工作一直是隧道建设安全性控制的重点。文章从隧道围岩变形、破坏和失稳的本质特征出发,结合典型事故案例统计,提出了将隧道塌方事故分为围岩失稳、结构失效和环境失调等三种类型;分别对其演化过程和形成机理进行了系统分析,指出了这三类安全事故与围岩活动特点及“支护-围岩”作用模式显著相关,并且分别发生在隧道掌子面及前方、掌子面后方二次衬砌施作前和隧道洞口浅埋段。最后提出应从地质保障工作、细化方案设计以及强化监测和施工管理等方面实行综合治理,才能避免恶性隧道塌方事故的发生,整体提升隧道施工的安全控制水平。
2018 Vol. 55 (1): 45-52 [摘要] ( 719 ) [HTML 1KB] [PDF 2367KB] ( 1819 )
53 戎密仁 1 王海龙 1,2 苏木标 3 戎虎仁 2 曹海云 4 霍晓燕 5
铁路隧道常见震害形式权重值分析研究
我国属于地震灾害多发国家,铁路隧道受震害影响大,造成的损失较为严重,如何定量快速评估震害损失显得十分重要。文章介绍了模糊层次分析法和 10/10-18/2分数标度法权重值计算法及其结果的计算一致性比例CR验证方法,并建立了铁路隧道结构构造的轨道部分、主体结构和附属建筑物等常见震害的层次结构模型,采用10/10-18/2分数标度法对铁路隧道结构构造及常见震害的权重值进行计算,并对结果进行了计算一致性比例CR验证。结果表明:在对铁路隧道震后损失定量评估研究时,在建立结构构造及常见震害层次模型的基础之上,采用 10/10-18/2分数标度法计算权重值较为合理、准确。该研究可以作为铁路隧道震害程度等级划分及经济损失的依据,可实现对单座铁路隧道损失情况的定量评估。
2018 Vol. 55 (1): 53-64 [摘要] ( 676 ) [HTML 1KB] [PDF 1676KB] ( 1730 )
59 吴圣智 王明年 刘大刚
青岛地铁岩质围岩基本分级细化体系研究
文章以青岛地铁工程为依托,开展了青岛地铁岩质围岩基本分级细化体系研究,得到了各级围岩所对应的岩体弹性纵波波速及岩芯采取率、岩芯形态。依据研究成果建立了包括定性鉴别、围岩弹性纵波速度、岩芯状况在内的围岩分级细化体系,并通过分级体系适用性分析表明:该分级体系具有较高的符合率且围岩级别偏差没有超过一个亚级;新分级体系有利于减小围岩不同等级间的设计参数的跨度,既保证设计安全,又避免设计浪费;降低了围岩分级过程中的不确定性,同时也丰富了我国岩质围岩分级体系。
2018 Vol. 55 (1): 59-64 [摘要] ( 682 ) [HTML 1KB] [PDF 1335KB] ( 1473 )
65 王章琼 1,2 晏鄂川 2 王亚军 1
基于修正Q值的武当群片岩岩体质量分级方法研究
地下工程建设中经常会遇到地质背景条件特殊的围岩,需要建立与之相适应的岩体质量分级方法。文章结合 Q分级方法的特点和不足,以鄂西北地区武当群片岩为例,分析了武当群片岩水敏性、各向异性、构造偏压、水平构造应力等特征;并在此基础上提出了考虑岩块强度、岩体完整性、地下水、地应力、片理面产状等因素的修正 Q分级方法,得到了以地下水(出露情况、水压)、地应力(大小、与洞室轴线夹角)、片理倾角等为修正系数的 Q′分级方法的计算公式。以十房高速通省隧道为例进行分析验证,分级结果与围岩的实际质量等级基本一致。研究结果可为复杂工程岩体质量分级方法的建立提供参考。
2018 Vol. 55 (1): 65-70 [摘要] ( 681 ) [HTML 1KB] [PDF 816KB] ( 1984 )
分析与计算
71 白明洲 1,2 师 海 1 易迪青 3 张云龙 1 聂一聪 1,2
基于复变函数理论的深埋隧道岩爆特性分析研究
岩爆的准确预测对隧道的安全、快速施工具有重要的意义。文章针对隧道岩爆特征,借助共形映射函数,以无限单连通域的 Laurent级数表示的映射函数为基础,应用 Muskhelishvili提出的复变函数解法得出侧压力作用下圆形断面的应力统一解;选择合适的岩爆判据,得出岩爆综合评定等级,并将解析计算的结果与数值模拟计算得出的岩爆结果及实际岩爆情况进行对比分析。结果表明:隧道围岩的不同部位出现不同程度的应力集中,开挖后的最大压应力主要位于拱顶处;深埋隧道段围岩开挖后,受构造应力影响的结构面应力会出现突变及应力集中;解析计算结果与数值模拟和实际岩爆结果基本吻合,证明了借助复变函数分析岩爆预判的有效性,对施工有一定的指导作用。
2018 Vol. 55 (1): 71-77 [摘要] ( 636 ) [HTML 1KB] [PDF 2246KB] ( 1671 )
78 郜新军
地震波斜入射下复杂地质中隧道动力响应分析
文章基于粘弹性人工边界理论,采用地震动力仿真模拟方法,建立了地震 SV波斜入射下能同时考虑土体-结构动力相互作用、行波效应的地铁隧道-地基整体分析模型,系统分析了地震 SV波斜入射下软硬土体相间复杂地质条件中地铁隧道的动力响应规律。结果表明: 地震波入射角度对隧道结构动力响应影响显著,随着入射角度的增加,整个区间隧道的动力响应逐渐减弱;同一角度入射下,隧道在软、硬土体交接处的动力响应要显著高于其余部位,说明该处为抗震不利地带;随着软、硬土体弹性模量相差越来越小,整个区间隧道上各点的动力响应逐渐趋于接近;衬砌结构厚度的增加在一定程度上减少了软硬土体交接处隧道结构的位移和弯矩,提高了隧道的抗震性能。
2018 Vol. 55 (1): 78-84 [摘要] ( 710 ) [HTML 1KB] [PDF 2979KB] ( 957 )
85 陈一鑫 1 崔根群 2 宋 林 3
多心圆拱隧道支护结构内力反演分析的理论研究
在施工环境下对多心圆拱隧道支护结构的内力分布特征进行研究,是保证隧道施工安全的关键措施之一。文章采用弹性地基曲梁理论,基于初参数法和现场围岩量测压力,从理论上推导了多心圆拱隧道支护结构内力计算的反演表达式,并结合集呼高速旗下营隧道某断面围岩压力的实测数据,反演了隧道衬砌结构的内力分布情况,对衬砌结构的薄弱部位进行了安全性评价。结果表明,隧道BG弧段衬砌结构弯矩和剪力较大,在施工过程中应加强该部位的现场监测工作;隧道拱顶部位混凝土可能出现弯拉造成的开裂现象,应注意加强观测。
2018 Vol. 55 (1): 85-91 [摘要] ( 635 ) [HTML 1KB] [PDF 1591KB] ( 1597 )
92 孙春平 1 范洪海 2 李 方 1 王园园 3 李凯甜 3
切向摩阻力对横穿滑坡区隧道受力变形的影响分析
将横穿滑坡变形区的隧道简化为弹性地基梁,当滑坡区内隧道段较长时,便会发生较大的弯曲变形;作为特殊的全埋式弹性地基梁,有必要研究切向摩阻力的影响。文章首先建立了考虑切向摩阻力作用下隧道的弹性地基梁计算模型,然后引入逐步修正的思想,采用传递矩阵法建立了其内力和位移的传递矩阵计算式,并编制了相应的计算程序。计算结果表明:切向摩阻力对隧道的影响范围主要集中在滑坡边界的附近区域,并使隧道的内力和位移在一定程度上均有所减小;滑坡区内切向摩阻力系数对隧道的内力和位移影响相对较小,滑坡区外切向摩阻力系数对隧道的内力和位移影响相对较大。
2018 Vol. 55 (1): 92-99 [摘要] ( 617 ) [HTML 1KB] [PDF 1497KB] ( 1418 )
100 王兵强 1 谷拴成 2 贺恒炜 2
滑坡滑向与轴线正交条件下隧道衬砌内力分析
文章以西宝高速公路唐家塬隧道为工程背景,针对滑坡滑动方向与隧道轴线正交情况下的直墙拱形隧道,根据隧道与滑面的位置关系,探讨分析了作用于隧道衬砌上的滑坡推力大小和方向的影响因素。采用结构力学方法,取隧道全拱结构作为研究对象,得出滑坡滑动方向与隧道轴线正交情况下半圆拱形隧道衬砌内力分布的理论计算方法。结合唐家塬隧道工程,利用理论计算方法得出隧道衬砌的内力分布情况,并采用有限元分析软件对理论计算公式的正确性与合理性进行了验证。结果表明,该方法可作为滑坡滑动方向与隧道轴线正交情况下隧道的衬砌内力计算方法,为隧道衬砌设计与施工提供一定的参考依据。
2018 Vol. 55 (1): 100-106 [摘要] ( 657 ) [HTML 1KB] [PDF 1569KB] ( 1307 )
107 周冠南 1 孙玉永 2 贾 蓬 3
基于遗传算法的BP神经网络在隧道围岩参数反演和变形预测中的应用
隧道变形的准确预测需要以可靠的围岩力学参数为前提。文章通过构建基于遗传算法的BP神经网络智能反分析系统(GA-BP),实现了遗传算法自动搜索BP网络参数,大大提高了反演分析的效率,并将构建的GABP智能反分析系统应用到下穿沈丹高速公路的大顶山隧道围岩参数反演和变形预测中。分析结果表明,GA-BP反分析系统收敛速度较快,围岩参数反演和变形预测较为准确。
2018 Vol. 55 (1): 107-113 [摘要] ( 724 ) [HTML 1KB] [PDF 3711KB] ( 1465 )
114 李又云 1 王丰仓 2 张玉伟 1 胡昆昆 1
软岩隧道浅埋段围岩全位移空间分布特征研究
围岩位移信息的收集对指导新奥法隧道施工具有重要意义。在各种因素制约下,围岩位移信息采集不可避免存在损失位移。文章依托阿拉坦隧道工程实例,以现场实测全位移数据为基础,确定了各施工阶段的围岩应力释放率,并在此基础上,对隧道浅埋洞口段地表与拱部围岩的全位移变化规律进行了三维数值分析。结果表明:隧道开挖过程中,地表测点竖向位移最大为 33 mm,与实测结果基本一致,且地表测点竖向位移远大于水平位移,竖向损失位移比例占围岩总位移量的比例高达 42.86%;隧道拱顶围岩竖向位移计算值为 60 mm,与现场实测结果基本一致,隧道拱部围岩不同方向的损失位移所占全位移的比例不同,水平方向约为21.42%,竖向高达40%以上;掌子面通过监测断面前后约1.0倍洞径范围内围岩变形速率较大,在此区间,围岩竖向位移发生量约占总沉降量的70%。
2018 Vol. 55 (1): 114-123 [摘要] ( 753 ) [HTML 1KB] [PDF 3186KB] ( 1454 )
124 魏 纲 赵城丽
基坑开挖引起邻近既有地铁隧道位移计算的研究
文章考虑基坑坑底和侧壁的开挖卸荷应力以及坑底围护结构的遮拦效应,基于 Mindlin位移解公式,提出了一种半解析半经验解方法,推导得到了基坑开挖引起邻近既有隧道位移的计算公式,分析了基坑尺寸、与隧道相对位置的改变以及加固控制措施对既有地铁隧道位移的影响。研究结果表明:隧道的水平和竖向位移随着隧道埋深的加大而有所增加;随着基坑与隧道净距的减小,隧道位移则明显增大;基坑开挖长度的增加对隧道位移影响较小,而基坑开挖宽度和开挖深度会对隧道位移产生明显影响;该方法可以考虑加固控制措施的效果,随着基坑围护结构应力损失率的减小,隧道最大水平位移呈线性减小,但隧道竖向位移变化不大。
2018 Vol. 55 (1): 124-132 [摘要] ( 692 ) [HTML 1KB] [PDF 3256KB] ( 1336 )
133 邵 羽 1,2,4 刘 莹 2,3 江 杰 2,3 马少坤 2,3 谢 琪 2
不同埋深双隧道开挖对邻近群桩承载能力的影响研究
隧道开挖将不可避免地对其邻近桩基的承载能力产生影响。文章首先对离心模型试验进行了阐述,接着基于地层损失比的位移控制有限单元法(DCM) 对试验结果进行土力学物理参数反分析,最后采用数值模拟对隧道与群桩相对位置的几个典型工况进行拓展分析。研究结果表明:当群桩整体位于隧道侧上方时,双隧道开挖对群桩桩顶沉降影响最为显著,如隧道上覆土厚度(C)与隧道直径(D)之比为 3.7时,其桩顶沉降值可达 5.51%dp(单桩直径);当隧道底与桩底齐平时,双隧道开挖完成后群桩承载能力相对双隧道位于桩身范围和位于桩端底部时反而增强;当隧道轴线位于桩身范围内时,群桩各基桩荷载传递机理与摩擦端承桩相似;当隧道轴线位于桩端以下时,群桩各基桩荷载传递机理与端承摩擦桩相似。
2018 Vol. 55 (1): 133-139 [摘要] ( 680 ) [HTML 1KB] [PDF 3214KB] ( 1295 )
140 陈 赟 1,2 丁 智 2 魏新江 2 葛国宝 3 周联英 2
基于不同固结度下地铁运营引起的地基土动力响应分析
地铁运营时,地基土会在列车荷载-轨道系统相互作用下产生扰动。基于此,文章建立了列车荷载竖向振动模型,计算得到了地铁隧道仰拱处的荷载随时间的变化规律;并采用三维有限元法分析了受施工影响下杭州地铁 1号线某区间列车运行引起的地基土振动响应。结果表明:随着地表土体与隧道中心线距离增大,地表振动出现滞后性,且强度逐渐减弱;隧道纵轴线上,位于隧道上、下方不同深度处地基土的振动规律具有一定的差异;初始固结度越小,地表的振动响应越大,而隧道下方的土体受施工扰动的影响则较小。考虑地铁施工的扰动影响对合理分析地铁运营期间的环境振动具有重要意义。
2018 Vol. 55 (1): 140-147 [摘要] ( 671 ) [HTML 1KB] [PDF 3368KB] ( 1457 )
148 王道远 1,2,3 袁金秀 1 朱永全 2,3 孙明磊 2 朱正国 2
软土盾构隧道施工阶段上浮计算模型探讨
文章首先对管片上浮作用机理进行了分析,确定了盾构隧道施工阶段上浮计算模型荷载分布规律和计算方法;其次指出了弹性支撑法和修正惯用法直接运用于盾构隧道上浮阶段设计所存在的问题,即弹性支撑法计算得到管片底部向下位移,与实际上浮阶段管片隆起不符,而修正惯用法又不能考虑拱顶上覆土体反向压缩特性;最后,基于弹性支撑法并利用修正惯用法思想提出了能规避上述两个问题的反转抗力力学模型。结果表明:提出的计算模型与施工阶段管片上浮变形特征吻合度高,施工阶段管片上浮状态下弯矩、轴力和剪力最值较弹性支撑法和修正惯用法获得的结果分别增加 68%、21%和 51%以及 34%、69%和 22%,说明按本文推荐计算模型进行上浮管片设计可避免实际工程配筋不足造成的管片破损、开裂或渗漏。其结论可为盾构隧道设计提供一定理论支撑和参考。
2018 Vol. 55 (1): 148-155 [摘要] ( 696 ) [HTML 1KB] [PDF 2213KB] ( 1753 )
156 孙晓静 1 谭忠盛 1 周思震 2 冯红喜 1 晁 凯 1
飞机荷载对隧道结构的动力影响分析
随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。
2018 Vol. 55 (1): 156-163 [摘要] ( 768 ) [HTML 1KB] [PDF 2900KB] ( 1392 )
164 王军玺 李 琼 吴伟雄 陶 虎 李兴田 杨治国 石 喜
深埋隧洞开挖过程中突水的水力劈裂研究
突水是隧洞工程施工过程中常遇的主要灾害之一。文章简要介绍了采用水力劈裂理论分析隧洞突水的研究进展情况,并从水力劈裂的机理入手,分析认为隧洞突水现象的水力劈裂研究应考虑多物理场耦合作用。在 Biot固结理论基础上,引入了损伤的概念,考虑了岩体渗透性的动态演化;试图通过分析掌子面推进过程中隧洞围岩力学条件变化导致的渗透性改变,来判断突水发生的可能性。研究结果表明:围岩的损伤破坏导致其渗透性发生了改变,而渗透性的改变为突水提供了通路,提高了围岩突水的可能性;裂隙带等强透水带的存在是隧洞突水的前提条件,高水力梯度则是隧洞突水的根源。
2018 Vol. 55 (1): 164-169 [摘要] ( 575 ) [HTML 1KB] [PDF 1742KB] ( 1465 )
170 吴 刚 1 沈永芳 1 孙 红 2
沉管管节内河浮运的水力学特性及其稳定性分析
文章结合内河沉管隧道管节浮运的特点,建立了管节浮运运动模型和拖缆张力计算模型,给出了管节浮运的水力学计算公式,分别对管节在静水、不同流速及不同流向角下的浮运进行了计算模拟,并对特定干舷下管节浮运的浮态及稳定性进行了分析。研究结果表明,建立的计算模型适用于沉管管节内河浮运的水力特性模拟及稳定性分析,水流速度和流向角对浮运时管节的横荡和首摇的摆动幅值及频率均有明显影响,管节浮运应尽可能避免在横流下进行。研究成果可为内河沉管隧道管节的浮运施工提供理论指导。
2018 Vol. 55 (1): 170-177 [摘要] ( 664 ) [HTML 1KB] [PDF 2096KB] ( 1488 )
178 崔根群 1 刘 瑶 2
基于槽壁稳定性的地下连续墙成槽施工泥浆重度计算方法
文章采用极限平衡法,分别建立了地下连续墙成槽施工槽壁土体整体稳定性和局部稳定性力学模型,推导得到了保证槽壁稳定的成槽施工泥浆重度临界值计算公式,形成了基于槽壁稳定性的地下连续墙成槽施工泥浆重度设计方法,并进行了实例应用。结果表明:所建立的泥浆重度设计计算方法是可靠的,且在类似工程的松散砂卵地层中,宜采用考虑槽壁局部稳定时的泥浆设重度计算值。
2018 Vol. 55 (1): 178-183 [摘要] ( 655 ) [HTML 1KB] [PDF 1745KB] ( 1307 )
施工技术
184 孙连勇 1 黄永亮 1 尹长凤 1 徐从杰 2 刘 涛 3,4
富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究
针对青岛地铁隧道穿越富水砂层施工过程中存在的涌砂、涌水等不稳定性问题所采取的深孔注浆加固措施,文章结合地铁 3号线某区间富水砂层隧道工程实例,通过 FLAC3D数值计算与现场实测手段进行了富水砂层地区地铁隧道施工中深孔注浆加固扰动机理研究。研究结果表明:(1)注浆深度和注浆压力对地层扰动变形影响显著,应综合考虑、合理选取,青岛富水砂层地区宜采用 1.4~1.5 MPa的注浆压力;(2)地表持续隆起时,双线隧道上方的地表地层呈现 M状隆起,隧道中线部位注浆压力对地层扰动影响明显,隆起最大位于拱顶部位;(3)地表在注浆初期迅速隆起,掌子面开挖至监测断面前-3D范围内时地表开始快速沉降,-2D范围内沉降放缓,开挖通过监测断面后至 1D范围内地表较快沉降,然后逐渐趋于稳定;(4)注浆施工对建筑物的影响程度要小于单纯的地表抬升,上方建筑物随地层的 M状变形出现正曲率变形,损害建筑物结构时,建筑物墙体一般会形成倒八字裂缝;(5)隧道内拱顶沉降和净空收敛均在下穿监测断面时变形较快,当开挖至距监测断面 2D范围后,变形趋势逐渐减小,至 3D范围后逐渐趋于稳定。
2018 Vol. 55 (1): 184-193 [摘要] ( 700 ) [HTML 1KB] [PDF 4593KB] ( 1533 )
194 江 华 1 殷明伦 1 江玉生 1 孙正阳 1 吴全立 2
深圳地铁盾构隧道近距离上跨既有线引起的结构变形研究
随着城市轨道交通网络的不断加密,新建地铁隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构近距离上跨施工对既有线隧道的影响问题,比常规地铁隧道施工更为复杂。文章针对深圳地铁新建 9号线双线盾构隧道近距离上跨既有 1号线隧道,形成双层隧道四线叠交的特殊工况,采用有限元数值模拟和现场自动化监测结合的方法,研究了盾构隧道上跨施工引起的既有线水平和竖向的变形规律,并分析了土压力对既有线变形的影响。研究结果表明:现场自动化监测结果和数值模拟结果基本一致;上跨施工时,先行隧道开挖对既有线的影响大于后行隧道;既有线竖向整体呈现上浮状态,最大累积上浮量为 2.2 mm;既有线的水平偏移与盾构推进方向一致,最大水平偏移量约为 1.4 mm;土压力对既有左右两线水平位移的影响大致相同,水平位移随土压力的增大而增大;土压力对既有左右两线的竖向位移影响不同,随着土压力的增加,既有线左线的上浮量逐渐减小,而既有线右线的上浮量不断增大。研究成果可为同类型地层条件下盾构隧道近距离穿越既有结构的设计与工程施工控制提供依据,具有一定的理论意义与应用价值。
2018 Vol. 55 (1): 194-202 [摘要] ( 657 ) [HTML 1KB] [PDF 4599KB] ( 1663 )
203 张 恒 1 林 放 1 张 凯 1 杨家松 2 陈寿根 1
地下大型洞库群通风网络建立及竖井通风效应研究
大型地下洞库(群)施工通常采取分层开挖方式,其上层施工多采取压入式通风方式;进入中下层开挖后,因其污染源一般要大于上层开挖,必须加大风管与供风量,才能继续维持压入式通风,但受施工通道尺寸限制无法增大或增加风管供风量,导致通风状况恶化。文章依托锦州地下储油洞库的施工通风实例,采用 Fluent计算软件并结合现场实况针对竖井通风效应进行研究,并对竖井的直径、位置、深度对通风效果的影响进行深入分析。研究结果表明:竖井直径对洞库的通风有一定的影响,但是通过改变竖井的直径来加强通风的作用是有限的;通风效果与竖井的深度有密切的关系,竖井的最优深度会直接影响到洞库的通风效果,本工程中最佳的竖井深度为 70 m;采用竖井口布置轴流风机压入新鲜空气,施工通道(从地面进入洞库的施工运输通道)进口作为污浊空气排出口,能够有序形成良性的大循环通风网络。
2018 Vol. 55 (1): 203-209 [摘要] ( 633 ) [HTML 1KB] [PDF 3726KB] ( 1337 )
210 曾润忠 1 詹 涛 2 杨成忠 1
浅埋暗挖隧道管棚支护参数的研究及应用
文章以某下穿浅埋暗挖隧道管棚超前加固为研究对象,分析了管棚支护参数的应用理论,采用刚度折算模型,将管棚层折算为各向同性的加固体,并对单层及双层管棚的超前加固效果进行了数值模拟计算,并与监测数据进行了对比分析,在此基础上对不同直径管棚的加固效果进行了分析。分析结果表明:对于常用管棚,随着管棚直径的加大,初期支护及临时支撑的内力有明显减小,并能更好地减小地表的沉降。
2018 Vol. 55 (1): 210-215 [摘要] ( 698 ) [HTML 1KB] [PDF 1523KB] ( 1584 )
施工设备与材料
216 齐消寒 1 张东明 2
空心包体应力解除法与声发射法在岩爆危害隧道地应力测定中的对比应用
在具有岩爆危害的深埋特长隧道施工中,地应力的准确测量及研究对隧道围岩稳定性及岩爆分析起着重要作用。文章详细介绍了空心包体应力计地应力测量技术的原理、计算方法和实施过程,尤其对现场实际测量过程中普遍存在的问题进行了详细说明,并对钻孔和安装设备进行了改良,有效提高了测量效率和避免了设备损失。通过空心包体应力解除法和声发射法两种方式对米仓山隧道围岩地应力进行测试对比,结果表明,两种测试结果大小和方向接近,其结果准确可信,可为隧道围岩稳定性和岩爆分析提供重要的数据。
2018 Vol. 55 (1): 216-223 [摘要] ( 616 ) [HTML 1KB] [PDF 2777KB] ( 1359 )
224 彭 磊 1,2 何文敏 1,2 畅亚文 3 孔令昌 3 宁 波 1 罗建华 1,2
土压平衡盾构土体改良泡沫剂的试验研究
文章根据土压平衡盾构隧道施工土体改良泡沫剂的技术要求,针对土压盾构所用泡沫剂的配方进行了研究。研究过程中,利用高速搅拌法对常见的表面活性剂进行了优选,确定以 SDS为主发泡剂,用 AES对 SDS进行复配,试验结果表明,当 SDS/AES复配比例为 6∶4、总浓度为 3 g·L-1时,向体系中加入浓度为 0.2 g·L-1的表面活性类稳泡剂十二醇和 0.04 g·L-1的高分子聚合物类稳泡剂阳离子瓜尔胶,对该发泡体系具有很好的稳泡效果。由此得出经济、环保、发泡性能和稳泡性能良好的泡沫剂实验室配方,并进行了浓缩调整,得到了稳定均一的泡沫剂成品配方为 6.82%SDS+4.51%AES+0.57%十二醇+0.2%阳离子瓜尔胶+87.9%水。新型泡沫剂的性能指标和经济性均优于国内外同类产品。
2018 Vol. 55 (1): 224-230 [摘要] ( 579 ) [HTML 1KB] [PDF 1582KB] ( 1602 )
现代隧道技术
 

编 辑 部 公 告

 
 
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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