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现代隧道技术
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现代隧道技术
2018年 55卷 5期
刊出日期：2018-10-25
施工设备与材料
综述与探讨
研究与计算
分析与试验
施工技术
综述与探讨
1
汪波1, 郭新新1, 何川1, 吴德兴2
当前我国高地应力隧道支护技术特点及发展趋势浅析
结合当今国内外不同支护技术的研究现状及发展趋势，文章分析高地应力环境引起的隧道硬岩岩爆与软岩大变形问题。研究指出：当前岩爆支护技术因受静力学因素为主导的岩爆发生机制影响，采用的支护构件普遍为变形性能较小的常规材料，且多具“被动支护”属性。而基于岩爆为动-静力耦合作用的结果及现行“喷锚网”支护体系中仅锚杆具有“主动支护”属性，最佳的岩爆支护体系应具备主动支护及释能两大功能，且以锚固构件的研发最为关键；针对软岩大变形的支护型式主要分为3种，即强支护、分层支护和让压支护。其中，强支护在挤压变形大的地下洞室中易诱发过大的围岩压力，适用条件有限；分层支护受其理论研究、分层厚度取值、层与层施作时机及对施工进度干扰等因素影响，也非最佳选择；而让压支护具备及时支护及边支边让等特性，可充分发挥围岩及支护材料的性能值，并可使两者均达到最优状态，为软岩大变形支护措施的最佳选择。
2018 Vol. 55 (5): 1-10 [
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11
于程硕1, 2, 丁文其1, 2, 张清照1, 2
既有城市隧道衬砌结构的损伤评价计算方法探究
既有城市隧道衬砌结构的损伤严重影响城市公共交通运营安全，并减少既有隧道的使用寿命，因此快速准确地对隧道衬砌结构进行损伤评价具有重要 意义。文章通过调研分析既有城市隧道衬砌结构的损伤评价方法，拟将对既有损伤城市隧道的宏观评价与衬砌结构材料的损伤机理相联系，其中，宏观评价方面选取规范评定法对衬砌结构进行损伤评价，并对隧道健康等级F的划分进行优化；损伤机理方面选取基于弹性模量的损伤变量，并引入弹性模量折减率η的概念，进而提出并建立既有城市隧道健康度与损伤度的函数假定关系，为既有城市隧道衬砌结构的损伤评价与计算提供了一条新思路。
2018 Vol. 55 (5): 11-18 [
摘要
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19
林晓东1, 丁文其1, 李晓军1, 奚悦1, 袁泉2
基于GIS的盾构隧道状态网格化评价模型及其应用
针对轨道交通盾构隧道维护养护工作缺乏指导依据的问题，文章提出了一种宏观的盾构隧道状态网格化评估方法。首先，选取盾构隧道服役性能指标（TSI）作为隧道状态评估方法，并将评估结果与规范及传统的模糊层次综合评价法比较，验证其有效性；其次，基于影响隧道状态的因素，如周围地层环境、结构上覆荷载等具有空间关联性的假设，采用空间变异理论对盾构隧道进行空间网格化评估；最后，以上海轨道交通系统为工程实例，描述网格化评估方法的应用结果。
2018 Vol. 55 (5): 19-26 [
摘要
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27
陶利1, 周彪2, 刘超3, 谢雄耀2, 李倩文1
盾构隧道大修施工分级除尘技术及工艺研究
盾构隧道为超长线状封闭空间，在进行隧道维护和大修作业过程中会引起的大量扬尘，对施工人员的身心健康及隧道外环境影响极为不利。采用常规除尘工艺线状空间通风效果难以保障，直接影响施工安全和大修工期。因此，文章以上海某越江隧道大修为背景，结合流体动力学（CFD）模拟、装置优化及工艺组合，提出隧道施工扬尘三级降尘标准化工艺：即在作业点采取水炮喷雾，将扬尘控制在源头（一级保护），同时在隧道内安装静电除尘和水过滤除尘设备（二级保护），在两个隧道出口同时安装两套水帘喷雾装置（三级保护）防止扬尘扩散到大气中。最后探讨了采用不同降尘措施及布置工艺的实际降尘效果，为绿色高效降尘奠定了技术基础。
2018 Vol. 55 (5): 27-32 [
摘要
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研究与计算
33
王泽宇 庄晓莹
沉积岩水力压裂问题数值模拟及解析解研究
在岩体隧道工程的勘测、施工、运营整个过程中，水力压裂是一种需要重点关注的力学机制。文章针对层理性沉积岩材料，运用有限元断裂损伤模拟和解析推导两种手段开展水力压裂问题研究。基于多场耦合有限元分析软件，结合线弹性断裂准则与损伤本构模型，二次开发了可以表征微裂纹的渗流-应力-损伤耦合岩石模型，并应用于饱和渗流岩体水力压裂过程，通过引入弥散的平行微裂纹表达沉积岩的层理，建立沉积岩圆筒模型模拟孔径注水、外加围压条件下的水力压裂行为，研究其压裂破坏模式及渗流分布模式。另外，通过变化孔径和围压，探讨临界起裂水压与围压、试件孔径的定量关系。为了验证数值模拟所得起裂压力规律，基于渗流理论和弹性力学基本方程，结合模拟中得到的张拉破坏模式，推导了均质线弹性渗流岩体圆筒的临界起裂水压公式。解析与数值计算结果对比显示，两种途径得到的起裂压力吻合很好，偏差呈现在3%以内；围压越大，起裂压力越大，两者近似呈线性关系；孔径越小，起裂压力越大，两者在一定范围内近似呈负斜率线性关系。同时，起裂压力解析解总是略大于数值解，这反映出解析方法与数值方法基本材料假设不同所造成的影响。在材料性质参数一致时，基于理想线弹性体假设得到的起裂压力会大于引入初始损伤层理的材料算得的起裂压力。
2018 Vol. 55 (5): 33-44 [
摘要
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45
曹鹏1, 2, 3, 李科1, 2, 3, 李长江4, 张利东4
五女峰隧道隧址区地应力场反演与岩爆风险分析
隧址区地应力分布规律研究是确定隧道围岩岩性、工程设计和施工方案决策的重要前提。文章基于最小二乘法的多元回归方法对五女峰隧道初始地应力场进行了反演分析，得到了相应的回归系数。对比反演得到的应力值与实测值发现差异较小，反演结果满足工程应用要求。同时基于反演分析结果，给出了五女峰隧道岩爆风险等级分区图，隧道洞身区域处于高应力区域，施工过程可能存在岩爆风险，应加强监测并做好应急防治预案。
2018 Vol. 55 (5): 45-52 [
摘要
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53
包小华1, 李攀2, 崔宏志1, 朱合华3
地铁隧道运营中复杂软土地层的动力响应
随着滨海城市地铁与地下空间开发在广度和深度上的发展，软土地层中地铁运营对周围岩土环境带来的力学问题备受关注。文章采用可以描述土体循环交变荷载作用性质与长期累积变形特性的移动硬化弹塑性本构模型，建立有效应力框架下的水-土耦合有限单元-有限差分数值模型，并选取合适的轨道基床振动荷载，对埋置于复杂软土地层中的苏州地铁一号线运营中轨道振动荷载长期循环作用下隧道周围土体动力学响应进行分析研究，包括土体有效应力响应变化特征、超孔隙水压发展规律以及地层沉降等。随着地铁振动荷载循环次数增加，土体沉降位移与超孔隙水压持续增大直到稳定状态。其发展规律表明，地铁运营振动荷载对周围岩土环境影响范围大，持续时间长。尤其是渗透性较小的软土地层，长期循环荷载作用下土体累积塑性变形引起的地层沉降稳定性成为地铁隧道运营不可忽略的重要问题。本研究可为地铁隧道运营中的地层环境安全与稳定性评价提供一种合理有效的分析预测方法。
2018 Vol. 55 (5): 53-60 [
摘要
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61
黄振恩 吴俊 张洋 刘陕南
考虑流固耦合效应的盾构隧道开挖面稳定性研究
文章采用PLAXIS有限元软件，建立流固耦合条件下盾构隧道开挖面数值计算模型，研究隧道管片安装时间内，流固耦合效应对隧道开挖面稳定性的影响。通过控制变量法，分析流固耦合条件下开挖面不同支护压力比（开挖面支护压力与前方水土压力之比）和不同隧道覆径比（隧道埋深与直径的比值）对隧道开挖面变形及地表沉降的影响规律，并探讨了流固耦合效应下开挖面失稳破坏模式。研究结果表明：（1）在隧道管片安装时间内，开挖面前方土体将在渗流作用下形成土拱效应，从而使开挖面支护压力比小于1。而未考虑流固耦合效应时，需要较大极限支护压力值才能保持隧道开挖面前方土体的稳定；（2）当考虑流固耦合效应时，隧道覆径比对开挖面稳定性影响有限，但对地表沉降有较大影响，且覆径比越大，地表沉降变大且影响范围较广；（3）在隧道管片安装时间内，开挖面前方虽在渗流影响下具有土拱效应，但随着支护压力减少及开挖面上部渗流场的共同作用，使得开挖面前方土拱效应减弱，继而使隧道开挖面上方与前方土体连通形成楔形土体滑动区。相比未考虑流固耦合的情况，其楔形体趋向于开口较大的漏斗状破坏形式。故在隧道施工过程中，应考虑流固耦合效应对开挖面变形及地表沉降的影响。
2018 Vol. 55 (5): 61-71 [
摘要
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72
张姣龙1 柳献1 袁勇1 Herbert MANG1, 2
考虑接头真实性能的盾构隧道衬砌结构计算模型与混合分析方法
由于接头的存在，盾构隧道衬砌结构分析面临巨大的挑战。基于接头处的位移量测数据，混合分析方法可以有效地降低衬砌结构分析的复杂程度。但对于设计阶段的盾构隧道，接头处的位移量测数据是未知的。为此，文章基于圆形拱的线弹性理论的解析解，结合接头的线性刚度模型，针对盾构隧道衬砌结构的设计，提出了一种解析计算方法。为了验证线性接头刚度模型的适用性，该种解析方法被应用于盾构隧道衬砌结构足尺试验的分析并将相应的结构分析结果与已经发表的混合分析方法所得结果进行对比。结果表明：基于线性接头模型的结构分析能较好地计算内力的分布；在位移方面，该方法的预测精度尚有不足。
2018 Vol. 55 (5): 72-78 [
摘要
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79
罗泽军1 张清照1 何一韬2 李硕标2
大直径盾构隧道双层衬砌管片结构计算
目前，大直径盾构隧道的运用日益增多，常用的盾构隧道多为单层衬砌结构。鉴于单层衬砌管片结构存在一些缺点，双层衬砌管片结构的设计与使用逐渐引起人们的注意。文章针对大连地铁5号线跨海段盾构隧道双层衬砌结构，运用Abaqus软件并考虑围岩压力、地震荷载作用、溶洞以及施作方式对于结构的影响，计算分析不同工况下盾构隧道双层衬砌管片结构的变形以及受力特征。研究结果表明：基本荷载下结构受力的主体为初衬，二次衬砌的作用应更多考虑为耐久性和安全储备。地震荷载作用下二次衬砌结构内力显著增大，相对于基本荷载，初衬内力增幅为8.57%~44.1%，二次衬砌内力增幅为123.6%~332.4%，二次衬砌结构将在抵抗地震等偶然荷载作用时发挥较大作用。地震荷载作用下溶洞对双层衬砌结构内力及变形影响很大，相对基本荷载工况，初衬内力增幅为11.0%~216.5%，二次衬砌内力增幅为192.4%~353.1%，轴向变形增幅为58.9%~81.34%，水平向变形增幅约为143.6%。因此，建议对溶洞进行合理加固，以保证隧道安全。
2018 Vol. 55 (5): 79-87 [
摘要
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88
赖浩然1 黄常元2 刘学增1 涂新斌2 谢俊3 桑运龙1,4
超载对淤泥质地层隧道结构受力性能影响分析——以苏通GIL综合管廊越江盾构隧道为例
依托苏通GIL综合管廊越江盾构隧道，针对运营期岸坡段可能出现的地表超载问题，文章通过建立三维有限元精细化分析模型，研究了不同超载形式下管片结构的变形与裂损特征，分析了断面收敛变形、接缝张开、结构内力随堆载的发展规律，揭示了大面积堆载、局部堆载两种超载模式下结构的损伤演化机理，提出了地表超载控制标准。针对穿越淤泥质粉质粘土的大直盾构隧道，研究表明：（1）大面积堆载工况下隧道变形破坏过程分为三个阶段，分别以设计荷载、拱腰内侧钢筋受压屈服为分界点，第一阶段表现为弹性受力，第二阶段为带裂缝工作的塑性阶段，第三阶段为加速变形失稳阶段，破坏时表现为拱腰受压屈服，竖向收敛为110.5 mm，接缝基本未张开；（2）局部堆载工况下隧道受力同样分为弹性、塑性及加速变形失稳三个阶段，分别以设计荷载、拱腰外侧钢筋受拉屈服为分界点，破坏表现为顶底受拉破坏，竖向收敛152.6 mm，接缝张开4.36 mm；（3）大面积堆载模式下地表附加荷载的预警值为110 kPa，局部堆载模式下地表附加荷载的预警值为70 kPa。
2018 Vol. 55 (5): 88-96 [
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97
赵天驰1,2 丁文其1,2 魏立新3 吴炜枫1,2 乔亚飞1,2
考虑地基刚度不均匀影响的沉管隧道接头变形分析
沉管隧道接头是整个结构中最薄弱的环节，其刚度及变形特征对结构安全至关重要。当隧道下卧地层刚度不均匀时，接头变形将更加复杂，因此有必要对沉管隧道在不均匀地层条件下的接头特性进行深入分析。文章基于某沉管隧道工程，建立了三维精细化有限元模型，进行沉管隧道接头部件分析计算，对钢剪切键及混凝土剪切键的力学特性进行了深入研究，得到其剪切刚度取值。之后利用上述研究成果，建立三维壳-弹簧沉管管节模型，对隧道整体变形情况进行分析。考虑地基的不均匀性，进行多工况计算，分析沉管隧道接缝变形情况，验证接头结构的可靠性。
2018 Vol. 55 (5): 97-105 [
摘要
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106
潘雨 郑俊杰 崔岚
流变性软土隧道施工与运营期群桩响应分析
在软土隧道施工与运营期间，隧道周围土体沉降会对附近建筑物产生不利影响。文章采用两阶段分析方法，借助有限差分软件FLAC3D探讨在考虑软土流变特性时隧道施工期与运营期的土体沉降与邻近群桩受力情况。在第一阶段，当隧道处于开挖阶段时，采用位移控制法分析隧道开挖引起的土体短期沉降，将模型中的土体沉降槽曲线、桩体挠度、沉降、弯矩、轴力与相关文献计算结果进行对比，验证数值模型的正确性。在第二阶段，当隧道处于运营期时，采用CVISC流变模型对土体长期沉降与群桩附加受力进行计算，探究CVISC模型中4个参数对土体变形及群桩响应的影响，并提出隧道运营期长期沉降拟合公式。
2018 Vol. 55 (5): 106-114 [
摘要
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115
陶连金1 李卓遥1 杨秀仁2 丁鹏1 单鑫玉1
基于ABAQUS的预制装配式地铁车站结构拼装成环后力学行为研究
预制装配式地铁车站结构精准拼接是保证结构稳定性和防水性的关键性问题。由于结构自重较大，在拼装成环后，当结构拱脚无支撑时会产生较大的位移，影响拼装的质量。文章以长春地铁2号线袁家店预制装配式车站为工程背景，考虑预制构件之间的接触关系，建立“地层-实体-接触”计算模型，研究不同支撑方式对于结构内力、应力及变形的影响。计算结果表明：拱脚采用钢支撑能够有效降低结构拱顶和拱脚不利位置处的弯矩和剪力，轴力略微增大；在有支撑条件下结构整体的应力值下降，接头接触应力下降，张开量减小；拱顶的竖向位移和拱脚的侧向位移减小，有效地降低了拼装误差，提高了整体的拼装精度。
2018 Vol. 55 (5): 115-123 [
摘要
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124
万嘉成1 李卫超1 曾英俊2 上官士青3
基坑开挖对邻近桩基竖向受荷性状的影响
软土地区基坑开挖时一个重要的环境问题是土体移动对邻近桩基的影响。文章通过建立三维有限元模型，对软土地区中基坑开挖对邻近桩基竖向受荷性状影响进行研究。研究结果表明，基坑开挖前后桩基轴向抗压承载力减小约13.6%，并且引起既有承受竖向荷载的邻近桩基产生可观的附加沉降。为此，针对桩土接触力随基坑开挖的变化规律进行了系统的分析，并基于分析结果，通过考虑开挖后桩侧极限摩阻力的降低，对单桩沉降计算的荷载传递法进行改进，使得能考虑开挖对邻近桩基竖向受荷性状的影响。
2018 Vol. 55 (5): 124-132 [
摘要
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133
傅立新 王海林 蒋正华
填海围堰盾构始发井超深、异形基坑受力性状与变形研究
随着我国隧道技术的发展，盾构隧道将成为修建跨海通道的重要方式。文章以目前国内最大直径海湾盾构隧道——汕头海湾隧道为工程背景，介绍了在填海围堰内修建盾构始发井所面临的挑战，即基坑超深、异形，淤泥层深厚，受海水影响大等。基于此，文章提出了考虑基坑开挖和盾构始发两种工况的大环框梁逆作技术，并基于三维有限元分析和现场实测，对基坑支护受力性状和土体变形进行了研究。结果表明，大环梁逆作技术可有效控制基坑变形，节省工期。
2018 Vol. 55 (5): 133-139 [
摘要
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140
孙连勇 黄永亮 王启民 周浩 代长顺
地铁盾构隧道下穿既有铁路变形控制研究
文章以济南轨道交通R3线一期工程某区间隧道为背景，采用Abaqus软件建立数值模型模拟在不主动加固和加固两种工况下，盾构隧道近距离下穿胶济铁路线桥梁与路基引起的变形情况。结果表明：在不加固工况下，桥墩顶部桥最大沉降为-5.88 mm，最大沉降差为5.16 mm，超出了有砟轨道铁路桥梁桥墩对应的5 mm变形控制标准的要求。桥墩最大横向位移和纵向位移分别为0.28 mm、-3.01 mm。在采用了钻孔灌注桩加固措施后，桥墩顶部桥最大沉降为-1.71 mm，最大沉降差为1.16 mm，完全满足桥墩变形控制标准要求。最大横向位移与纵向最大位移分别为-0.245 mm、-2.83 mm，满足控制标准要求。铁路路基的竖向沉降相对较小，两种工况下最大沉降值分别为-12.31 mm、-11.97 mm，均满足铁路路基沉降20 mm控制值的要求。由此可见，采用钻孔灌注桩加固效果良好，加固方案安全可行。
2018 Vol. 55 (5): 140-145 [
摘要
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788
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146
廖若倩1 蔡永昌1,2
矩形断面盾构隧道在火灾高温作用下的力学性能研究
矩形断面盾构隧道以其显著的空间利用优势得到了越来越多的应用与推广，但其特殊的断面型式也导致了衬砌结构内力的不合理分布，往往需要专门设计承载力较高的复合管片及接头构型，而且一旦在矩形断面盾构隧道中发生升温速率快、峰值温度高的大型火灾，以复合管片为基本单元的衬砌结构在火灾高温作用下极易劣化，严重威胁结构安全。文章以上海市某大断面矩形盾构隧道为工程背景，基于不同量级的火灾温升曲线建立了相应的热-力耦合有限元模型，讨论了衬砌结构的温度场、位移场及应力场分布。研究表明，导致矩形盾构隧道不满足正常使用极限状态的温度量级在Tem400左右；而导致结构不能继续承载的温度量级在Tem600左右。
2018 Vol. 55 (5): 146-158 [
摘要
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734
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159
王明年1,2 田源1,2 于丽1,2 闫自海3 邓涛1,2
城市综合管廊火灾温度场分布及结构损伤数值模拟
为了对火灾下城市综合管廊的消防及其结构设计提供一定参考依据，文章以义乌商城大道地下综合管廊工程为依托，采用三维火灾动力学模拟软件FDS5.0建立高压电力舱火灾模型，针对电缆火灾对其舱室内部火灾发展过程及温度分布进行模拟研究。并将300℃作为混凝土结构高温损伤的临界条件，通过ANSYS有限元软件对舱室结构进行热分析，得到火灾下管廊结构温度场分布以及结构高温损伤深度。研究结果表明，若电缆舱室内下层电缆发生火灾时，其同侧上部电缆和另一侧电缆将先后被引燃，火势迅速扩大，其火灾最大热释放速率为11.5 MW；且电缆燃烧范围相比于整个防火分区较小，可采用密闭自熄方式并辅以自动灭火系统进行火灾处理，属通风控制型火灾；在短期电缆火灾作用下，舱室内电缆燃烧使管廊结构形成了温度梯度较大的非线性温度场，且仅在一定范围内对结构造成高温损伤。
2018 Vol. 55 (5): 159-165 [
摘要
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分析与试验
166
赵慧玲1 胡定成1 张志明2
中庭式地铁车站结构地震动力响应机制分析
随着建筑功能需求的多样化，出现了中庭式地铁车站结构型式。为引入自然光，中庭式地铁车站结构顶板、中板的中部去除，设置横梁代替；并且为了扩大空间，地下一层不设柱，地下二层设置扁柱，这些特征使中庭式车站地震动力响应异于传统车站。文章通过中庭式地铁车站土-结构1/30缩尺模型振动台试验研究，探究不同峰值、频谱地震动作用下场地土体的放大衰减效应、结构的加速度、动力应变响应，并分析地震动力效应对结构内力的影响，为中庭式车站结构抗震设计提供参考依据。
2018 Vol. 55 (5): 166-173 [
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174
周龙1 闫治国1,2,3 朱合华1,2,3 沈奕4 官林星4 温竹茵4
深埋蓄排水盾构隧道衬砌结构力学性能试验及数值分析
深埋蓄排水盾构隧道承受高内水压力及较大的外部水土荷载，与公路、地铁盾构隧道在计算理论、建造技术及运营维护等方面有很大不同。鉴于蓄排水隧道衬砌结构承载模式的变化，文章开展了整环力学行为试验及三维数值分析，研究了内水压作用、错缝拼装及接头螺栓安装方式等对蓄排水盾构隧道力学性能的影响。研究结果表明：通缝拼装的蓄排水盾构隧道从隧道内空水变化至隧道内满水时，隧道的变形大幅增加；内水压0.6 MPa时隧道的竖向和水平收敛变形分别为空水时的2.2倍和3.2倍。与通缝拼装的蓄排水盾构隧道相比，错缝拼装时衬砌环的收敛变形减小15%~25%，最大接头张开量及螺栓拉力减小25%~ 40%。内水压增大会造成蓄排水盾构隧道接头螺栓屈服，最先出现螺栓屈服现象的接头位于衬砌环最大负弯矩荷载作用位置附近；由于盾构隧道的破坏多源于接头螺栓屈服，该接头位置为蓄排水盾构隧道的薄弱点。对于采用双排螺栓连接的蓄排水盾构隧道，拱顶、拱底90°区域范围内靠近接头外弧面位置的螺栓可以不拼装；但两侧拱腰90°区域内靠近接头内弧面位置的螺栓必须安装，否则会造成最大负弯矩荷载作用位置附近的接头螺栓拉力增大5%~14%。
2018 Vol. 55 (5): 174-187 [
摘要
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701
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)
188
焦亚基1 朱合华1,2 闫治国1 孟晗1 周龙1 沈奕3
深层调蓄排水盾构隧道管片接头预埋件抗拉试验三维数值模拟研究
文章基于上海市深层调蓄排水盾构隧道管片接头预埋件抗拉试验进行数值模拟，研究适用于该隧道管片接头力学性能分析的数值方法。通过应用混凝土塑性损伤模型及非线性弹簧，建立了考虑接头预埋件的复杂形状和混凝土与锚筋粘接滑移作用的三维精细化数值模型。另外，单独建立三种不同精细化程度的预埋件模型并进行简单加载，通过比较计算结果并综合考虑计算花费时间与计算精度，确定了整体模型中所采用的预埋件简化形式。混凝土与锚筋之间采用非线性弹簧约束模拟钢筋与混凝土之间的粘结滑移作用，并且建立了锚筋与混凝土之间采用绑定约束和面-面接触的对比模型，三类模型均按照试验工况进行加载，并将数值计算结果与试验结果对比。结果表明，相比较于“面-面接触模型”及“绑定约束模型”，考虑钢筋混凝土粘结滑移作用的“非线性弹簧模型”与试验结果更加吻合，模型也能很好地反映结构的破坏模式，本文采用的三维精细化建模方法适用于该类纯拉拔试验。
2018 Vol. 55 (5): 188-200 [
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201
张雨蒙1 张姣龙1 曹伟飚2 柳献1
盾构隧道新型衬砌结构受力性能与设计参数
盾构隧道衬砌结构由管片和接头组成，接头的形式直接影响盾构隧道的整体力学性能。上海地铁18号线盾构隧道衬砌结构环间采用了插入式快速接头，块间采用了新型的滑入式快速接头，这种新型衬砌结构受力性能尚不明晰。文章针对通、错缝拼装的新型衬砌结构，分别进行设计工况下的整环足尺试验。通过试验结果分析，得到了不同拼装方式下新型衬砌结构的受力性能；讨论了结构的计算模型，计算了不同工况下结构修正惯用法设计参数，为新型衬砌结构的拼装方式比选、设计计算提供了参考和依据。
2018 Vol. 55 (5): 201-209 [
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210
禹海涛1 李龙津2 姜海西2, 3 段科萍4 吴勇信5
隧道内部套筒连接式预制柱基节点力学性能试验研究
随着大直径盾构隧道双层车道结构在公路隧道领域中的快速发展，其内部双层车道结构的施工也逐渐向全预制化方向发展。文章以在建的诸光路隧道内部预制立柱-基座节点为工程背景，设计了套筒连接和整体现浇的2个足尺试件，进行拟静力试验研究。结果表明，预制灌浆套筒连接试件的承载力与整体现浇试件相当，但其延性和耗能能力弱于整体现浇试件；且预制套筒连接试件存在裂缝集中现象，套筒上方混凝土区域裂缝宽度较大。
2018 Vol. 55 (5): 210-215 [
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杨晓桐1,2 孙文景1,2 刘涛1,2 寇海磊1,2 杨忠年3 王迪4
动水条件下富水砂层注浆规律的电法检测模型试验研究
为研究动水条件下富水砂层中注浆浆液的扩散规律，研制了一套由试验主体系统、注浆系统以及量测系统组成的注浆试验模型，同时针对浆液扩散范围检测提出了一种新的方法——电阻率法。研究发现，试验过程中注浆压力与注浆速率关联性较强，动水条件下浆液呈椭球体扩散，且由于重力及上部水流的作用，椭球体的重心在注浆出口下方，注浆有效地改善了富水砂体的物理力学性质。采用电阻率法对注浆扩散范围进行检测具有良好的应用效果，利用电阻率法得到的浆液扩散范围与开挖后结石体的边界基本吻合，表明电阻率法作为检测动水富水砂层中注浆范围的方法是可靠的。
2018 Vol. 55 (5): 216-222 [
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223
青胜蓝1,2 闫治国1,2 李伯尧1,2
不同通风口参数下自然通风隧道试验研究
为了对比不同通风口参数下的隧道通风效率及通风口风速, 文章通过比例模型试验,使用亚克力板搭建比例尺为1∶15的模型隧道。试验设置4个工况来比较不同通风口数量、长度和高度下隧道通风情况。试验结果表明,不同通风口数量、长度和高度下隧道内风速变化分布以及通风效率发生显著变化。基于试验结果, 文章建议了最佳通风口的设置形式。
2018 Vol. 55 (5): 223-228 [
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施工技术
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邢慧堂1 秦世朋1 唐卓华1 李强1 王德超1 李俊2
桩洞法施工地层响应及结构受力分析
预制装配隧道技术已经成为国内外隧道工程研究和发展的一个重要方向。文章依托济南市轨道交通R1线玉符河站—王府庄站区间浅埋隧道工程，提出一种新型预制拼装隧道施工技术——桩洞法，并详细论述了桩洞法的断面型式、支护方案及施工过程。利用Flac3D有限差分软件，对桩洞法施工过程进行了数值计算分析，详细研究了桩洞法施工引发的地表沉降规律、地层变形规律及预制构件受力规律。结果表明：桩洞法结构能有效控制地层变形的大小及范围；预制构件连接部位出现应力集中，配筋时需重点验算；叠合侧墙浇筑完成后，拼装结构形成整体受力体系，共同承担围岩压力；需保证预制桩的嵌固深度及桩底注浆质量，以控制预制桩的位移。研究成果为类似预制拼装隧道工程的建设提供了可靠的数据支持和借鉴。
2018 Vol. 55 (5): 229-237 [
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238
李林
竖向分层浇筑特深地下连续墙施工技术研究
上海苏州河深隧工程采用双道特深地下连续墙作为围护结构及隔水帷幕，墙体深度为103~105 m，墙身材料为C35（水下）混凝土。在盾构进出洞位置，外圈止水帷幕地墙需要满足盾构刀盘直接切削的需求，因此该段地墙结构选择M30高强度砂浆材料灌注。文章采用直径1 m钻孔灌注桩，现场模拟了“混凝土-砂浆-混凝土”以及“混凝土-砂浆”两种工况条件下的水下浇筑特性，并通过中心取芯的方式获得了水下竖向分层浇筑的桩体结构的材料界面位置与浇筑方法的关系。取芯结果表明，采用文章提出的浇筑方法可以形成连续密实的桩体结构，交界面芯样的轴心抗压强度不低于M30。试验验证了竖向分层浇筑方法在超深地墙施工中的可行性。
2018 Vol. 55 (5): 238-244 [
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施工设备与材料
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刘成1,2 陆杨1 刘磊1 吕伟华1
加砂泥浆在砂性地层中的堵塞机制及成膜结构分析
泥水盾构在高透水地层成膜困难是当前工程中亟待解决的难题，在泥浆中添加粗粒材料是解决此问题的一种有效手段。文章采用自行设计的泥浆侵入地层成膜试验装置，选取轻质砂作为泥浆粗粒材料，改变其粒径，测定不同添加量和不同加载条件下的成膜滤失量和成膜时间，分析粗粒材料的粒径对成膜特征的影响，并由此提出一种三角化计算方法，可用于快速确定粗粒材料对地层孔隙尺寸的影响范围。结果表明：（1）在本试验地层条件下，添加粗粒材料可显著减小粒间孔隙尺寸，有效提高堵塞效率；（2）粗粒材料的粒径对成膜特征有较大影响，粒径较小的粗粒材料堵塞效果更好，其成膜特征较为稳定，粒径较大的粗粒材料成膜特征波动性较大；（3）不同粒径粗粒材料参与下最终形成的泥膜结构不同，粗粒材料粒径较大时形成混合型泥膜结构，粒径较小时形成双层型泥膜结构。
2018 Vol. 55 (5): 245-253 [
摘要
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254
孙润方1 许劲松2
埋置式波纹钢-混凝土结构中波纹钢的承载增强作用研究
埋置式波纹钢-混凝土结构越来越多地应用于公路明挖隧道和棚洞中。目前对该结构的研究较为缺乏，在设计时基本不考虑波纹钢对结构整体承载力的增强作用，导致混凝土外衬厚度设计值偏大，经济性差。为此，文章采用数值模拟方法从应力、挠度两方面对比研究是否考虑波纹钢对结构承载增强作用的两种模型，分析了结构受力特征及波纹钢对于结构不同部位承载力的增强作用。研究表明：（1）结构波谷截面相对于波峰和波中而言应力与挠度较大；（2）结构拱肩至拱顶的最大拉应力接近其抗拉强度，挠度较大；拱脚至拱肩的最大压应力接近其抗压强度，挠度较小；（3）考虑波纹钢的承载作用时，结构应力和挠度在不同截面与环向位置明显减小；（4）在设计时应充分考虑波纹钢对结构的增强作用，以减小混凝土外衬的厚度，提升结构经济性能。
2018 Vol. 55 (5): 254-262 [
摘要
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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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本 刊 广 告
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